專利名稱：單跨度懸索拱橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程-民用建筑-懸索拱橋。
背景技術(shù)：
就現(xiàn)有技術(shù)的狀況而言，眾所周知有幾個大跨度(>500米)的
高架橋建成；它們主要是懸索橋，懸索橋是所有橋中跨度最大(>1000 米)的一種橋。在所述懸索橋中僅有少數(shù)設(shè)計成允許火車通行，但是 其中僅有四個——并且這四個不在所述橋的最大的橋中——真正實
現(xiàn)了火車的通行(里斯本的Tagus Bridge,跨度1013米；舊金山的 Bay Bridge西段，跨度704米；香港的青馬大橋，跨度1377米；日 本Seto-Ohashi System中的一座橋，跨度1100米)。至于在這些橋上 行駛的火車也都是輕軌(大約500噸，相比之下最重的貨運(yùn)列車5000 噸)。具有代表性地，日本的Akashi Kaikyo Bridge,主跨度2000米， 世界上最長的懸索橋，就不允許火車通過。
此外也只建成了非常少的一些跨度約為500米的大跨度拱橋，然 而到目前為止都小于最大的懸索橋的跨度。至于斜拉橋，它們的最大 跨度為約1200米(香港的汀九大橋，跨度1177米，該橋不允許火車 通行)。斜拉橋的構(gòu)建方式必然意味著整個橋面處于軸向壓縮力的應(yīng) 力狀態(tài)。在于跨中處連接之前，所述橋面具有橫向不穩(wěn)定的問題，并 且跨度越大橫向不穩(wěn)定問題越嚴(yán)重，因此建造成非常大的跨度很成問 題，除非實施雙重橋面，這就是本發(fā)明的主要特征之一。
還建成有一些懸臂橋，其中最大的一個懸臂橋具有約750米的最 大跨度(Tappan Zee Bridge )。懸臂橋的建筑結(jié)構(gòu)意味著在每個跨度 中央都存在長度占整個跨度顯著比例的受簡單支撐的元件。
如果不這樣(如果所述元件比整個跨度短得多)則它最終只是斜 拉橋的變型，同樣，如果說是有所緩和的話，它也具有前述橋的所述
缺點(diǎn)。因此，對非常大的跨度而言，懸臂橋表現(xiàn)出以下問題
一一與斜拉橋所用的方式類似的懸臂橋表現(xiàn)出斜拉橋同樣的問 題，而且由于跨度缺乏連續(xù)性，反之斜拉橋具有跨度連續(xù)性的特征， 所以境況更糟的是，受簡單支撐的中央元件無法勝任平衡支撐它的懸 臂的潛在橫向不穩(wěn)定性的任務(wù)。
一一此外，對于非常大的跨度而言，所述中央元件將具有驚人的 長度，假如不允許使用妨礙航行的臨時腳手架，則這將意味著相當(dāng)大 的安裝難度。所以可以推斷為數(shù)不多的懸臂橋很可能已經(jīng)挖掘出它們 所有的潛力。因此更不建議將懸臂橋建造具有很大的單個跨度。以下 是最大的懸臂橋
Tappan Zee Bridge (美國紐約)-736米公路 Quebec Bridge (加拿大魁北克)-549米公路和鐵路； Forth Bridge (英國蘇格蘭福斯河)-521米鐵路； Commodore Barry Bridge (美國德拉瓦河)-501米公路； Greater New Orleans Bridge (美國新奧爾良)-480米^>路； Howrah Bridge (印度加爾各答)-457米公路(以前也有鐵路)。
至于拱橋，最大的拱橋如下 盧浦大橋(中國上海)-550米懸索拱橋，公路； Sydney Harbour Bridge (澳大利亞悉尼)-530米懸索拱橋，公路 和鐵路(輕軌)；
New River Gorge Bridge (美國西弗吉尼亞州)-510米空腹拱橋 公路。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的主要變型，所述結(jié)構(gòu)由兩個成對、平的、豎向、平 行的拱組成。雙換中的每一個在跨中處都具有專門的鉸鏈，鉸鏈配備 有幾組在相應(yīng)的拱中施加持久可變水平推力的固定液壓千斤頂，所述 水平推力由作用在位于橋面高度上的水平系桿上的相等的水平張緊 力來平衡。在核心件高度上的推力能夠通過實時作用的專用反饋控制
系統(tǒng)根據(jù)主要為火車和風(fēng)的活動栽荷的可變性來調(diào)節(jié)，以得到壓力線 的最優(yōu)化，具體來說是減小在拱的拱基中的彎矩。
配備有狹槽和剪切銷的豎向和水平的板的系統(tǒng)，其位于核心件中 以阻礙所述核心件上彼此相對的半拱之間的橫向相對位移，并允許代 以水平縱向相對位移和使千斤頂只能施加與拱共面的水平力。
笫二變型提供千斤頂在系桿端部的安裝，因此安裝在與拱相同的 高度上。在這種情況下，在核心件上規(guī)定為結(jié)構(gòu)延續(xù)，使得在所述核 心件中產(chǎn)生內(nèi)部彎矩以平衡由千斤頂?shù)膹埦o力產(chǎn)生在系桿上的外部 彎曲應(yīng)力。就鉸鏈而言，能夠在不脫離本發(fā)明范圍的情況下將它構(gòu)思 成多種形狀。然而，需要指明的是所述鉸鏈由兩個分離的鉸鏈組成， 一個鉸鏈對應(yīng)一個換，從而使拱的端部只能繞橫向于橋的水平軸線而 在核心件中轉(zhuǎn)動。方便地支撐的豎桿適于承受壓縮力并且將拱連接到 位于跨中和跨度的四分之一處的下橋面，以及阻礙橋面的潛在向上位 移，從而避免氣動彈性不穩(wěn)定性(擺動)的增加，并整合由阻礙向下 位移的豎向懸索所施加的類似的阻礙作用。因此獲得對由于形狀變化 引起的大變形的總阻力，與之相反，在懸索橋中不能消除上述變形。
橋面分成兩部分， 一個方向一部分，每一個部分都位于拱的豎向 投影上并由在上方固定到所述拱的豎向懸索支承。這種雙重設(shè)置允許 簡便地將兩個拱隔開以得到橋的跨度與橋的全長之比，從而確保適宜 于經(jīng)受風(fēng)和地震的整體橫向力剛度。
優(yōu)選但非限制性的解決方案設(shè)想，兩個橋面的每一個都分開在兩 個高度上，上一個高度處用于車輛而下一個高度處用于火車。通過與 雙拱連接的橫向支承件的第一系統(tǒng)、設(shè)置在水平平面上并與兩個橋面 相連接的第二系統(tǒng)以及優(yōu)選地在跨中和跨度的四分之一處豎向地將 拱連接到橋面的第三系統(tǒng)，確保橋的整體橫向剛性。
由兩個支承直線梁支撐的兩個成對、平行橋面自身在岸上延伸， 所述直線梁平行且近似水平并形成相應(yīng)拱的結(jié)構(gòu)延續(xù)，它們通過所述 結(jié)構(gòu)以延續(xù)的方式接合。橋面的平面水平支承件也能夠延伸到這些連 續(xù)梁，但是沒有必要。在它們的端部，具有適當(dāng)?shù)那艺脊翱缍鹊娘@著 百分比的長度的支撐連續(xù)梁固定到大的豎向的地下錨纜，錨纜實現(xiàn)配 重作用并且是采用提議的構(gòu)建方式所需的。
兩個拱擱置在位于所述拱的換基部分下的四個點(diǎn)上， 一邊岸上兩 個點(diǎn)。因此整體機(jī)構(gòu)具有八個支撐點(diǎn)，四個點(diǎn)靠近岸邊以支撐拱而四 個點(diǎn)在四個連續(xù)梁的外端。
