CN215104585U - 一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其结构包括钢桁架、拉索、钢主梁、桥墩等内容；所述钢主梁设置在桥墩上，所述钢主梁上架设有钢桁架；根据桥墩间的跨度，所述钢主梁由中间向两侧分为主跨、边跨及锚固跨；所述桥墩的顺桥向中心线与钢桁架的中心线重合，通过所述拉索、锚具连接钢主梁和钢桁架。本实用新型结构受力合理，造型美观多样，施工中便于质量控制且施工速度快，成桥后维护检修经济方便，适用于公路桥、景观桥。

Description

一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构

技术领域

本实用新型公开涉及桥梁结构设计技术领域，尤其涉及一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构。

背景技术

悬索桥是以主缆作为主要受拉承重构件的桥梁类型，其上部结构主要由加劲梁、主缆索、索塔、吊索等结构组成。由于悬索桥整体造型流畅美观等特点，在应用于除大跨度桥梁外还多运用于中等跨度的景观桥。悬索桥可分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥两种类型。自锚式悬索桥相对于地锚式悬索桥具有以下优点：首先由于自锚式悬索桥主缆锚固在主梁上，节省了体积巨大的锚碇同时用钢量减少，节约成本；其次桥型结构选择比较灵活，受到地形、地质条件的限制较小。

但无论是自锚式悬索桥还是地锚式悬索桥其缺点同样十分明显。首先悬索桥属于柔性结构，在风荷载和车辆荷载的作用下产生的位移量较大；其次悬索桥的索塔对地面施加的力非常大，因此假如地质条件较差的话，塔架的地基必须非常大和相当昂贵；最后悬索桥的拉索结构在成桥后日常的维护、检修中较为复杂，且费用不菲。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型公开提供了一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构；

本实用新型提供的技术方案，具体为，一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，包括钢桁架、拉索、钢主梁、若干桥墩；所述钢主梁设置在桥墩上，所述钢主梁上架设有钢桁架；根据桥墩间的跨度，所述钢主梁由中间向两侧分为主跨、边跨及锚固跨；所述桥墩的中心线与钢桁架的中心线重合，所述拉索通过锚具连接钢主梁与钢桁架。

进一步地，所述钢桁架内部焊接有加劲肋，钢桁架采用变截面，其截面最小处与最大处的面积比宜为0.25-0.45。

进一步地，所述钢桁架内部的加劲肋采用板肋，尺寸为100*12mm；直角处采用贴脚肋，尺寸为120*120*12mm。

进一步地，所述钢桁架内部的杆件采用方钢制作并焊接于主梁上，横桥向的钢桁架通过横梁进行连接，横梁的边长平行于钢桁架的中轴线方向。

进一步地，所述钢主梁锚固跨的边支座处内部添加有混凝土，作为锚固跨压重。

进一步地，所述钢桁架的最大高度为钢主梁主跨跨径的1/6-1/8，所述钢主梁的边跨与主跨的跨度比在0.2-0.5之间，两端锚固跨的长度为20-25m。

进一步地，所述钢桁架外侧的弦杆与钢主梁间形成角度的取值为40°-60°。

进一步地，桥墩之间设置有系梁，且系梁的顶部距离桥墩的顶部50cm。

进一步地，所述拉索的一端与钢桁架的顶端锚固连接，另一端锚固于钢主梁内部；所述拉索为采用镀锌钢绞线、环氧钢绞线或平行钢丝组成的索体。

进一步地，桥面上设置防撞墙，防撞墙的长度覆盖整个拉索锚固区与钢桁架区。

本实用新型结构受力合理，造型美观多样，施工中便于质量控制且施工速度快，成桥后维护检修经济方便，适用于公路桥、景观桥。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型的公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开实施例提供的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构的纵断面结构示意图；

图2为本实用新型公开实施例提供的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构A-A处的横断面结构示意图；

