CN215051981U - 一种自锚式斜拉悬索组合桥梁结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，包括设置于地表以下工程地质地基层中的桥塔基础，桥塔承台位于所述桥塔基础与桥塔之间，与所述桥塔基础顶部和桥塔底部连接成整体；在桥梁横向两侧布置的两根主缆支承于设置在所述桥塔顶部的塔顶主索鞍上，通过梁端散索鞍锚固于主缆锚固梁段；主跨斜拉区主梁和边跨斜拉区主梁分别通过主跨斜拉索和边跨斜拉索直接拉在所述桥塔上，主跨悬吊区主梁通过主跨吊索悬吊于所述主缆上；主跨悬吊区主梁长度S采用主跨长度L的0.3～0.6倍。本实用新型从结构体系和主缆施工期间水平力平衡的方法方面提高斜拉悬索组合桥梁结构的结构性能和施工便捷性，提高工程的经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种适用于大跨径的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构。
背景技术
桥梁是公路、铁路、城市道路和农村道路及水利建设中，为了跨越各种障碍(如河流、或其它结构)的结构物。按结构受力特点划分，桥梁可分为梁、拱、刚架、悬索桥、斜拉桥等体系。斜拉桥，是将主梁用多根拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承受压弯的梁体组合起来的一种结构体系；悬索桥，是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、桥塔、锚碇、吊索、加劲梁等部分组成。将斜拉桥与悬索桥组合，靠近桥塔范围的主梁，采用多根拉索直接拉在桥塔上，跨中部分主梁，采用吊索悬吊在主缆上，成为斜拉悬索组合结构，可以有效提高同等跨度悬索桥的主梁刚度，并降低其主缆、锚碇的工程规模，跨越能力相比斜拉桥得到较大提升，其跨越能力介于传统的斜拉桥和悬索桥之间，但仍然需要设置规模较大的锚碇。
传统的自锚式悬索桥跨度适应范围约在600米以下，加劲梁全部由主缆悬吊，主缆拉力较大，施工期间主缆拉力需要靠主梁平衡，采用“先施工主梁，待主梁能够承受轴向压力后再施工主缆”的顺序施工，主梁施工临时措施规模大且成本高。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种更经济、施工更便捷的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，从结构体系和主缆施工期间水平力平衡的方法方面提高斜拉悬索组合桥梁结构的结构性能和施工便捷性，提高工程的经济性。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，包括：
设置于地表以下工程地质地基层中的桥塔基础，桥塔承台位于所述桥塔基础与桥塔之间，与所述桥塔基础顶部和桥塔底部连接成整体；
在桥梁横向两侧布置的两根主缆支承于设置在所述桥塔顶部的塔顶主索鞍上，通过梁端散索鞍锚固于主缆锚固梁段；
主跨斜拉区主梁和边跨斜拉区主梁分别通过主跨斜拉索和边跨斜拉索直接拉在所述桥塔上，主跨悬吊区主梁通过主跨吊索悬吊于所述主缆上；
主跨悬吊区主梁长度S采用主跨长度L的0.3～0.6倍。
可选的，边跨包括多组辅助墩基础、辅助墩承台和辅助墩柱，由多个辅助跨组成，辅助跨的跨径D采用边跨长度M的1/6～1/3。
进一步的，所述辅助墩基础、辅助墩承台和辅助墩柱从下至上设置于所述边跨斜拉区主梁下部，且所述辅助墩柱与所述边跨斜拉区主梁连接。
可选的，横向两根所述主缆在桥塔塔顶横向对称布置，主缆跨中标高相同，垂跨比相同，采用1/8～1/10。
进一步的，所述主跨斜拉区主梁靠近桥塔的部位设置竖向支座和纵向弹性阻尼限位器。
可选的，加劲梁采用钢箱梁、钢桁梁或板梁。
可选的，在所述主缆和主跨悬吊区主梁安装期间，在辅助墩柱及桥塔之间设置主缆水平力临时传递系统，用于将梁端主缆水平力传递到辅助墩基础和桥塔基础。
进一步的，所述主缆水平力临时传递系统包含斜压杆和/或斜拉杆。