根據(jù)優(yōu)選但非唯一的方式，本發(fā)明設(shè)置有抗震支撐裝置(隔震器) -直接在基部上設(shè)置與加固技術(shù)相應(yīng)的強(qiáng)化氯丁橡膠支撐件或類似部 件，在拱的拱基下的四個支撐件和在連續(xù)梁下設(shè)置的四個支撐件一樣 也是如此總共八個抗震支撐件。這樣實現(xiàn)了整個結(jié)構(gòu)的所有地震隔 離。
在土壤松散的情況下，如果其由于地震作用而易被流態(tài)化，則可 以設(shè)置中空浮力基部，使得在使用當(dāng)中在基部平面高度上的靜巖壓力 等于作用在所述平面上的壓力。這意味著阻礙基部在流態(tài)化土壤中的 豎向位移。最后，為了阻礙由在地震之后可能出現(xiàn)的風(fēng)力所造成的浮 力基部進(jìn)而整個結(jié)構(gòu)的漂移(水平位移)，設(shè)置有至少限定兩個浮力 基部的輪廓的平面豎向隔板，其位于每邊岸上一個的拱基之下。所述 隔板應(yīng)該延伸到深處從而到達(dá)不能流態(tài)化的土壤處并以能夠固定的 足夠的長度插入所述不能流態(tài)化的土壤中。
基部的水平外拱和結(jié)構(gòu)支撐件的水平內(nèi)拱之間的豎向間隙使得 確保有充足的容限以保證人和機(jī)器裝置能夠進(jìn)入。那么接下來，這種 間隙往往也與優(yōu)選地成多行"i殳置的隔震器的高度相對應(yīng)，如此隔開以 保證有由人和設(shè)備進(jìn)行施工的可能性，這主要是針對在例如報廢或遭 到破壞時對隔離器進(jìn)行部分或全部拆除而言。
為此目的，每個基部在其外拱上都配備有一組豎向尺寸小但勢能 卻很大的短的豎向行程千斤頂(平板千斤頂)，其置于支撐件的頂上 足以確保易于使所述千斤頂與所述支撐件的內(nèi)拱接觸。它們同時起作 用時允許整個結(jié)構(gòu)提升一段實際上無限的時間段，因此允許去除和更 換不再使用的隔震器，并且最后逐漸降低整個結(jié)構(gòu)使其恢復(fù)正常使用 的狀態(tài)。
換的推力完全由水平的平行系桿來平衡，系桿可以是一個或更多 個，優(yōu)選但非限制性地為每個拱兩個，系桿獨(dú)立于橋面并固定在所述 拱的拱基處。
根據(jù)以下主要步驟進(jìn)行構(gòu)建，所述構(gòu)建在兩岸的各個岸上進(jìn)行并
且往往同步進(jìn)行
-構(gòu)建地下錨纜、拱的基部以及可能的抗漂移隔板，隔板在通常為巖
石的不能流態(tài)化的土壤的情況下不需要。在后面這種情況下，基部可
以是實心而不是空心的。
-安裝腳手架以便構(gòu)建連續(xù)梁。
-安裝隔震器和平板千斤頂。
-通過各種不同的重物提升技術(shù)而以節(jié)段的方式構(gòu)建連續(xù)梁，可能結(jié) 合使用目前能夠提升和運(yùn)載20噸重量的重型運(yùn)輸直升機(jī)。按成本的 整體最優(yōu)化邏輯，可以建議設(shè)計同樣有較大前景的小型直升機(jī)。附屬 于連續(xù)梁的橋面在連續(xù)梁內(nèi)同時構(gòu)建。
-在基部的外換上安裝適于阻礙由風(fēng)引起的、上部結(jié)構(gòu)(梁和拱)相 對于基部的、橫向和/或縱向位移的止動件，后面對其進(jìn)行詳細(xì)解釋。 -以懸臂模式同步地節(jié)段性構(gòu)建半拱，直至半拱在核心件上接合。
通過連續(xù)梁和錨纜的配重和杠桿作用使這種構(gòu)建方式能夠?qū)嵤?這種構(gòu)建方式也是本發(fā)明的 一個主要特征。
然后涉及到由在懸臂模式下的半拱的作用而引起的強(qiáng)翻轉(zhuǎn)力矩 的平衡， 一般半拱的作用會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于只有連續(xù)梁的穩(wěn)定作用，因此需 要結(jié)合豎向錨纜以及可能的基部重量的配重作用。
節(jié)段的優(yōu)選但非唯一的放置方式是通過在位于半拱和連續(xù)梁的 外拱上的機(jī)架上運(yùn)行的自移吊車來提供它們的操作。
能夠直接在岸上提升來自于可能靠近連續(xù)梁設(shè)置的預(yù)制場地的 節(jié)段。這樣避免了所有的通航千擾。
-同步安裝連接兩個成對的拱的橫向支承件，所述支承件在岸上 預(yù)制和組裝在連續(xù)梁之間。
所述安裝的特征在于支承件逐次進(jìn)給，所述支承件側(cè)部上設(shè)置有 在固定到拱的機(jī)架上行進(jìn)的機(jī)動自移小齒輪。
這種操作方式(機(jī)架-小齒輪)是從應(yīng)用于海洋石油工業(yè)上的頂 舉型鉆油臺的技術(shù)轉(zhuǎn)化來的。
-取出連續(xù)梁的臨時腳手架，所述梁自支撐。
-在核心件中安裝幾組千斤頂和開有狹槽的板。
根據(jù)前面提及的變型在核心件中結(jié)構(gòu)延續(xù)并且在系桿端部處安 裝千斤頂。
-安裝豎向懸索，該安裝由在半拱的內(nèi)拱上運(yùn)行的臨時絞車來操作。
-安裝已經(jīng)配備有末端的系桿，將系桿從岸上拉起，通過豎向懸 索將系桿保持在接似水平狀態(tài)且處于一定高度以便于不會干擾通航。
曙將系桿固定到相應(yīng)的設(shè)置在拱的拱基豎向上的錨固點(diǎn)。
-通過臨時接近豎向的懸索(也可能是一些豎向懸索)來減輕系 桿的自重下垂。
-通過起動千斤頂張緊系桿，隨之而來的是作用在拱的拱基處的 彎矩減小且產(chǎn)生作用在連續(xù)梁端部的持久的壓縮反作用力。
所述張緊是累進(jìn)的，以通過可能的臨時單側(cè)止動裝置校驗和保證 所述結(jié)構(gòu)相對于基部的設(shè)計位置。這種作用能夠通過前述的臨時止動 件來執(zhí)行。在借助于套圍和豎釘在其頂端處固定隔震器之前的較長臨 時階段期間，所述止動件還起到平衡所述結(jié)構(gòu)在隔震器上的可能滑動 的作用。
這是由系桿具有明顯伸長而導(dǎo)致的，由于所述系桿長度很大，使 得支撐件在隔震器上的位移能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所述隔震器的高度。由水平 摩擦力引起的隔震器的劇烈彎曲隨后會導(dǎo)致與所述隔震器的作用不 相協(xié)調(diào)，可以通過將支撐件的內(nèi)拱覆以光滑材料層而徹底削弱所述摩 擦力，光滑材料層具有適當(dāng)?shù)暮穸群头浅Ｐ〉哪Σ料禂?shù)，如優(yōu)選但非 限制性的"特富龍(teflon)"。
借助于套團(tuán)將隔震器固定到疊置的水平支承表面，所述套團(tuán)設(shè)置 在所述隔震器的頂部且通過豎向螺栓固定，豎向螺栓穿透所述表面并 向上深入橋的支撐件中。
去除臨時止動件。
行動放緩并解除錨纜，因為由千斤頂?shù)某志米饔昧σ鸩⒋_保的 壓縮反作用力使得錨纜失去作用。
