CN220847044U - 一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高速铁路非对称组合梁‑混合梁斜拉桥结构，包括钢混结合梁、混凝土低塔、混凝土高塔、低塔侧混凝土梁和高塔侧混凝土梁；其中混凝土低塔的底部由混凝土低塔墩支承，混凝土高塔的底部由混凝土高塔墩支承，自混凝土低塔向混凝土高塔方向，低塔侧混凝土梁、钢混结合梁以及高塔侧混凝土梁依次布置，混凝土低塔通过其低塔斜拉索体系连接低塔侧混凝土梁以及钢混结合梁，混凝土高塔通过其高塔斜拉索体系连接钢混结合梁和高塔侧混凝土梁。本实用新型的优点是：1结合段和主梁受力更加合理、静活载响应小、施工便利；2提高了建造速度，提高斜拉桥主跨的跨越能力，节省钢材，解决了钢桥面板的疲劳问题，具有极大的经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁结构技术领域，尤其是一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构。
背景技术
高速铁路桥梁结构刚度和变形要求严格，在主梁形式上，混凝土梁是目前高速铁路无砟轨道斜拉桥的主要梁型。混凝土梁斜拉桥经济性较好，但跨度较大时，跨中徐变变形控制较困难，且施工工期较长。随着斜拉桥技术的不断发展，混合梁斜拉桥、组合梁斜拉桥相关技术不断涌现，即边跨采用自重较大的混凝土结构，中跨采用钢箱梁，或者中跨采用组合梁。可以极大的提高斜拉桥的跨越能力，减小工程造价。为了适应建造环境的变化，国内外学者研究高低塔斜拉桥结构使得斜拉桥可以适用更加复杂的地理环境，减少工程造价，如墨西哥Mezcala桥、日本新上平井大桥、江西九江湖口大桥等均采用了高低塔的结构形式。
但是工程实践及众多学者的研究表明，高低塔的结构形式加大了施工难度，具有较长的施工周期。同时斜拉桥作为高次超静定结构，不同的施工方法往往导致不同的成桥受力状态。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构，为半漂浮体系，主跨采用钢混结合梁，边跨采用混凝土梁；通过合理设置结合段位置，满足高速铁路结构刚度要求，使结合段和主梁受力更加合理、静活载响应小、提高整体经济性。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构，其特征在于：包括钢混结合梁、混凝土低塔、混凝土高塔、低塔侧混凝土梁和高塔侧混凝土梁；
其中所述混凝土低塔的底部由混凝土低塔墩支承，所述混凝土高塔的底部由混凝土高塔墩支承，自所述混凝土低塔向所述混凝土高塔方向，所述低塔侧混凝土梁、所述钢混结合梁以及所述高塔侧混凝土梁依次布置，所述混凝土低塔通过其低塔斜拉索体系连接所述低塔侧混凝土梁以及所述钢混结合梁，所述混凝土高塔通过其高塔斜拉索体系连接所述钢混结合梁和所述高塔侧混凝土梁。
所述混凝土低塔与所述混凝土低塔墩固结，两者之间设置有支座；所述混凝土高塔与所述混凝土高塔墩固结，两者之间设置有支座。
所述低塔侧混凝土梁与所述钢混结合梁之间设置有结合段；所述钢混结合梁与所述高塔侧混凝土梁之间设置有结合段。
所述低塔侧混凝土梁与所述钢混结合梁间的所述结合段位于中跨侧；所述钢混结合梁与所述高塔侧混凝土梁间的所述结合段位于边跨侧。
所述结合段包括钢混结合段，所述钢混结合段具有钢箱梁以及上、下两侧的混凝土顶板和混凝土底板，所述混凝土顶板和所述混凝土底部向两侧逐渐变薄。
所述钢混结合梁由钢箱梁以及铺设在其顶部的若干混凝土顶板构成，所述钢箱梁无钢顶板，若干混凝土顶板通过湿接缝固结形成整体，所述湿接缝通过剪力钉与所述钢箱梁连接。