更进一步的，还包括基础顶拉索。
与现有技术相比，本实用新型至少具备如下有益效果：
(1)与同等跨度、同等主缆垂跨比的常规悬索桥相比，斜拉索增强了主梁刚度，全桥抗风性能及行车舒适性增强。
(2)与同等跨度的常规斜拉桥相比，桥塔高度较低，主梁、风及地震在桥塔及基础中产生的响应较小，桥塔及基础的工程规模较小、抗风和抗震性能较好。
(3)与同等跨度的常规悬索桥或斜拉悬索组合结构桥相比，不需要设置锚碇，解决了分蓄洪区、河道漫滩区等防洪要求高的区域或地质条件不适宜设置锚碇基础的区域设置锚碇的问题，桥型的适应性更好。
(4)与同等跨度的常规自锚式悬索桥相比，减小了主缆规模，降低了主缆水平力，使得边跨辅助墩基础和桥塔基础承受施工期间主缆水平力具备了可行性和经济性，可以实现先缆后梁的施工，解决了常规自锚式悬索桥主梁施工依靠大量临时措施的难题，桥型的适应性更好，工程经济性更优，跨越能力得到提升。
附图说明
图1为本实用新型的立面布置示意图；
图2为本实用新型施工时的立面布置示意图；
图3为本实用新型塔顶主索鞍部位的局部示意图；
图4为本实用新型梁端散索鞍部位的局部示意图；
图5为本实用新型桥塔支座部位的局部示意图；
图6为本实用新型钢箱梁的结构示意图；
图7为本实用新型钢桁梁的结构示意图；
图8为本实用新型板梁的结构示意图。
其中：1-主缆，2-桥塔，3-主跨斜拉区主梁，4-主跨悬吊区主梁，5-主跨斜拉索，6-主跨吊索，7-边跨斜拉区主梁，8-边跨斜拉索，9-主缆锚固梁段，10-塔顶主索鞍，11-梁端散索鞍，12-竖向支座，13-纵向弹性阻尼限位器，14-桥塔承台，15-桥塔基础，16-辅助墩柱，17-辅助墩承台，18-辅助墩基础，19-斜压杆，20-斜拉杆，21-基础顶拉索，22-钢箱梁，23-钢桁梁，24-板梁。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，传统的自锚式悬索桥跨度适应范围约在600米以下，加劲梁全部由主缆悬吊，主缆拉力较大，施工期间主缆拉力需要靠主梁平衡，采用“先施工主梁，待主梁能够承受轴向压力后再施工主缆”的顺序施工，主梁施工临时措施规模大且成本高。为了解决如上的技术问题，本实用新型提出了一种更经济、施工更便捷的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构。以下结合附图，对本实用新型的结构作进一步描述。
本实用新型提供的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，从结构体系和主缆施工期间水平力平衡的方法方面提高斜拉悬索组合桥梁结构的结构性能和施工便捷性，提高工程的经济性。如图1、图3和图4所示，包括横向两根主缆1、桥塔2、主跨斜拉区主梁3、主跨悬吊区主梁4、主跨斜拉索5、主跨吊索6、边跨斜拉区主梁7、边跨斜拉索8、主缆锚固梁段9、塔顶主索鞍10、梁端散索鞍11；两根主缆1在桥梁横向两侧布置；主缆1支承于设置在桥塔2顶部的塔顶主索鞍10上，通过梁端散索鞍11，锚固于主缆锚固梁段9；主跨悬吊区主梁长度S推荐采用主跨长度L的0.3～0.6倍。横向两根主缆1在塔顶横向对称布置，主缆1跨中标高相同，垂跨比(主缆垂度f/主跨长度L)相同，推荐采用1/8～1/10；每根主缆1对应设置塔顶主索鞍10、梁端散索鞍11。
本实用新型的桥塔2在底部设置有桥塔承台14和桥塔基础15，桥塔基础15设置于地表以下工程地质合适的地基层中，桥塔承台14位于桥塔基础15与桥塔2之间，与桥塔基础15顶部和桥塔2底部连接成整体。
本实用新型中，边跨设置多组辅助墩柱16、辅助墩承台17和辅助墩基础18，两个辅助墩之间为一个辅助跨，边跨由多个辅助跨组成，辅助跨的跨径D推荐采用边跨长度M的1/6～1/3。加劲梁包括主跨斜拉区主梁3、主跨悬吊区主梁4、边跨斜拉区主梁7。主跨斜拉区主梁3和边跨斜拉区主梁7分别通过主跨斜拉索5和边跨斜拉索8直接拉在桥塔2上，主跨悬吊区主梁4通过主跨吊索6悬吊于主缆1上。