錨纜的解除要謹(jǐn)慎從事，因為可能的土壤流態(tài)化會將纜繩和它的 錨球的重量轉(zhuǎn)移到連續(xù)梁，進(jìn)而轉(zhuǎn)移到浮力基部，設(shè)計浮力基部時也 應(yīng)該考慮到這種增加的重量。此外，評估這種可能性的利弊也有意義。
-通過借助于絞車和自移吊車的適當(dāng)結(jié)合動作而組裝從靠近岸邊 停放的駁船提升起的節(jié)段來安裝橋面，所述節(jié)段鉤連到豎向懸索并通 過焊接或上螺栓而固定到已安裝好的橋面。這樣，在這一過程中也能 保證水體通航。
-以類似于為拱提供的方式同步安裝連接兩個橋面的橫向水平支 承件。
由拱通過豎向懸索直接支撐的橋面與設(shè)置在連續(xù)梁內(nèi)并由連續(xù) 梁支撐的橋面在結(jié)構(gòu)和功能上連續(xù)。根據(jù)優(yōu)選但非唯一的變型，整體 上橋面的作用與系桿不一樣，所以正如橋面獨(dú)立于作為整體的主支承 機(jī)構(gòu)即拱和連續(xù)梁一樣，橋面必須獨(dú)立于系桿，因此，就此而言，所 述橋面必須能夠沿縱向伸展以避免無約束的縱向移動，但由于所述橋 面只是具有在所述梁內(nèi)部的固定點(diǎn)，所以僅存在由于不同的熱膨脹而 導(dǎo)致可能的相對縱向位移。
-將系桿重量從臨時索纜轉(zhuǎn)移至位于橋面?zhèn)炔可系膶Ｓ玫闹?桿，支撐桿配備有適于控制并保持系桿而不會在系桿和橋面中產(chǎn)生不 規(guī)則約束力的座架和套圈。
-安裝抗擺動桿。
-構(gòu)建連接到現(xiàn)有公路和鐵路設(shè)施的斜坡。 -設(shè)置最終設(shè)施和鐵軌，測試橋梁并開放交通。


現(xiàn)在通過附圖能夠更好的解釋本發(fā)明，附圖示出一些實際實施的優(yōu) 選方式，這些優(yōu)選的實際實施方式僅作為示例而非以限制性方式給出，
同時在不脫離本發(fā)明范圍的情況下總是能夠?qū)崿F(xiàn)一些技術(shù)或構(gòu)造上的 變型。
所述附圖中
圖l是示出系桿拱橋的側(cè)視圖。右上方示出連續(xù)梁的變型，其插入隧 洞中且無配重。
圖2示出圖1的系桿拱橋的俯視圖。對稱軸線左側(cè)示出結(jié)構(gòu)的外 拱，對稱軸線右側(cè)示出橋面、支撐豎向懸索和所述橋面的水平支承件 以及兩個在相應(yīng)隧洞內(nèi)的連續(xù)梁。
圖3是示出根據(jù)圖l和圖2的AA截面繪制的系桿拱橋的截面圖。
圖5示出兩個橋面之一的通用的截面圖，該圖放大了圖3中的細(xì)節(jié)。
圖5 (2)和圖5 (3)示出螺旋面連接的兩個方式。
圖4、 6、 7、 8、 9、 10示出主支承結(jié)構(gòu)(拱和連續(xù)梁)、橋面內(nèi) 部以及所述橋面上獨(dú)立于支承結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)等的其它重要橫截面。
圖ll示出由于由千斤頂引起的力S而在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)， 所述千斤頂引起系桿上相等的平衡張緊力和核心件上的壓縮力。此外 還示出了大小相等、符號相反的豎向的反作用力，其作用在支撐件上 并且整體平衡由千斤頂引入到整個結(jié)構(gòu)上的約束條件。
圖12、 13、 14示出置于連續(xù)梁端部的抗震配重基部的實施方式 (浮力式)，以及將所述基部連接到所述梁的裝置(由強(qiáng)化氯丁橡膠 或等同材料制成的隔震器和錨纜)的實施方式。
圖15示出隔震器和平板千斤頂在基部外拱上的布置。
圖16、 17、 18示意性地示出插置于基部和所述結(jié)構(gòu)之間的主抗 震基部的變型(浮力式變型)，所述主抗震基部的變型主要由用強(qiáng)化 氯丁橡膠或等同材料制成的隔震器組成。圖16、 17、 18還示出抗漂 移隔板和臨時止動件。
圖19示出豎向抗漂移隔板的建議布置方式。
圖20示出在懸臂模式中即不用腳手架的情況下的借助位于兩個 相繼位置中(不是同時的)的自移吊車進(jìn)行的半拱的構(gòu)建。
圖21和圖22示出適于平衡在以懸臂模式構(gòu)建半拱期間作用在半 拱上的強(qiáng)大彎曲力的一些臨時預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)部。這種替代選擇方案可以 減少所述半拱的重量，并且連帶地在完成半拱的構(gòu)建、半拱在核心件 上的連接、在系桿上的后續(xù)拉伸作用以及隨后的壓力線優(yōu)化之后重復(fù) 利用所述臨時加強(qiáng)部。于是，優(yōu)選但并非限制性地，去除的加強(qiáng)部能 夠作為用于支承件的豎向懸索和系桿而重復(fù)利用。按選擇性強(qiáng)化的邏 輯，如果對所述加強(qiáng)部使用新型材料能夠意味著整個結(jié)構(gòu)整體上顯著變輕。
圖23至圖27示出半拱的支承件的安裝，其在岸上工作場地中預(yù) 制，配備有機(jī)動小齒輪，這些小齒輪能夠在一些設(shè)置于半拱內(nèi)側(cè)上的 機(jī)架上與所述半拱的節(jié)段構(gòu)造的進(jìn)度同步地自行移動和前進(jìn)。
圖28至圖31示出開有狹槽的板的特征，所述板位于核心件上以 阻礙半拱在所述核心件中相向的端部之間的豎向和橫向相對平移，同 時所述板允許水平縱向即與拱平面平行的相對平移以及半拱的端部 的相對轉(zhuǎn)動。所有這些使設(shè)置在核心件中的千斤頂能夠?qū)е滤璧募s 束條件，主要在于改變在半拱端部之間的水平縱向間隙。
圖29和圖30示出設(shè)置在核心件中的千斤頂組的配置。
圖32和圖33以適當(dāng)狀態(tài)示出專用于千斤頂?shù)奶娲绞?，并且?出核心件中相對位移的控制，因此取消了開有狹槽的板。
圖34和圖35示出橋面的自移支承件的安裝，以類似于已經(jīng)描述 的半拱支承件的方式實施所述安裝。
圖36和圖37示出借助于巻筒和導(dǎo)引索的系桿安裝方式。
圖38至圖40示出根據(jù)本發(fā)明變型的設(shè)置在系桿端部的千斤頂組 的構(gòu)造。
圖41和圖42示出系桿末端的固定方式。
圖43和圖44示出通過駁船來完成的橋面的節(jié)段構(gòu)建以及將橋
的節(jié)段鉤連到相應(yīng)的豎向懸索的方式，駁船停泊在岸邊并承載所述節(jié) 段。通過自移絞車簡便的聯(lián)合作用將節(jié)段從駁船提升并沿已經(jīng)建成的 橋面內(nèi)拱向上移動直到它們被鉤連到豎向懸索所在的最終位置，然后 通過焊接、上螺栓或其它等同操作將節(jié)段連接到已經(jīng)建成的橋面。以 及其它構(gòu)建步驟，直到建成所述橋面。
圖45至圖48示出在跨中和所述跨度的四分之一處的桿，所述桿 插置于拱和橋面之間以結(jié)合豎向懸索的作用進(jìn)而達(dá)到平衡所述橋面 擺動的目的。