位于所述混凝土高塔处的所述钢混结合梁内设置有压重块。
本实用新型的优点是：
1）通过合理设置结合段位置，使结合段和主梁受力更加合理、静活载响应小、施工便利；
2）极大的提高了非对称组合梁-混合梁斜拉桥建造速度，主跨采用组合梁提高斜拉桥的跨越能力，节省钢材，解决了钢桥面板的疲劳问题，具有极大的经济效益。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中混凝土高塔处压重示意图；
图3为本实用新型中钢混结合梁的结构示意图；
图4为本实用新型中钢混结合段的结构示意图。
实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-4所示，图中各标记分别表示为：钢混结合梁1、混凝土低塔2、混凝土高塔3、混凝土低塔墩4、混凝土高塔墩5、低塔斜拉索体系6、高塔斜拉索体系7、支座8、低塔侧混凝土梁9、高塔侧混凝土梁10、结合段11、压重块101、混凝土顶板102、钢箱梁103、湿接缝104、剪力钉105、顶板预应力钢束106、底板预应力钢束107。
实施例：如图1至图4所示，本实施例中高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构包括钢混结合梁1、混凝土低塔2、混凝土高塔3、混凝土低塔墩4、混凝土高塔墩5、低塔斜拉索体系6、高塔斜拉索体系7、支座8、低塔侧混凝土梁9、高塔侧混凝土梁10、结合段11。
其中，在本实施例的非对称组合梁-混合梁中，组合梁指的是，沿顺桥方向，斜拉桥结构的梁体由钢混结合梁1、低塔侧混凝土梁9和高塔侧混凝土梁10组合构成，且并非以中跨中线对称布置。而混合梁则的指的是钢混结合梁1采用了混凝土桥面板和钢箱梁的组合；通过将钢箱梁的钢面板由混凝土面板代替，极大的改善钢箱梁疲劳问题（由于取消了钢桥面板，也就不存在顶板与U肋、横隔板连接等疲劳细节）。
具体而言，如图1所示，混凝土低塔2与混凝土低塔墩4固结，混凝土高塔3与混凝土高塔墩5固结。在混凝土低塔墩4、混凝土高塔墩5上各设支座8与低塔侧混凝土梁9、钢混结合梁1相连，其中设于混凝土高塔墩5的支座8采用固定支座，以确保结构的稳定性。
混凝土低塔2与低塔斜拉索体系6固结，混凝土高塔3与所述高塔斜拉索体系7固结。其中低塔斜拉索体系6与低塔侧混凝土梁9和钢混结合梁1固结，高塔斜拉索体系7与钢混结合梁1和高塔侧混凝土梁10固结。
根据钢混结合梁1与低塔侧混凝土梁9、高塔侧混凝土梁10受力特征，设置了不对称的结合段11位置。通过分析结合段11位置变化对斜拉桥结构受力敏感性，确定合理的结合段11位置，使综合作用所产生的内力和变形得到更加合理顺畅的传递，并使刚度平稳过渡，从而减小了应力集中现象，具备良好的耐久性和抗疲劳性能提高了整体经济性。
如图1所示，低塔侧混凝土梁9与钢混结合梁1的结合段11位于中跨侧，高塔侧混凝土梁10与钢混结合梁1的结合段11位于边跨侧。同时，在本实施例中，如图2所示，混凝土高塔3处的钢混结合梁1配有压重块101，压重块101长度及重量根据桥梁结构分析确定。
如图3所示，钢混结合梁1设有过渡区，以满足主梁受力传递的平顺性。钢混结合梁1由混凝土顶板102和钢箱梁103组成。该钢箱梁103无钢顶板，若干混凝土顶板102铺设在钢箱梁103的上方，相邻的混凝土顶板102之间通过湿接缝104固结，湿接缝104与钢箱梁103通过剪力钉105连接，为非对称组合梁-混合梁斜拉桥的施工提供工业化建造条件。当混凝土顶板102采用工厂预制时，预留预应力孔道，预应力锚固端齿块和顶板一起预制。