如图5所示，在主跨斜拉区主梁3靠近桥塔2的部位设置竖向支座12和纵向弹性阻尼限位器13以支撑主梁和限制地震、强风等极端工况下主梁纵桥向位移。如图6-图8所示，加劲梁可采用钢箱梁22、钢桁梁23或板梁24。
如图2所示，前述的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构施工时，在主缆1和主跨悬吊区主梁4安装期间，在辅助墩柱16及桥塔2之间设置主缆水平力临时传递系统，将梁端主缆1水平力传递到辅助墩基础18和桥塔基础15。具体的，主缆水平力临时传递系统包含斜压杆19和/或斜拉杆20，根据需要可设可不设基础顶拉索21。
在加劲梁合龙前，可在合龙口顶推加劲梁以降低合龙后拆除主缆水平力临时传递系统时产生的内力及位移突变。
以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解得到的变换或者替换，都应该涵盖在本实用新型的包含范围之内。
Claims (9)
1.一种自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，其特征在于，包括：
设置于地表以下工程地质地基层中的桥塔基础(15)，桥塔承台(14)位于所述桥塔基础(15)与桥塔(2)之间，与所述桥塔基础(15)顶部和桥塔(2)底部连接成整体；
在桥梁横向两侧布置的两根主缆(1)支承于设置在所述桥塔(2)顶部的塔顶主索鞍(10)上，通过梁端散索鞍(11)锚固于主缆锚固梁段(9)；
主跨斜拉区主梁(3)和边跨斜拉区主梁(7)分别通过主跨斜拉索(5)和边跨斜拉索(8)直接拉在所述桥塔(2)上，主跨悬吊区主梁(4)通过主跨吊索(6)悬吊于所述主缆(1)上；
主跨悬吊区主梁长度S采用主跨长度L的0.3～0.6倍。
2.根据权利要求1所述的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，其特征在于，边跨包括多组辅助墩基础(18)、辅助墩承台(17)和辅助墩柱(16)，由多个辅助跨组成，辅助跨的跨径D采用边跨长度M的1/6～1/3。
3.根据权利要求2所述的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，其特征在于，所述辅助墩基础(18)、辅助墩承台(17)和辅助墩柱(16)从下至上设置于所述边跨斜拉区主梁(7)下部，且所述辅助墩柱(16)与所述边跨斜拉区主梁(7)连接。
4.根据权利要求1所述的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，其特征在于，横向两根所述主缆(1)在桥塔(2)塔顶横向对称布置，主缆(1)跨中标高相同，垂跨比相同，采用1/8～1/10。
5.根据权利要求1所述的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，其特征在于，所述主跨斜拉区主梁(3)靠近桥塔(2)的部位设置竖向支座(12)和纵向弹性阻尼限位器(13)。
6.根据权利要求1所述的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，其特征在于，加劲梁采用钢箱梁(22)、钢桁梁(23)或板梁(24)。
7.根据权利要求1所述的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，其特征在于，在所述主缆(1)和主跨悬吊区主梁(4)安装期间，在辅助墩柱(16)及桥塔(2)之间设置主缆水平力临时传递系统，用于将梁端主缆(1)水平力传递到辅助墩基础(18)和桥塔基础(15)。
8.根据权利要求7所述的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，其特征在于，所述主缆水平力临时传递系统包含斜压杆(19)和/或斜拉杆(20)。
9.根据权利要求8所述的自锚式斜拉悬索组合桥梁结构，其特征在于，还包括基础顶拉索(21)。
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