圖49至54示出從結(jié)構(gòu)構(gòu)建到其測試、交通開放的主要步驟。
具體實施例方式
更詳細(xì)地參考圖1和圖2，合成的結(jié)構(gòu)主要由以下組成半拱 1;連續(xù)梁2;橋面3，其借助于豎向懸索4鉤連到半拱1;以及系桿 5，其設(shè)置成與橋面3高度相同并以其末端6固定到半拱1的拱基。 所述結(jié)構(gòu)能夠在位于連續(xù)梁2端部處的螺旋狀斜坡7上延伸，以便將 公路車道和鐵軌連接到類似存在的基礎(chǔ)設(shè)施，斜坡7的形式為優(yōu)選但 并非唯一的。所述結(jié)構(gòu)優(yōu)選但非唯一地由設(shè)置在岸上的基部即主基部 8和外基部9支撐，在變型中用中空浮力基部和/或在變型中用實心基 部支撐，這二者均通過強(qiáng)化氯丁橡膠支承部部件或類似部件10 (隔 振器)配備在外拱上。
設(shè)置在連續(xù)梁2端部的錨纜11在所述半拱以懸臂模式構(gòu)建期間對 與由所述連續(xù)梁2和半拱1制成的系統(tǒng)的傾覆相平衡的穩(wěn)定性做出顯著 的貢獻(xiàn)。
可能存在靠近所述結(jié)構(gòu)的天然高地12，其借助于隧洞13便于將 連續(xù)梁2延伸到高地12內(nèi)；替代錨纜11，隧洞13能夠提供相當(dāng)?shù)?反作用力。
在圖1和圖2中示出的拱橋的優(yōu)選但非唯一的構(gòu)造分成兩個拱1， 所述拱l(fā)是平的、豎向的并且平行、并排設(shè)置、在支撐鉸鏈14的高 度上相距甚遠(yuǎn)，并且在核心件處具有鉸鏈15，支承件16和16，連接 這兩個供l，成形為類桁架結(jié)構(gòu)或輕型類箱狀結(jié)構(gòu)或者其它形狀。連續(xù)梁2成形為類桁架結(jié)構(gòu)或輕型類盒狀結(jié)構(gòu)或者其它形狀，連 續(xù)梁2優(yōu)選但不必需地單跨于在位于支撐鉸鏈14和設(shè)置在錨纜11上 方的支撐鉸鏈17之間的延續(xù)部分中(圖12、 13、 14)。
在所述梁內(nèi)，橋面3—直延伸到螺旋形斜坡7。簡而言之，整個 結(jié)構(gòu)能夠以八個點(diǎn)支撐于多個基部上，所有這些基部都在岸上，每側(cè) 岸上有四個，其中兩個用于半拱1的拱基處的鉸鏈14,兩個用于連 續(xù)梁2端部處的鉸鏈17。
通過支承件56和56，連接的兩個橋面3由拱1通過豎向懸索4支 撐；因此所述橋面設(shè)置在所述拱l(fā)的豎向投影上，然后橋面自身在連 續(xù)梁2內(nèi)延伸并達(dá)到圖5 (2)和圖5 (3)的斜坡7，圖5 (2)和圖 5 (3)示出將橋面3連接到現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的一些方式。
根據(jù)優(yōu)選但非唯一的構(gòu)造，所述橋面3由如圖5至圖10所示的 內(nèi)部受支撐的類箱狀結(jié)構(gòu)制成，圖5至圖10涉及:在半拱l(fā)上的AA、 BB、 CC截面；在支撐件14上的DD截面；在連續(xù)梁2上的EE截 面；以及在支撐件17上的FF截面。
圖5至圖IO示出移動栽荷的位置，公路移動載荷18在橋面3的 外拱上行駛，而鐵路移動載荷19在所述橋面3的內(nèi)拱上行駛。
圖3至圖5示出支撐橋面3的豎向懸索4和設(shè)置在跨中和跨度四 分之一處的橫向支承件66，的位置。
圖6預(yù)先示出將在下面的圖中更詳細(xì)描述的支承件16和56的一 些細(xì)節(jié)。
就靜態(tài)方面而言，由橋面3和相關(guān)移動栽荷18和19引入到拱l(fā) 中的推動力全部由水平系桿5來平衡，根據(jù)這種系桿拱橋的優(yōu)選但非 唯一的變型，系桿5還能夠平衡由所述拱1的自重導(dǎo)致的靜態(tài)栽荷。
因此，這樣就能夠避免橋面3承受顯著的持久水平軸向力。
替代地，如果想要獲得如三鉸拱——即在核心件中有一個雙鉸15 (一個鉸對應(yīng)一個拱)；在一個岸上有一個雙鉸14 (一個鉸對應(yīng)一個 拱)；以及在相對的岸上有另一個雙鉸14——的特性，那么在安裝系 桿5之后可以通過有足夠勢能的液壓千斤頂或等同裝置導(dǎo)致在核心
件15中的水平力。如圖ll所示，該水平力由作用在系桿5上的大小 相等的拉力來平衡。這樣就能夠獲得更為居中的壓力線，尤其能夠減 小由拱1的自重引起的作用在拱1的拱基上的強(qiáng)大彎矩。
液壓千斤頂或等同系統(tǒng)能夠恒定地在鉸鏈15中起作用并與用于 結(jié)構(gòu)整體監(jiān)控的傳感器或其它設(shè)備一起插入延伸到整個橋的 一體化 系統(tǒng)中，以便使動態(tài)平衡外力變化的應(yīng)力條件最優(yōu)化，外力主要由移 動載荷、風(fēng)、地震、熱變化、材料蠕變、土壤的不均勻沉降或者其他 環(huán)境因素引起。
圖12至圖14示出配備有錨纜11的基部配重的實施方式，錨纜 11在連續(xù)梁外端處支撐和/或保持連續(xù)梁2，并且在該處所述梁連接 到斜坡7。此外還示出安裝成在系桿起作用之前來平衡由風(fēng)引起的可 能的縱向和/或橫向漂移的臨時止動件20，由于可能出現(xiàn)使整體結(jié)構(gòu) 在隔震器上方滑動的臨時情況，所以沒有將隔震器在它們的頂部處通 過釘和環(huán)固定到結(jié)構(gòu)上。
根據(jù)這種方式的基部配重的應(yīng)用是優(yōu)選但非限制性的，其復(fù)合了 通過球形件21錨定到地下的豎向錨纜11的配重作用，球形件通過公 知技術(shù)以注入適宜的數(shù)量和深度的水泥砂漿來實現(xiàn)，圖中所示的基部 9之一為中空浮力基部，但是基本類似于適用于不能流態(tài)化的土壤通 常是巖石而設(shè)置的實心基部。
圖15示出由基腳22支撐的隔震器IO的圖示，隔震器10由套團(tuán)23 在頂部限定輪廓，套圏23通過穿透平板25的豎釘24而固定在結(jié)構(gòu)支 撐件的內(nèi)拱處。所U腳22的高度取決于由隔震器10的最佳高度和對 介于基部外拱和結(jié)構(gòu)內(nèi)拱之間的自由空間的實際需要。規(guī)則地成排的隔 震器10之間插置有通itiJ鄉(xiāng)27支撐的規(guī)則地成排的平板千斤頂26。圖 的上部示出了使用中的狀態(tài)而下部示出通過平板千斤頂?shù)淖饔檬箻蛱?升的操作。
圖16至圖18示出中空浮力基部8的實施方式，中空浮力基部8通 過由隔震器10實現(xiàn)的支撐鉸鏈14 (圖1)直接支撐拱1和連續(xù)梁2的 一部分。限定中空浮力基部8的輪廓的豎向隔板28僅僅用于所述浮力 基部，隔板28起抗漂移作用且插入不能流態(tài)化的土壤29中。圖中還示 出臨時止動件20,前面已經(jīng)描述過它的作用。
圖19示出八個基部的方案，這八個基部包括主要基部8和外基部9, 其中有兩個主要基部8由抗漂移隔板28限定輪廓。在基部8之間示出 水體30.