如图4所示，结合段11包含钢混结合段和刚度过渡段，通过结合段11将混凝土箱梁（低塔侧混凝土梁9和高塔侧混凝土梁10）逐渐过渡至钢混结合梁1。结合段11所能实现的过渡的方式为其亦采用钢箱梁和混凝土板的组合结构，在该钢箱梁的上、下两侧设置有混凝土顶板和混凝土底板，混凝土板与钢箱梁之间通过剪力钉105相固结。钢混结合段较厚的混凝土顶、底板向混凝土梁侧和钢混结合梁1方向逐渐变薄，向钢混结合梁1逐渐变化为仅有混凝土顶板102，即钢混结合段的混凝土顶板向钢混结合梁1一侧延伸时，其厚度逐渐变薄直至与混凝土顶板102相匹配，而混凝土底板随着逐渐变薄而止于钢混结合梁1的边界前。
在本实施例中，如图4所示，结合段11内的混凝土顶板还可通过顶板预应力钢束106与临近的钢混结合梁1的混凝土顶板和混凝土箱梁（低塔侧混凝土梁9或高塔侧混凝土梁10）的顶板连成整体，进而提高梁体的整体性和结构性能。与此同时，结合段11内的混凝土底板也可通过底板预应力钢束107与临近的混凝土箱梁（低塔侧混凝土梁9或高塔侧混凝土梁10）的混凝土箱梁底板连成整体结构。
虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。
Claims (7)
1.一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构，其特征在于：包括钢混结合梁、混凝土低塔、混凝土高塔、低塔侧混凝土梁和高塔侧混凝土梁；
其中所述混凝土低塔的底部由混凝土低塔墩支承，所述混凝土高塔的底部由混凝土高塔墩支承，自所述混凝土低塔向所述混凝土高塔方向，所述低塔侧混凝土梁、所述钢混结合梁以及所述高塔侧混凝土梁依次布置，所述混凝土低塔通过其低塔斜拉索体系连接所述低塔侧混凝土梁以及所述钢混结合梁，所述混凝土高塔通过其高塔斜拉索体系连接所述钢混结合梁和所述高塔侧混凝土梁。
2.根据权利要求1所述的一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构，其特征在于：所述混凝土低塔与所述混凝土低塔墩固结，两者之间设置有支座；所述混凝土高塔与所述混凝土高塔墩固结，两者之间设置有支座。
3.根据权利要求1所述的一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构，其特征在于：所述低塔侧混凝土梁与所述钢混结合梁之间设置有结合段；所述钢混结合梁与所述高塔侧混凝土梁之间设置有结合段。
4.根据权利要求3所述的一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构，其特征在于：所述低塔侧混凝土梁与所述钢混结合梁间的所述结合段位于中跨侧；所述钢混结合梁与所述高塔侧混凝土梁间的所述结合段位于边跨侧。
5.根据权利要求3或4所述的一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构，其特征在于：所述结合段包括钢混结合段，所述钢混结合段具有钢箱梁以及上、下两侧的混凝土顶板和混凝土底板，所述混凝土顶板和所述混凝土底部向两侧逐渐变薄。
6.根据权利要求1所述的一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构，其特征在于：所述钢混结合梁由钢箱梁以及铺设在其顶部的若干混凝土顶板构成，所述钢箱梁无钢顶板，若干混凝土顶板通过湿接缝固结形成整体，所述湿接缝通过剪力钉与所述钢箱梁连接。
7.根据权利要求1所述的一种高速铁路非对称组合梁-混合梁斜拉桥结构，其特征在于：位于所述混凝土高塔处的所述钢混结合梁内设置有压重块。
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