本實用新型屬于橋梁建筑技術領域，具體涉及一種無背索斜塔斜拉異形拱橋。

背景技術：

斜拉拱橋是近年來新興的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式，具有跨越能力強、結(jié)構(gòu)形式美觀等特點。與同等跨徑的斜拉橋相比，斜拉拱橋的主拱圈承受了部分荷載，既降低了斜拉索的索力，又減少了拉索的根數(shù)，從而降低了塔高。與同等跨徑的拱橋相比，斜拉體系減小了主拱圈的受力，主拱圈的彎矩分布均勻，受力狀態(tài)更合理。此外斜拉拱橋中的斜拉索增強了主拱圈縱向和橫向的抗風穩(wěn)定性，提高了整體結(jié)構(gòu)的剛度。總之，斜拉拱橋發(fā)揮了索拱相互作用的受力特性，既提高了結(jié)構(gòu)的跨越能力，又提高了結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。

在橋梁施工中，斜拉索還可作為拱圈安裝的臨時扣索，橋塔也可作為施工吊扣的臨時塔架，因此既減小了施工風險，又降低了施工成本。但是隨著斜拉拱橋結(jié)構(gòu)和橋型的不斷深入發(fā)展，許多問題仍難以解決，比如：（1）由于雙塔斜拉拱橋的結(jié)構(gòu)體系是對稱的，形式過于呆板，難以滿足人們對自由、靈活、生動、輕快、活潑等具有動態(tài)美感的非對稱橋型的追求；（2）主拱圈拱腳處產(chǎn)生了很大的水平推力，難以被對稱的斜拉橋體系平衡掉，因而需要較大的基礎以及良好的地質(zhì)條件。雖然可在主梁內(nèi)增設系桿等輔助受力構(gòu)件減小推力，但是由于其施工工藝復雜，難以在橋梁建筑領域得到廣泛應用。因此亟需新的橋型結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。

授權公告號為CN200996127Y的實用新型專利公開了一種斜拉拱組合橋，包括主拱肋、吊桿、斜拉索、橋塔、邊拱、邊跨主梁、主跨橋面系、主橋墩，位于主跨兩端的橋塔與主橋墩剛性連接，主拱肋的兩端分別與兩個主橋墩剛性連接，主跨中的斜拉索兩端分別與橋塔及主拱肋相連，邊跨中的斜拉索兩端分別與橋塔及邊跨主梁相連，主跨橋面系通過吊桿與主拱肋相連，邊拱上端與邊跨主梁剛性連接，下端與主橋墩剛性連接。該實用新型雖然綜合了拱橋、斜拉橋的特點，能夠形成索拱共同受力的狀態(tài)，但是斜拉拱橋的結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的對稱體系，形式過于呆板，而且拱橋的拱圈產(chǎn)生的水平推力難以被對稱斜拉橋體系完全平衡，因此受力不合理，整體性能和效果有待提高。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供一種無背索斜塔斜拉異形拱橋，包括異形拱圈、斜塔、斜拉索、吊桿、立柱、邊跨拱圈、主梁、異形拱墩、異形塔墩、輔助墩和基礎，所述斜塔位于異形拱圈的右側(cè)；所述斜拉索的一端與所述異形拱圈連接，所述斜拉索的另一端與所述斜塔連接；所述吊桿的一端與所述異形拱圈連接，所述吊桿的另一端與所述主梁連接。

本實用新型中，斜拉索設置在斜塔的一側(cè)，斜塔的另一側(cè)不設置斜拉索，即無背索結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的是，所述異形拱圈的拱軸線采用非對稱的偏態(tài)二次曲線，即采用漸變的曲率半徑，其左側(cè)曲率半徑R₁小于右側(cè)曲率半徑R₂，即R₁＜R₂。在吊桿、中跨主梁、異形拱圈的作用下，結(jié)構(gòu)成為內(nèi)部高次超靜定、外部靜定的結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)受力合理。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述斜塔與右邊跨主梁之間的夾角α大于等于55°且小于等于70°，即55°≤α≤70°。