圖20示出在以懸臂模式構(gòu)建半拱1時通過自移吊車32來提升、轉(zhuǎn) 移以及安裝節(jié)段31的方式，吊車32配備有使吊車32能夠從與連續(xù)梁2 相鄰的預(yù)制場地提升預(yù)制節(jié)段的轉(zhuǎn)臂。所述吊車32在安裝于連續(xù)梁2 和半換1的外拱上的機(jī)架33上運(yùn)行。
這種安裝節(jié)段的優(yōu)選方式避免對通航的影響。
圖21示出預(yù)應(yīng)力索纜34的第一種配置，索纜34向上延伸至最后 安裝的節(jié)段36的外端35且方便地張緊和固定。從共同的端部37延伸 的索纜長度不同。顯而易見，最長的索纜從共同端部37向上延伸至拱 的核心件15。
圖22示出預(yù)應(yīng)力索纜38的第二種配置，索纜38固定到特定節(jié)段 40的端部39且具有索纜的附加延伸段41，此附加延伸段41延伸到整 個下一節(jié)段42并且連接到前一節(jié)段40的錨裝置39。連接到錨裝置39 則意味著使用了能夠以已知技術(shù)實施的特定#^件。
對于分別由圖21和圖22示出的建iJC方式而言，能夠想象得到，在 系桿5拉緊之后，在去除索纜的情況下能夠?qū)@些索纜重復(fù)利用為支撐 橋面3的豎向懸索以及用作斜系桿的水平支承件56，(圖34和圖35) 的部件。
圖23至圖27示出樞接支承件16和16，在半拱1之間的安裝的實施 方式，所述支承件16和16，在岸上預(yù)制于連續(xù)梁2之間，支承件16和 16，側(cè)面配"^有通過與所述支^/ff同軸的馬達(dá)44 (優(yōu)選為電動的)來致 動的小齒輪43，并且支承件16和16，沿機(jī)架45向前移動，從而在前進(jìn) 過程中使它們能夠布置的半拱l(fā)的端部附近，這樣確保所述半拱l(fā)的永 久整體強(qiáng)化作用，以便在以懸臂模式構(gòu)建所述半拱的過程中也能更好地 平衡風(fēng)的作用。
此外，(在每個前移操作和下一個前移操作之間)在小齒輪43和 半拱1之間必須設(shè)置有臨時固定裝置。在半拱以及半拱在核心件中的接 合完成之后，這種固定操作起限定作用。
圖28至圖31示出設(shè)置在核心件上的鉸鏈15的優(yōu)選而非限制性的 實施方式。如由圖29和圖30示出的，如果在所述核心件中安裝千斤頂 46亦如此。
兩個成對鉸鏈15的每一個都是由固定且與半拱1銜接的豎向板 47以及通過輔助鉸鏈49鉸接到半拱1的水平板48的系統(tǒng)組成。所i^il 全部配備有狹槽50和柱狀銷51并根據(jù)凸凹配合的方式耦接。
凹板是雙層的，配備有狹槽50而沒有銷51;凸板是單一的并配 備有銷51，但沒有狹槽50。所述銷1狹槽而沒有橫向間隙，這樣能 夠阻止可能的相對于所述狹槽橫向的相對位移。因此，配備有水平狹槽 的豎向板47能夠阻止在雙鉸鏈15中彼此相向的半拱l(fā)的兩個端部之間 的相對豎向位移。
配備有縱向槽的水平板48以類似方式阻止相對的水平橫向位移。 這樣，受狹槽長度的支配，相對的水平縱向位移保持自由，狹槽長度給 所述位移設(shè)定了上限，以與這樣間接控制系桿中的張力及其伸長的千斤 頂?shù)男谐滔鄥f(xié)調(diào)，同樣，借助于用來配備水平板48的輔助鉸鏈49，繞 橫向水平軸的相對轉(zhuǎn)動也保持自由，這與所有狹槽的配置相適應(yīng)。這樣
允許雙鉸鏈15起到鉸鏈的作用，使得所得壓力線在核心件中居于中心。 銷51承受由被所述銷阻礙的相對位移所引起的剪切力。所述銷的端部 配備有使它們成形為大螺栓的頭部52，這樣尤其能夠減少所述頭部和所 iiil之間的間隙。
由風(fēng)等橫向于橋的水平力往往引起的、繞半拱1端部的豎向軸線 的相對轉(zhuǎn)動受到阻礙，因為借助于千斤頂46在雙^^鏈15的每一個中引 起了的不同的水平縱向推力，該推力足以引起與由外部橫向力引起的力 矩符號相反的反作用力矩。
圖29和圖30示出千斤頂46的配置，千斤頂46布置在雙核心件 15中并插置于開有狹槽的板47和48的系統(tǒng)中，所述千斤頂整合在核心 件中的所i^il的壓力狀態(tài)的控制作用。所述開有狹槽的板主要確保千斤 頂能夠處于只引起軸向力的狀態(tài)，而橫向力則直接通過開有狹槽的板自 身來平衡。所選擇的優(yōu)選但非限制性的配置使兩組瓶式千斤頂布置成水 平、縱向且沿平行軸線的狀態(tài)，每一組用于每對半拱l(fā)之一。千斤頂?shù)?頂桿53通過千斤頂?shù)亩瞬?4作用在相對的半拱1上。因此，涉及的是
獨(dú)立的兩組，每個雙鉸鏈15使用一組。然后能夠使每一單個千斤頂都 以這種方式獨(dú)立于所有其它千斤頂，使得能夠局部和蒼沐地隨意調(diào)整兩 組千斤頂?shù)目偤狭Α?br> 那么，具體地說，兩組千斤頂能夠同時產(chǎn)生兩個不同的力，這種 情形對于引起在核心件中的能夠平衡風(fēng)的橫向力的力矩是必要的。
因此，在同組內(nèi)，能夠4吏不同千斤頂之間的力產(chǎn)生差異，4吏得， 具體地說，在外拱處的力不同于在內(nèi)拱處的力，于是能夠減少半拱l(fā)之 間在核心件中的相對轉(zhuǎn)動。
此外，千斤頂?shù)纳n本數(shù)量有足夠的冗余，這能夠解決由于某些所 述千斤頂失靈時可能的故障。圖29和圖30中的千斤頂數(shù)量只是#4￡性 的。而且，可以假定一種完全替代的方式，即允許去掉所有開有狹槽的 板并將在核心件中的相對位移的全部控制都唯一地轉(zhuǎn)移到簡便構(gòu)造的 千斤頂。所有這些通過由叉開的幾對的千斤頂55組成的簡^"更系統(tǒng)來具 體實現(xiàn)，如圖32和圖33所示千斤頂55以部分水平部分豎向的方式設(shè) 置。
所述兩個千斤頂?shù)闹鱚r務(wù)是通過簡便地使相應(yīng)頂桿的行程相異 以引^^向?qū)沽Χ柚瓜鄬Φ乃胶痛怪蔽灰啤?br> 圖34和圖35示出橋面3的平面水平機(jī)動自移支承件56和56，的 安裝，所述安裝以類似于適用于半拱l(fā)的支承件實施方式實現(xiàn)。同樣在 這種情況下，所述支承件在岸上預(yù)制和組裝并通#架57和機(jī)動小齒 輪43與橋面3的安裝進(jìn)度同步地傳送至最前面的位置。
圖36和圖37示出借助于巻筒和導(dǎo)引索安裝系桿的方式。圖36 示出被巻繞在巻筒59上的導(dǎo)引索58牽引的系桿5的前移，所述系桿從 置于連續(xù)梁2旁邊的巻筒60逐漸M出，向開口61內(nèi)部偏斜，插入由 圖38至圖40示出的隧洞62中，牽引至拱l(fā)的外部，鉤連到豎向懸索4 并逐步向前送至開口 63,然后如圖37所示依次在開口 61和63中固定 到軛狀物64和65。