图3为本实用新型公开实施例提供的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构的平面结构示意图；

图4为本实用新型公开实施例提供的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构的钢桁架B-B处截断的结构断面示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的系统的例子。

针对现有技术中自锚悬索桥结构本身的不足，本实施方案提供了一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，本桥梁结构中的钢桁架杆件，依其所在位置不同，分为弦杆和腹杆两类。弦杆是指桁架上、下外围的杆件，上边的杆件称为上弦杆，下边的杆件称为下弦杆。桁架上弦杆和下弦杆之间的杆件为腹杆。本桥梁结构中，腹杆与弦杆间形成三角形单元的空间结构；横桥向指的是垂直于桥梁中轴线的方向，顺桥向是指桥梁中轴线方向。

如图1-3所示，本实施方案的结构具体包括钢桁架1、拉索4、钢主梁5、若干桥墩7；钢主梁5设置在桥墩7上，钢主梁5上架设有钢桁架1；桥墩7的中心线与钢桁架1的中心线重合；根据桥墩7之间的跨度，钢主梁5由中间向两侧分为主跨、边跨及锚固跨；拉索4的一端与钢桁架的顶端锚固连接，另一端锚固于钢主梁5内部。采用对拉索4施加索力的方式将主桁架和钢主梁进行连接，施加的索力通过钢桁架传递到钢主梁上，从而平衡主跨跨中弯矩，实现较大距离的跨度。本实施方案中的钢主梁结构和钢桁架结构共同承担活载和恒载，拉索4施加索力用来平衡由于活载和恒载产生的主跨跨中弯矩，使其弯矩值减小，最后通过最外侧的弦杆将力传递到主跨的桥墩上。本桥梁结构中，主跨桥墩处主梁基本上只受到压应力作用。

本实用新型提供的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，为一种适用于公路桥、景观桥的新型桥梁结构，该结构中利用了钢桁架施工方便、刚度大、整体性强等特点，改变了原有桥梁的受力结构；本实用新型的结构中钢桁架、拉索、梁体本身共同受力，合理利用了材料性能，减少了造价。

钢桁架1内部的弦杆采用方钢制作并焊接于主梁5上，横桥向的钢桁架1通过横梁2进行连接，横梁2的边长平行于钢桁架的中轴线方向；在主梁5上分节安装钢桁架1与方钢3，在已安装的钢桁架1和方钢3上设置横梁，提升结构整体稳定性。即横梁2应该在钢桁架安装结束后，最终索力张拉前安装，横梁2的尺寸宜为对应位置处钢桁架1横断面尺寸的0.85倍，且边长方向应与桁架中心线平行布置。

钢桁架1、方钢3和钢主梁5应分节在工厂内预制完成然后运往现场进行焊接，从而保证施工质量。

如图3所示，桥梁的下部结构采用桩基础，并且保证钢桁架1的位置与桥墩7所在位置重合，为保证下部结构的整体性在在桥墩处设置系梁11且系梁11顶距离桥墩7顶50cm。

拉索张拉锚固前对主梁锚固跨边支座处位置进行锚固跨压重，具体为，钢主梁5锚固跨部的边支座处内部添加有混凝土，锚固跨压重6；平衡拉索拉力防止主梁翘曲。本实施例中，主梁5的边支座处填充C20细石混凝土进行压重，配重在施加索力之前进行，梁内填充高度为40cm。

张拉时考虑桥梁结构与自身特点多次张拉调整，最终达到合理成桥状态，实现较大的跨度。

作为技术方案的改进，拉索4可采用镀锌钢绞线、环氧钢绞线或平行钢丝组成的索体。拉索一段自锚入桥梁内部，另一端锚固到钢桁架上。

图4为本实用新型提供的钢桁架1B-B处截断的结构断面示意图，钢桁架内部的加劲肋12采用板勒，尺寸为100*12mm；直角处采用贴脚肋，尺寸为120*120*12mm。加劲肋12与钢桁架1一起在工厂内进行预制，钢桁架1采用变截面设计，钢桁架截面最小处与最大处的面积比宜为0.25-0.45，本实施例中为0.3。