斜塔主要是受壓和受彎，斜塔通過傾斜產(chǎn)生的自重內(nèi)力與異形拱圈及中跨主梁所產(chǎn)生的自重內(nèi)力之和相平衡。當斜塔傾角在55°≤α≤70°時，可達到良好的受力平衡。

本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋為非對稱結(jié)構(gòu)體系，可分為下列幾種結(jié)構(gòu)形式：（1）R₁＜R₂，且α=55°；（2）R₁＜R₂，且55°＜α＜70°；（3）R₁＜R₂，且α=70°。

上述三種結(jié)構(gòu)形式的橋梁，一方面可以提升橋梁整體的美觀性，另一方面能夠保證兩種橋梁的受力平衡，減少輔助構(gòu)件，使其受理合理、體系可靠。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述異形拱圈包括拱頂部分、左跨拱腳和右跨拱腳，所述左跨拱腳和所述右跨拱腳分別位于異形拱圈的兩端，并與拱頂部分一體連接。異形拱圈也稱為主拱圈，其受力方式以受壓為主。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述斜塔包括塔身和塔根，所述塔根位于所述塔身的底端，并與塔身一體連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述主梁包括左邊跨主梁、中跨主梁和右邊跨主梁三部分，所述左邊跨主梁和所述右邊跨主梁分別位于所述中跨主梁的兩端，并與中跨主梁一體連接。中跨主梁較長，左邊跨主梁和右邊跨主梁較短。中跨主梁通過斜吊桿將橋面系所承受荷載傳遞給異形拱圈，左邊跨主梁通過邊跨拱圈將橋面系作用一部分傳遞給異形拱墩，另一部分傳遞給輔助墩，右邊跨主梁為中跨主梁的懸挑部分、右端設支座與輔助墩相連，右邊跨主梁以受壓、彎為主。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述基礎包括異形拱墩基礎、異形塔墩基礎和輔助墩基礎。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述異形拱墩基礎位于異形拱墩的底部，所述異形塔墩基礎位于異形塔墩的底部，所述輔助墩基礎位于輔助墩的底部。異形拱墩、異形塔墩、輔助墩分別與異形拱墩基礎、異形塔墩基礎、輔助墩基礎采用剛性連接，可采用整體澆筑混凝土的方式、焊接或鉚接鋼結(jié)構(gòu)的方式形成整體。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述異形拱墩為整體結(jié)構(gòu)，且與邊跨拱腳、左跨拱腳和異形拱墩基礎三者剛性連接，可形成平衡受力體系，其受力方式以偏心受壓為主。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述異形塔墩為整體結(jié)構(gòu)，且與塔根、右跨拱腳和異形塔墩基礎三者剛性連接，可形成平衡受力體系，其受力方式以偏心受壓為主。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述輔助墩位于左邊跨主梁和/或右邊跨主梁的下方，并通過支座與左邊跨主梁和/或右邊跨主梁的端部連接。左邊跨主梁的一部分重量可通過支座由輔助墩承接，另一部分重量由邊跨拱圈傳遞給異形拱墩，最終保持受力平衡。輔助墩以受壓為主。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，位于主梁上方的塔身之間至少設置一個斜塔上橫梁，位于主梁下方的塔身之間至少設置一個斜塔下橫梁。斜塔上、下橫梁通過整體連接的方式連接兩側(cè)的塔身。斜塔上橫梁起到連接主梁上方兩側(cè)塔身的作用，僅承受自重下的內(nèi)力為主；斜塔下橫梁起到連接主梁下方兩側(cè)塔身的作用及支承中跨主梁的作用，既承受自重又承擔中跨主梁傳遞的荷載。根據(jù)實際情況，也可以不設置斜塔上橫梁。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述斜塔下橫梁設置于中跨主梁與右邊跨主梁相連接部位的下方。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，位于主梁下方的異形拱圈之間至少設置一個拱圈橫梁。拱圈橫梁通過整體連接的方式連接兩側(cè)的拱圈，同時承接立柱傳遞來的集中載荷，其受力方式以受彎為主。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述異形拱圈的拱頂部分之間至少設置一個拱圈風撐。拱圈風撐通過整體連接的方式連接兩側(cè)的拱圈，其受力方式以受壓、受拉為主。根據(jù)實際情況，也可以不設置拱圈風撐。吊桿、立柱作為輔助構(gòu)件，可進一步起到橋梁體系內(nèi)力平衡的作用。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述吊桿與所述主梁之間的夾角大于等于60°且小于等于90°。