圖38至圖40示出用于系桿張緊以;MM吏用中控制所述拉伸的替
代方式。千斤頂組46安裝在系桿5的端部，系桿的末端6固定到軛狀 物64,頂桿53直接作用于輒狀物64上。圖中所示的瓶式千斤頂?shù)膫€數(shù)
僅為^4iE性的，并且可以具有充分的冗余。
然而，所述替代方式意味著在核心件中的結(jié)構(gòu)連續(xù)(取消鉸鏈15) 或者如圖29至圖33所示具有其它組千斤頂。因此在最后這種情況下， 有兩個千斤頂補(bǔ)充系統(tǒng)，部分在核心件15中而部分在系桿的端部6處。 隨之而來的增大操作復(fù)雜性能夠由系統(tǒng)更有效的反應(yīng)來平衡。
所述千斤頂組容納在設(shè)置于半拱1側(cè)部上且大致定位在支撐鉸鏈 14的豎向位置上的開口 61內(nèi)。當(dāng)千斤頂在所述開口 61中安裝完畢之后 就能夠進(jìn)行張緊。每個系桿5僅設(shè)置有一組千斤頂。在后續(xù)的橋面3安 裝之后，沿整個開放長度上將系桿5置于從所述橋面3向上伸出的傳動 臂66上，這樣能夠減輕所述系桿的較強(qiáng)的自重下垂。
所有這些使千斤頂?shù)淖饔酶佑行?，從而大幅降低獲得系桿5的 規(guī)定的彈性伸長所需的力。
圖41和圖42示出將系桿5的末端6固定到設(shè)置在開口 63內(nèi)的軛 狀物65的方式。
圖43和圖44通過節(jié)段67的組裝示出橋面3安裝。
通過配重叉70將每個節(jié)段從停泊在岸69附近的駁船68上^， 配重叉70由在已經(jīng)建好的橋面的內(nèi)拱上運(yùn)行的絞車71提升。所述絞車 自身定位在給所述節(jié)段67分配的位置的豎向上，在橋面3的外拱上且 在豎向懸索4的耦接位置之間運(yùn)行的自移吊車72取走節(jié)段67并釋放叉 70 ，叉70重新定位在駁船68上方以進(jìn)行下一輪操作。
然后自移吊車72 M節(jié)段67并將節(jié)段67上移至其最終位置,在 該位置將節(jié)段67鉤連到豎向懸索4并通過焊接、螺栓連接或者其它形 式固定到前面的節(jié)段。在完成橋面3的安裝之后，能夠通過臨時接近豎 向的懸索將系桿5置于由圖38至圖42示出的傳動臂66上，從而將系 桿的重量轉(zhuǎn)移到橋面并間接轉(zhuǎn)移到半拱1。
圖45至圖48示出輕桿73，輕桿73懸掛到半拱1且下部插入從 橋面3的外拱向上伸出的同軸空腔74中。在輕桿下端和空腔底部之間 存在容納校準(zhǔn)彈簧75的間隙，校準(zhǔn)彈簧75使由源于擺動的橋面的潛在 向上位移而導(dǎo)致的軸向力能夠逐漸轉(zhuǎn)移到桿上，從而能夠以這種方式阻
止上述擺動。
在剛開始擺動的情況下，所述桿起到壓桿的作用，因此需要適當(dāng)
的支承件76來克服橫向不穩(wěn)定性。在沒有擺動的情況下，所述桿M 受由自重引起的拉伸力，因為所述桿僅僅在頂端上懸掛。
如已經(jīng)描述的，豎向懸索4阻止由擺動引起的向下的位移。
如圖48所示，所述桿設(shè)置在跨中，即在核心件的每一側(cè)且靠近所 述核心件的位置上，以及跨度的四分之一處。
系桿5通過傳動臂66也有助于阻礙擺動，因為系桿上的拉伸力更 大更強(qiáng)并且系桿的彈性模量更高。
圖49至圖54按時間順序和以主要方面示出拱橋的構(gòu)建方式。這 種構(gòu)建往往在兩岸上同步且對稱地進(jìn)行。更詳細(xì)地
圖49示出在每個岸上往往同時進(jìn)行的由圖16至圖18示出的主基 部和由圖12至圖14示出的基部配重的構(gòu)建。
圖50示出橋面3的附屬伸長段和連續(xù)梁2的構(gòu)建。
圖51示出以圖20至圖22所示的方式進(jìn)行的懸臂式半拱1的構(gòu)建。
圖52示出以適于避免任何對水體30中的通航的干擾的方式半拱 1以及它們到核心件15中的連掩^和豎向懸索4的實施、以及平衡千斤 頂在所述核心件中的安裝，此外還有系桿5的安裝。
圖52還示出了橋的配置，其中在系桿由安^fr核心件15中(或 者根據(jù)前述替代方式，安裝在系桿的一端)的千斤頂拉緊之后處于最終 調(diào)整狀態(tài)，并且通過在這一階段安裝的豎向懸索4或臨時的接近豎向的 懸索而保持成水平調(diào)整狀態(tài)，臨時的接近豎向的懸索適于減輕系桿5的 自重引起的在所述系桿中的下垂。
圖53示出以已經(jīng)由圖43和圖44示出的方式借助于節(jié)段67進(jìn)行 的橋面3的構(gòu)建，以及在橋端部處的螺旋狀斜坡7的構(gòu)建。
類似的方式允許以同樣的步驟提升和布置水平支承件56和56， (圖34和圖35)以使其與橋面3共面。以同樣的步驟實現(xiàn)了橋面3的
節(jié)段67的相互接合(圖43)，于是所述橋面被制成整體的并連接到水平 支承件56和56,。
圖54示出已經(jīng)完工的拱橋，其在鐵軌以及如路面、欄桿、路燈桿、 各種技術(shù)性M設(shè)施等最終設(shè)施安裝之后將準(zhǔn)備接受測試并開放交通。
權(quán)利要求
1. 具有實際上無限的單個跨度的高架橋的可能性，在構(gòu)建期間無臨時支撐件，在構(gòu)建和使用期間都不干擾通航，且適于使火車——也包括最重的火車——能夠雙向通行。
2. 如權(quán)利要求l所述，實際上單跨度的無限尺寸和變形控制之間 的協(xié)調(diào)性，所述變形包括由氣動彈性不穩(wěn)定性引起的變形，在與所述火 車經(jīng)過時協(xié)調(diào)的值的范圍內(nèi)，且所述火車也包括所述最重的火車，并且 可以同時沿兩個方向行駛；橋面的變形只是線性彈性變形，由于拱、豎 向懸索以及橋面本身的尺寸充裕，使得預(yù)變形能夠包含在預(yù)定范圍內(nèi)； 之前所述的與懸索橋非常不同的表現(xiàn)相反，懸索橋不可避免地承受能夠 在支撐索中引起較大變形的力，因此尤其能夠意味著橋面在所述作用下 處于不利狀態(tài)(過度局部傾斜)，往往使鐵路栽荷集中，除有些橋上可 以行駛輕型火車外，至今為止還沒有在懸索橋上跑過火車。
3. 如權(quán)利要求1和2所述，選擇單跨度懸索拱橋的緊迫性；如果主 要目標(biāo)是跨越處于強(qiáng)地震區(qū)域的非常大的水體、并且使最重的火車能夠 同時雙向通行的橋，則高架單跨度懸索換橋的確可能實現(xiàn)此目的；相反 地，對于任何其它高架橋解決方案來說，這種可能性都值得懷疑，之前 排除了多跨度高架結(jié)構(gòu)，因為其往往與通航不相容；此外，在地震高發(fā) 區(qū)域，可能連接到分布存在的水下活動斷層，高架的解決方案又4艮可能 是唯一的可行方案。