钢桁架1的最大高度为钢主梁5主跨跨径的1/6-1/8，钢主梁5的边跨与主跨的跨度比在0.2-0.5之间，在边跨的两端应添加锚固跨，两端锚固跨部的长度为20-25m。本实施例中，锚固跨的长度为20m，边跨与主跨的跨度比为0.38。

钢桁架1外侧的弦杆与钢主梁5间形成角度的取值为40°-60°。

本实施例中，钢桁架1的最大高度为1/6的桥梁主跨跨径，钢桁架支座处的弦杆与主梁的角度取值为60°

在成桥后为保证桥梁整体的安全，在拉索4和钢桁架1的周围设置防护墙10，防护墙的尺寸为高1200mm，厚200mm。防撞墙10为混凝土材质，长度覆盖整个钢桁架区和拉索锚固区。

本实用新型中的桥梁结构结合了钢桁架桥和自锚式悬索桥的外观特点，本实用新型具有：形式多样、科技感强、景观性好，在实现良好的景观效果的同时也可以实现比较好的跨度的优点。

本实用新型的拉索数量较比自锚式悬索桥极大的减少，这使得在施工时，调整拉索索力次数减少，施工更加便捷。在成桥后，维护和检修更加的方便，降低维护费用。

本实用新型结构中涉及的钢桁架、方钢及钢主梁等可以在工厂预制再运送到现场进行拼装，施工效率高、速度快并且便于施工质量的控制。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，包括钢桁架(1)、拉索(4)钢主梁(5)、若干桥墩(7)；所述钢主梁(5)设置在桥墩(7)上，所述钢主梁(5)上架设有钢桁架(1)；根据桥墩(7)间的跨度，所述钢主梁(5)由中间向两侧分为主跨、边跨及锚固跨；所述桥墩(7)的中心线与钢桁架(1)的中心线重合，所述拉索(4)通过锚具(9)连接于钢主梁(5)与钢桁架(1)间。

2.根据权利要求1所述的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，所述钢桁架(1)内部焊接有加劲肋(12)，钢桁架(1)采用变截面，其截面最小处与最大处的面积比在0.25-0.45之间。

3.根据权利要求2所述的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，所述钢桁架(1)内部的加劲肋(12)采用板肋与贴脚肋，尺寸分别为100*12mm和120*120*12mm。

4.根据权利要求1所述的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，所述钢桁架(1)内部的杆件采用方钢制作并焊接于主梁(5)上，横桥向的钢桁架(1)通过横梁(2)进行连接，横梁(2)的边长平行于钢桁架的中轴线方向。

5.根据权利要求1所述的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，所述钢主梁(5)锚固跨的边支座处内部添加有混凝土，作为锚固跨压重(6)。

6.根据权利要求1所述的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，所述钢桁架(1)的最大高度为钢主梁(5)主跨跨径的1/6-1/8，所述钢主梁(5)的边跨与主跨的跨度比在0.2-0.5之间，锚固跨的长度为20-25m。

7.根据权利要求1所述的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，所述钢桁架(1)外侧的腹杆与钢主梁(5)间形成角度的取值为40°-60°。

8.根据权利要求1所述的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，桥墩(7)之间设置有系梁(11)，且系梁(11)的顶部距离桥墩(7)的顶部50cm。

9.根据权利要求1所述的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，所述拉索(4)的一端与钢桁架的顶端锚固，另一端锚固于钢主梁(5)内部；所述拉索(4)为采用镀锌钢绞线、环氧钢绞线或平行钢丝组成的索体。

10.根据权利要求1所述的一种钢桁架、拉索组合体系的桥梁结构，其特征在于，桥面上设置防撞墙(10)，防撞墙(10)的长度覆盖整个拉索锚固区与钢桁架区。

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