所述吊桿為斜吊桿，向左跨（拱軸線曲率半徑?。┑囊粋?cè)傾斜，斜吊桿與主梁之間的夾角大于等于60°且小于等于90°。本發(fā)明通過大量理論分析表明，斜吊桿的連接會對主梁產(chǎn)生向左的壓力，抵消了部分橋墩的反力，使橋墩所承受的彎矩減小，體系受力更合理。同時吊桿將中跨主梁的內(nèi)力傳遞給拱圈，其受力方式以受拉為主。

斜拉索將拱圈內(nèi)力傳遞給斜塔，其受力方式以受拉為主。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，相鄰兩根吊桿之間的距離為5～20m。本發(fā)明經(jīng)過大量實驗證明，吊桿之間采用此間距范圍時，對橋梁體系內(nèi)力平衡的效果更佳。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述立柱設置于異形拱圈的右側(cè)，且位于斜塔的左側(cè)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述立柱與中跨主梁垂直，立柱的頂端通過支座與主梁連接，立柱的底端與拱圈橫梁連接。更為優(yōu)選的是，立柱底端與異形拱圈橫梁剛性連接。剛性連接即固定連接，如可將鋼管砼結(jié)構(gòu)的立柱與鋼管砼結(jié)構(gòu)的拱圈橫梁焊接成為整體，其內(nèi)部澆筑砼，使立柱的整體受力以受壓為主。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，在異形拱圈與斜塔之間至少設置一排立柱。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，每排立柱中至少設置兩根立柱。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，相鄰兩根立柱之間的距離為5～25m。本發(fā)明經(jīng)過大量實驗證明，立柱之間采用此間距范圍時，對中跨主梁的承接能力更好，對橋梁體系內(nèi)力平衡效果更佳。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述異形拱圈采用鋼結(jié)構(gòu)或者鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)材料強度高，自身重量輕，便于運輸和安裝，適用于跨度大、高度高、承載重的結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)材料韌性、塑性好，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，結(jié)構(gòu)可靠性高，具有良好的抗震性能。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載力高、自重輕、塑性好、耐疲勞、耐沖擊等優(yōu)點。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述斜塔采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)均具有較好的整體性、耐久性、耐火性、抗震等性能。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述中跨主梁采用鋼結(jié)構(gòu)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述左邊跨主梁和右邊跨主梁均采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述斜拉索由平行鋼絲、鋼絞線或碳纖維索制成，這幾種材料都具有較高的強度和韌性。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述吊桿由平行鋼絲、鋼絞線或碳纖維索制成。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述立柱采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者鋼管砼結(jié)構(gòu)。鋼筋砼結(jié)構(gòu)和鋼管砼結(jié)構(gòu)均具有較好的整體性、耐久性、耐火性、抗震等性能。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述異形拱墩采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述異形塔墩采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述輔助墩采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述基礎為樁基礎、擴大基礎、沉井基礎或其他土木工程基礎形式中的任一種。根據(jù)實際地質(zhì)條件選用基礎形式，其整體受力方式以受壓為主。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述斜塔上橫梁和斜塔下橫梁均采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土、鋼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述拱圈橫梁采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述拱圈風撐采用鋼結(jié)構(gòu)或由鋼管砼材料制成的圓管截面梁或桁架結(jié)構(gòu)組成。由鋼管砼材料制成的圓管截面梁或桁架結(jié)構(gòu)，具有造型美觀、制作安裝方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、剛度大、自重輕、用料經(jīng)濟等優(yōu)點。