4. 一種單跨度橋，其具有實際無限的跨度，沒有氣動彈性不穩(wěn)定 性，不易于發(fā)生較大變形，不隨形式變化，適于允許最重的火車通行， 可以不用腳手架而建造，無水下作業(yè)且不以任何方式千擾通航，以及耐 震；無論如何，大于3千米的跨度還是意味著存在對通航的阻礙，但是， 實際無限的跨度憑借通過一種支承拱結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，所述支承拱結(jié)構(gòu)通過 梁在岸上延伸，所述梁又通過豎向錨纜在所述梁的端部臨時或永久地配 重；顯然單跨度的支撐件能夠設(shè)置在岸上；所述拱橋必然是懸索類型且 優(yōu)選為均衡推力的；所述橋面通過直線豎向懸索或接近豎向的懸索而鉤 連到所述拱，且優(yōu)選對平衡所述拱的推力無貢獻(xiàn)；僅僅涉及由在所述拱 以及所述豎向懸索中的軸向力引起的彈性變形，而不涉及真正的形狀改 變(較大變形)，不會引發(fā)氣動彈性不穩(wěn)定性。沒有較大的變形(在懸 索橋中不能確保)自動確保火車以及無論怎樣大的移動載荷通行；由于所述拱與通過先建好的豎直錨纜配重的所述連續(xù)梁在岸上連 續(xù)因此能夠在沒有腳手架的情況下建造所述拱；所述拱以與所述連續(xù)梁 連續(xù)的懸臂模式、并且通過借助于在所述連續(xù)梁和所述拱的外拱上行進(jìn) 的自移絞車從岸上的工作場地上提升的累進(jìn)節(jié)段并將所述節(jié)段放置在 所述拱的已經(jīng)建成部分的端部來建造；能夠以特定卻始終與通航相容的方式實現(xiàn)所述可能的系桿的安裝； 通過這種方式在整個工程構(gòu)筑期間還能確保水體的可用性。
5. 實施如在岸上配重的懸臂結(jié)構(gòu)的方法，使得能夠在無腳手架或 不使用臨時支柱和輔助撐桿的情況下以自支撐模式構(gòu)建所述拱。
6. 保證結(jié)構(gòu)一一具體是拱的結(jié)構(gòu)一一支撐件中的耐震性，用于濾 波地震運(yùn)動的適當(dāng)裝置(隔震器)充分利用所述結(jié)構(gòu)自身的強(qiáng)大慣性； 由于通過已經(jīng)描述過的插在所述基部和所述結(jié)構(gòu)之間的特定裝置(隔震 器)產(chǎn)生的濾波作用，因此包括在所述基部上方的每個部件即被視為主 要包括所述拱、系桿、橋面以及連續(xù)梁的整個結(jié)構(gòu)感覺不到超過預(yù)先設(shè) 置或可控的某一閾值的水平(波動的)震動；對于懸索橋來說有所不同，懸索橋的濾波器可以設(shè)置在塔和塔基之 間而不是在主支撐纜繩的錨塊和土壤之間，因此取消了所述錨塊的這種 功能，并且取消了顯著降低預(yù)先強(qiáng)迫干預(yù)有效性的限制；至于豎向(升沉(sussultatory ))地震，就已知的原因而言它們比 水平地震的危險性小得多，而且在拱形結(jié)構(gòu)中它們自己間接地轉(zhuǎn)換成作 用在拱上的軸向力，而拱又尤其適于容易地承受所述力。
7. 為了可能抵消由地震引起的土壤流態(tài)化而提供中空浮力基部，即， 使得在所U部的拱基高度上的靜巖壓力近似等于在所g部以下的壓 力；通itil種方式所述橋在土壤流態(tài)化之后整體上不會有豎向位移(下沉 或脫出)。
8. 在如權(quán)利要求7的流態(tài)化情況下，為了可能抵消能夠發(fā)生的由在地 震之后產(chǎn)生的強(qiáng)大的橫向或縱向風(fēng)力引起的整個結(jié)構(gòu)漂移而設(shè)置適當(dāng)豎 向隔板，所述隔板限定一些選定浮力基部的輪廓并穿透至能夠到達(dá)不能流 態(tài)化的土壤的深度；優(yōu)選但非限制性地，在所述拱下面并在相對的岸上的 兩個基部處i殳置。
9. 通過幾組有較大勢能的豎向短行程千斤頂而可能提升整個結(jié)構(gòu)，所 述千斤頂設(shè)置在所i^部的外拱上并插在隔震器中間以便獲得替換所述 隔震器的可能性。
10. 如權(quán)利要求4所述的單跨度橋，但其特征在于，所述橋分成通過 橫向支承件連接的、平的、豎向的、平行的拱；并且通過豎向懸索來支撐兩個共面直線平行橋面，所述兩個橋面通過 水平支撐結(jié)構(gòu)橫向連接，每個橋面對應(yīng)一個方向；如權(quán)利要求4所述每個 拱都延伸到岸上；這種建筑結(jié)構(gòu)對于同樣給非常大的跨度以整M向剛度 而言特別有效且實際上不可或缺。
11. 如權(quán)利要求4和10所述的單跨度橋，但其特征在于，幾乎在兩個 岸之一將所述連續(xù)梁插入靠近所述拱設(shè)置的巨大高地中，然后使得不再需 要錨纜，所述錨纜由抵靠其中設(shè)置有所述梁的隧洞頂部和底部的所述連續(xù) 梁的等^L^作用力所替代。
12. 如權(quán)利要求4和10所述的單跨度橋，但其特征在于，所述橋配備 有水平縱向系桿，每個所述拱對應(yīng)一個或多個所述系桿，所述系桿適于平 衡作為三鉸^H吏用的所述拱的推力，所述拱的拱基的先前改型重新成形為 4^鏈，而且可能平衡在所述連續(xù)梁端部的配重；因此導(dǎo)致所述推力的重量 為所述單跨度的務(wù)沐自重和由所述跨度支承的全部活動載荷。
13. 根據(jù)本發(fā)明的變型，所述橋面起到系桿的作用。
14. 如權(quán)利要求12所述的單跨度橋，但其特征在于，具有安裝在所述 核心件中的液壓千斤頂，所述千斤頂以持久且可控的方式產(chǎn)生由在所述系 桿上的相等的力而抵消和平衡的水平推力，以便使壓力線具有最佳形狀， 尤其是減小在所述拱的拱基處的彎矩并確保在設(shè)置于所述連續(xù)梁端部處 的基部上的持久壓縮力。
15. 如權(quán)利要求14所述的單跨度橋，但同時在所述系桿端部處也安裝 有千斤頂或者只在所述系桿部處安裝有千斤頂；最后這種情況意味著在所 述核心件中的結(jié)構(gòu)連續(xù)。
16. 不像懸索#^發(fā)生的，這種建筑結(jié)構(gòu)具有盡管尺寸非常大但是能夠消除橋面可能的氣動彈性不穩(wěn)定(擺動)的現(xiàn)象的能力；這主要是因為 豎向懸索的阻止橋面潛在向下位移的阻礙作用，所述懸索在上方固定到實 際上不能夠變形的結(jié)構(gòu)，即拱；替代地通過設(shè)置在跨中和所&夸的四分之 一處的豎向壓桿來阻礙所述橋面的潛在向上位移，所^桿一端固定而另 一端配備有豎向滑動但行程受到充分限制的鉸鏈。
17. 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選但非唯一的變型，橋面對承受拱的推力決無貢獻(xiàn)， 所述推力完全且僅僅通過系桿來平衡；所述橋面結(jié)構(gòu)上獨(dú)立于連續(xù)梁，在 所述連續(xù)梁內(nèi)所述橋面能夠以僅與在所述梁中的一個中的唯一約束的存 在相協(xié)調(diào)的方式移動，以便阻礙肉眼可見、但不是由熱膨脹引起的相對水 平位移。