本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋，由于采用非對稱均衡造型，因而在城市橋梁的結(jié)構(gòu)形式中具有極高的創(chuàng)新性。本發(fā)明中斜塔的斜直線外形體現(xiàn)了現(xiàn)代橋梁剛勁有力的結(jié)構(gòu)特點，曲線形式體現(xiàn)了古代橋梁韻律柔美的結(jié)構(gòu)特點，因此具有古典與現(xiàn)代結(jié)合、剛?cè)岵拿缹W景觀效果。該橋型可作為城市關鍵路段200～600m跨徑范圍內(nèi)具有較高景觀效果的推薦方案。與現(xiàn)有斜拉橋、異形拱橋、斜拉拱橋相比，本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋結(jié)合了無背索斜拉橋和異形拱橋的優(yōu)勢，其受力平衡、造型優(yōu)美，同時采用纜索吊裝法，可減小施工風險、降低施工成本。

本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的施工方法為：斜塔與異形拱圈右半部分平衡懸臂施工（即斜塔采用滑模施工，異形拱圈利用斜塔節(jié)段的重量與拱圈節(jié)段的重量平衡采用纜索扣掛法施工）；邊跨拱圈、左跨拱腳、右跨拱腳采用滿堂支架施工，在異形拱圈與中跨主梁左端的交接處進行合攏；利用吊裝法施工左邊跨主梁、右邊跨主梁，利用整體架設法施工中跨主梁，然后形成整體連接，最后調(diào)整吊桿的內(nèi)力和斜拉索的索力，使橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和幾何線形達到最佳狀態(tài)。

本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋具有如下特點：（1）施工過程中：異形拱圈的左半部分和右半部分可采用不同的曲率半徑，由于采用平衡懸臂施工工藝，左跨曲率半徑小，產(chǎn)生的水平推力可與邊跨拱圈產(chǎn)生的水平推力平衡掉一大部分，剩余推力可由基礎承擔；右跨曲率半徑大，產(chǎn)生的水平推力可與斜塔產(chǎn)生的水平推力平衡掉一大部分，剩余推力可由基礎承擔。（2）形成體系后：斜塔通過傾斜產(chǎn)生的自重內(nèi)力與異形拱圈和中跨主梁產(chǎn)生的自重內(nèi)力相平衡；異形拱圈通過斜拉索與斜塔連接，同時又通過吊桿與中跨主梁連接，因此異形拱圈在斜拉索、吊桿和自身重量的作用下受力平衡。（3）左跨拱腳與邊跨拱腳通過異形拱墩相連接，邊跨拱圈與左邊跨主梁剛性連接，同時支撐在輔助墩，通過力學平衡，異形拱墩底部以豎向受壓為主，僅產(chǎn)生少量水平推力，由基礎承擔；右跨拱腳部位與斜塔通過異形塔墩相連接，拉索對斜塔塔身的軸力可平衡異形拱圈產(chǎn)生的水平推力，異形塔墩底部也以豎向受壓為主，僅僅產(chǎn)生少量水平推力，由基礎承擔。

本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋是斜拉橋和異形拱橋優(yōu)化組合的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)體系。斜塔的傾斜為平衡異形拱、主梁的受力創(chuàng)造了條件，可適應大跨徑橋梁的要求。斜塔在施工中還作為纜索吊裝塔架，減少了施工的難度、降低了施工成本；在平衡懸臂施工條件下，異形拱圈使左跨拱腳和右跨拱腳分別產(chǎn)生大小不等的反力，分別與邊拱和斜塔產(chǎn)生的反力相平衡，最大限度的緩解了基礎的不均勻受力；斜拉索協(xié)助異形拱圈受力，起到了調(diào)整拱肋軸線、改善結(jié)構(gòu)剛度和減少基礎推力的作用；立柱、邊拱等輔助設施保證主梁整體結(jié)構(gòu)內(nèi)力最優(yōu)化，保證結(jié)構(gòu)整體受力性能良好；異形塔墩、異形拱墩保證了斜塔與異形拱拱圈內(nèi)力的平順過渡，避免了應力集中。本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋與同等跨徑的斜拉拱橋相比，在橋型美觀、結(jié)構(gòu)整體受力方面都具有顯著的優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的一優(yōu)選實施例的全橋立面示意圖；

圖2為按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的圖1所示實施例的側(cè)向立面示意圖；

圖3為按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的圖1所示實施例的異形拱圈的力學平衡示意圖；

圖4為按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的圖1所示實施例的邊跨拱圈與左跨拱腳的力學平衡示意圖；

圖5為按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的圖1所示實施例的塔根與右跨拱腳的力學平衡示意圖；

圖6為按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的另一優(yōu)選實施例的側(cè)向立面示意圖；

圖7為按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的圖6所示實施例的異形拱墩及吊桿立面示意圖；

圖8為按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的圖6所示實施例的異形塔墩及立柱立面示意圖。

圖中標注說明：1-異形拱圈，2-斜塔，3-斜拉索，4-中跨主梁，5-左邊跨主梁，6-右邊跨主梁，7-異形拱墩，8-異形塔墩，9-輔助墩，10-異形拱墩基礎，11-異形塔墩基礎，12-輔助墩基礎，13-拱頂部分，14-左跨拱腳，15-右跨拱腳，16-邊跨拱圈，17-邊跨拱腳，18-塔身，19-塔根，20-吊桿，21-立柱，22-斜塔上橫梁，23-斜塔下橫梁，24-拱圈橫梁，25-拱圈風撐，26-支座。

具體實施方式

為了更進一步了解本實用新型的內(nèi)容，下面將結(jié)合具體實施例詳細闡述本實用新型。

實施例一：

如圖1所示，按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的一實施例，包括異形拱圈1、斜塔2、斜拉索3、吊桿20、立柱21、邊跨拱圈16、主梁、異形拱墩7、異形塔墩8、輔助墩9和基礎，所述斜塔2位于異形拱圈1的右側(cè)；所述斜拉索3的一端與所述異形拱圈1連接，所述斜拉索3的另一端與所述斜塔2連接；所述吊桿20的一端與所述異形拱圈1連接，所述吊桿20的另一端與所述主梁連接。

所述異形拱圈的拱軸線采用非對稱的偏態(tài)二次曲線，即采用漸變的曲率半徑，其左側(cè)曲率半徑R₁小于右側(cè)曲率半徑R₂，即R₁＜R₂。在吊桿、中跨主梁、異形拱圈的作用下，結(jié)構(gòu)成為內(nèi)部高次超靜定、外部靜定的結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)受力合理。所述斜塔2與右邊跨主梁6之間的夾角α=58°。

所述異形拱圈1包括拱頂部分13、左跨拱腳14和右跨拱腳15，所述左跨拱腳14和所述右跨拱腳15分別位于異形拱圈1的兩端，并與拱頂部分13一體連接。所述斜塔2包括塔身18和塔根19，所述塔根19位于所述塔身18的底端，并與塔身18一體連接。

所述主梁包括左邊跨主梁5、中跨主梁4和右邊跨主梁6三部分，所述左邊跨主梁5和所述右邊跨主梁6分別位于中跨主梁4的兩端，并與中跨主梁4一體連接。中跨主梁較長，左邊跨主梁和右邊跨主梁較短。中跨主梁通過斜吊桿將橋面系所承受荷載傳遞給異形拱圈，左邊跨主梁通過邊跨拱圈將橋面系作用一部分傳遞給異形拱墩，另一部分傳遞給輔助墩，右邊跨主梁為中跨主梁的懸挑部分、右端設支座與輔助墩相連，右邊跨主梁以受壓、彎為主。

所述基礎包括異形拱墩基礎10、異形塔墩基礎11和輔助墩基礎12。所述異形拱墩基礎10位于異形拱墩7的底部，所述異形塔墩基礎11位于異形塔墩8的底部，所述輔助墩基礎12位于輔助墩9的底部。異形拱墩、異形塔墩、輔助墩分別與異形拱墩基礎、異形塔墩基礎、輔助墩基礎采用剛性連接，可采用整體澆筑混凝土的方式、焊接或鉚接鋼結(jié)構(gòu)的方式形成整體。