18. —種實施拱的節(jié)段性構(gòu)建的方法，因為所述方法使得拱的節(jié)段性 構(gòu)建如系桿、豎向懸索以及橋面節(jié)段的安裝一樣能夠在不干擾水體通航的 情況下進(jìn)行，其原因在于使用設(shè)置在所述拱的外拱上的可移動提升裝置， 至多可能受到用于運(yùn)輸所述拱和所述橋面的節(jié)段的駁船的幫助，但是所述 駁船能夠?？康陌哆?，因此沒有對于水體實用性的顯著干擾；此處不同于 懸索橋，懸索橋的構(gòu)建意味著，對于節(jié)段性建造的橋面的安裝而言將所述 節(jié)段從駁船M的^t作必然定位在所述橋面自身的最g置的豎向上，不 可避免地延長通航干擾。
19. 通過所述支承件的在岸上的預(yù)組裝以及其與相應(yīng)結(jié)構(gòu)的進(jìn)程同步 的累進(jìn)進(jìn)程安裝拱和橋面的支承件，借助于機(jī)動小齒輪和機(jī)架的適當(dāng)結(jié) 合，所述小齒輪^^在所述支承件的側(cè)部上且所^架分別固定到所述拱 和所述橋面的內(nèi)側(cè)。
20. 就建筑材料而言，除通常材料外，還可能使用新型材料作為剛性 構(gòu)件(拱、橋面、支承件)的組成材料和將芳綸纖維或碳纖維用于錨纜、系桿、豎向懸索以及支承件的張緊元件；所有這些具有間接的優(yōu)點(diǎn)，所述優(yōu)點(diǎn)主JHa不唯一地在于橋整體變輕 繼而減小地震力、更大的抗疲勞和耐腐蝕性能、尤其對海洋環(huán)境和維護(hù)成 本的急劇下降有積極作用。
21. 由于系統(tǒng)集傳感器、監(jiān)控器、致動器(主要為安裝在核心件中和/ 或在系桿端部處的液壓千斤頂)于一體從而得到自我平衡系統(tǒng)，因此可能 使工程結(jié)構(gòu)具有適于對任何類型的外力變化做出動態(tài)>^應(yīng)的"智能結(jié)構(gòu)" 的特征。
22. —種單聘，度拱橋，但是其中，以懸臂模式節(jié)段性自支撐的構(gòu)建與 可拆除預(yù)應(yīng)力索纜的使用相結(jié)合，所述索纜適于平衡自重彎矩，并且在將 拱于核心件中接合并張緊系桿之后能夠在例如豎向懸索和支承件的張緊 元件等所述結(jié)構(gòu)的其它部分中重復(fù)利用。
23. 如權(quán)利要求4、 10、 14中任一項所述的單i^度橋，其中要求保護(hù) 的整體優(yōu)選的建筑結(jié)構(gòu)分成以下主要組成部分-實際無限的單跨度雙系桿拱；-所述拱的連續(xù)梁；-在所述連續(xù)梁端部處的配重基部；-不承受所述拱的推力的雙橋面；-支撐所述橋面的豎向懸索；-平衡所述拱的推力的系桿；-在連續(xù)梁的端部處相連的環(huán)形斜坡；-在所述拱的拱基和所述連續(xù)梁的端部處的抗震裝置；-安裝在核心件中的開有狹槽的豎向和水平的板，所ii^L結(jié)合有剪切 銷，適于阻止彼此相向的半拱之間在所述核心件中產(chǎn)生水平和豎向的相對 位移；-用以控制在所述系桿上的張緊力并實時優(yōu)化壓力線的平衡千斤頂； -帶有傳感器的監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)控制其中含平衡千斤頂?shù)闹聞悠鳎?便利地成形為能夠承受可能的土壤流態(tài)化的基部。
24. 如權(quán)利要求4、 10、 14中任一項所述的單跨度橋，其中要求保護(hù) 以下主要構(gòu)建方式(按時間順序排列)-在岸上構(gòu)建所述拱的基部以及所述連續(xù)梁的錨纜/配重； -構(gòu)建所述連續(xù)梁；-在沒有臨時腳手架或任何種類支撐件幫助、沒有通航干擾、同時借助 車的情況下，以自支撐懸臂模式節(jié)段性構(gòu)建所述半換直至它們在核心件中接合；-在所述連續(xù)梁之間同步地在岸上構(gòu)建接合而成的自移支承件框 架，在所述框架的側(cè)部上配備有在兩個機(jī)架上運(yùn)行的小齒輪，在構(gòu)建所 述拱期間預(yù)先將所述機(jī)架固定到所述拱，并且所述小齒輪與所述拱的構(gòu) 建同步地在所屬機(jī)架上前進(jìn)。-為了動態(tài)地實時優(yōu)化壓力線，安裝平衡千斤頂以拉伸所述系桿；-安裝支撐所述橋面的豎向懸索；-安裝(可能的，根據(jù)優(yōu)選但非唯一的方式)所述系桿，所述安裝 借助于導(dǎo)引索以及巻繞和退繞巻筒以避免干擾通航，并且所述安裝借助 于臨時的接近豎向的懸索和豎向懸索；-通過平衡千斤頂拉緊所述系桿，以便借助于接近豎向的懸索使所 述系桿處于水平狀態(tài)；-借助類似于已經(jīng)為所述拱的節(jié)段提供的形式的自移絞車來節(jié)段性 安裝所述橋面，但是將所述節(jié)段從停靠在岸邊的駁船提起；-通過為所述拱提供的機(jī)架-小齒輪系統(tǒng)來安裝所述橋面的水平支承件；國安裝鐵軌和最終設(shè)施；-構(gòu)建斜坡以連接現(xiàn)有設(shè)施；-測試并開放交通。
25.由于所述結(jié)構(gòu)及其建筑的突出，因此適于作為集會場地和任何類 型娛樂活動的物理環(huán)境支持，而JU人為由于空中花園和賓館活動的存在可 能增加突出的潛質(zhì)和吸引力。
全文摘要
一種單跨度懸索拱橋，其基部位于岸上，并且適于跨越非常大(＞3千米)的水體。浮力基部和抗漂移隔板使所述橋能夠不受可能的土壤流態(tài)化的影響。所述橋能夠以懸臂模式建造并能夠自支撐，因此既沒有腳手架也沒有支柱和臨時撐桿且無需采用水下作業(yè)。一種優(yōu)選但非唯一的建筑形式，其通過獨(dú)立于橋面的系桿而得到推力的平衡，于是這樣就獲得系桿拱橋。設(shè)置在核心件中的千斤頂組引入了持久且可變的約束條件并適于實時優(yōu)化橋梁的應(yīng)力條件，因而所述千斤頂組起到智能結(jié)構(gòu)一樣的作用。多個結(jié)構(gòu)性張緊部件如系桿、豎向懸索以及支承件的存在使得所述結(jié)構(gòu)傾向于選擇使用新型材料，所述新型材料有非常高的機(jī)械特性、非常輕、抗疲勞和耐環(huán)境侵蝕且無需維護(hù)。
文檔編號E01D4/00GK101379246SQ200780004784
公開日2009年3月4日 申請日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月7日
發(fā)明者毛羅·巴斯基耶里 申請人:毛羅·巴斯基耶里