所述異形拱墩7為整體結(jié)構(gòu)，且與邊跨拱腳17、左跨拱腳14和異形拱墩基礎10三者剛性連接，可形成平衡受力體系，其受力方式以偏心受壓為主。所述異形塔墩8為整體結(jié)構(gòu)，且與塔根19、右跨拱腳15和異形塔墩基礎11三者剛性連接，可形成平衡受力體系，其受力方式以偏心受壓為主。

所述輔助墩9位于左邊跨主梁5和/或右邊跨主梁6的下方，并通過支座26與左邊跨主梁5和/或右邊跨主梁6的端部連接。左邊跨主梁的一部分重量可通過支座由輔助墩承接，另一部分重量由邊跨拱圈傳遞給異形拱墩，最終保持受力平衡。

如圖2所示，位于主梁上方的塔身18之間設置一個斜塔上橫梁22，位于主梁下方的塔身18之間設置一個斜塔下橫梁23。斜塔上、下橫梁通過整體連接的方式連接兩側(cè)的塔身。斜塔上橫梁起到連接主梁上方兩側(cè)塔身的作用，僅承受自重下的內(nèi)力為主；斜塔下橫梁起到連接主梁下方兩側(cè)塔身的作用及支承中跨主梁的作用，既承受自重又承擔中跨主梁傳遞的荷載。所述斜塔下橫梁23設置于中跨主梁4與右邊跨主梁6相連接部位的下方。位于主梁下方的異形拱圈1之間設置兩個拱圈橫梁24。拱圈橫梁通過整體連接的方式連接兩側(cè)的拱圈，同時承接立柱傳遞來的集中載荷，其受力方式以受彎為主。所述異形拱圈1的拱頂部分13之間設置一個拱圈風撐25。拱圈風撐通過整體連接的方式連接兩側(cè)的拱圈，其受力方式以受壓、受拉為主。吊桿、立柱作為輔助構(gòu)件，可進一步起到橋梁體系內(nèi)力平衡的作用。

所述吊桿與所述主梁之間的夾角等于60°。相鄰兩根吊桿之間的距離為5m。所述立柱設置于異形拱圈的右側(cè)，且位于斜塔的左側(cè)。所述立柱21與中跨主梁4垂直，立柱21的頂端通過支座26與主梁連接，立柱21的底端與拱圈橫梁24連接。更為優(yōu)選的是，立柱底端與異形拱圈橫梁剛性連接。剛性連接即固定連接，如可將鋼管砼結(jié)構(gòu)的立柱與鋼管砼結(jié)構(gòu)的拱圈橫梁焊接成為整體，其內(nèi)部澆筑砼，使立柱的整體受力以受壓為主。

在異形拱圈1與斜塔2之間設置兩排立柱21，每排立柱中設置兩根。相鄰兩根立柱21之間的距離為5m。

所述異形拱圈采用鋼結(jié)構(gòu)或者鋼管混凝土結(jié)構(gòu)；所述斜塔采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)；所述中跨主梁采用鋼結(jié)構(gòu)；所述左邊跨主梁和右邊跨主梁均采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)；所述斜拉索由平行鋼絲、鋼絞線或碳纖維索制成；所述吊桿由平行鋼絲、鋼絞線或碳纖維索制成；所述立柱采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者鋼管砼結(jié)構(gòu)；所述異形拱墩采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)；所述異形塔墩采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)；所述輔助墩采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋砼結(jié)構(gòu)；所述基礎為樁基礎、擴大基礎、沉井基礎或其他土木工程基礎形式；所述斜塔上橫梁和斜塔下橫梁均采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土、鋼結(jié)構(gòu)或者預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；所述拱圈橫梁采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼管混凝土結(jié)構(gòu)；所述拱圈風撐采用鋼結(jié)構(gòu)或由鋼管砼材料制成的圓管截面梁或桁架結(jié)構(gòu)組成。

本實施例的無背索斜塔斜拉異形拱橋的橋梁體系受力均衡、合理、可靠，其部分受力平衡體系如圖3、圖4和圖5所示。

圖4中，F(xiàn)₁為承臺底摩擦力，F(xiàn)₂為樁基剪力，H₁為邊跨拱腳水平推力，H₂為左跨拱腳水平推力；受力平衡關系為：F₁＋F₂=H₁－H₂。

圖5中，F(xiàn)₃為承臺底摩擦力，F(xiàn)₄為樁基剪力，H₃為右跨拱腳水平推力，H₄為斜塔塔根水平推力；受力平衡關系為：F₃＋F₄=H₃－H₄。

本實施例的無背索斜塔斜拉異形拱橋，由于采用非對稱均衡造型，因而在城市橋梁的結(jié)構(gòu)形式中具有極高的創(chuàng)新性。本實施例中斜塔的斜直線外形體現(xiàn)了現(xiàn)代橋梁剛勁有力的結(jié)構(gòu)特點，曲線形式體現(xiàn)了古代橋梁韻律柔美的結(jié)構(gòu)特點，因此具有古典與現(xiàn)代結(jié)合、剛?cè)岵拿缹W景觀效果。該橋型可作為城市關鍵路段200～600m跨徑范圍內(nèi)具有較高景觀效果的推薦方案。與現(xiàn)有斜拉橋、異形拱橋、斜拉拱橋相比，本實施例的無背索斜塔斜拉異形拱橋結(jié)合了無背索斜拉橋和異形拱橋的優(yōu)勢，其受力平衡、造型優(yōu)美，同時采用纜索吊裝法，可減小施工風險、降低施工成本。

本實施例的無背索斜塔斜拉異形拱橋的施工方法為：斜塔與異形拱圈右半部分平衡懸臂施工（即斜塔采用滑模施工，異形拱圈利用斜塔節(jié)段的重量與拱圈節(jié)段的重量平衡采用纜索扣掛法施工）；邊跨拱圈、左跨拱腳、右跨拱腳采用滿堂支架施工，在異形拱圈與中跨主梁左端的交接處進行合攏；利用吊裝法施工左邊跨主梁、右邊跨主梁，利用整體架設法施工中跨主梁，然后形成整體連接，最后調(diào)整吊桿的內(nèi)力和斜拉索的索力，使橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和幾何線形達到最佳狀態(tài)。

實施例二：

如圖6、圖7和圖8所示，按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的另一實施例，其結(jié)構(gòu)、各部件之間的連接關系、受力平衡原理、有益效果等均與實施例一相同，不同的是：斜塔與右邊跨主梁之間的夾角α=70°；吊桿與主梁之間的夾角等于90°；相鄰兩根吊桿之間的距離為20m；相鄰兩根立柱之間的距離為25m。

實施例三：

按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的另一實施例，其結(jié)構(gòu)、各部件之間的連接關系、受力平衡原理、有益效果等均與實施例一相同，不同的是：斜塔與右邊跨主梁之間的夾角α=65°；吊桿與主梁之間的夾角等于70°；相鄰兩根吊桿之間的距離為10m；相鄰兩根立柱之間的距離為20m。

實施例四：

按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的另一實施例，其結(jié)構(gòu)、各部件之間的連接關系、受力平衡原理、有益效果等均與實施例一相同，不同的是：斜塔與右邊跨主梁之間的夾角α=60°；吊桿與主梁之間的夾角等于80°；相鄰兩根吊桿之間的距離為15m；相鄰兩根立柱之間的距離為10m。

實施例五：

按照本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋的另一實施例，其結(jié)構(gòu)、各部件之間的連接關系、受力平衡原理、有益效果等均與實施例一相同，不同的是：斜塔與右邊跨主梁之間的夾角α=55°；吊桿與主梁之間的夾角等于90°；相鄰兩根吊桿之間的距離為8m；相鄰兩根立柱之間的距離為15m。

本領域技術人員不難理解，本實用新型的無背索斜塔斜拉異形拱橋包括上述本實用新型說明書的發(fā)明內(nèi)容和具體實施方式部分以及附圖所示出的各部分的任意組合，限于篇幅并為使說明書簡明而沒有將這些組合構(gòu)成的各方案一一描述。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。