魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種斜拉橋，特別涉及一種魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋。
【背景技術(shù)】
[0002]部分斜拉橋是具有非常柔性加勁梁的斜拉橋和梁高非常高的梁式橋之間的一種過(guò)渡性的橋梁，梁高位于它們之間，斜拉索較正規(guī)斜拉橋少，且主塔較矮。該橋型具有斜拉橋和梁式橋的雙重特性，因此稱(chēng)之為“部分斜拉橋”，也就是說(shuō)在結(jié)構(gòu)總體抗力中斜拉索只起部分作用而不是全部作用，其“部分”的程度與斜拉索剛度和加勁梁剛度的比值有關(guān)。
[0003]一般來(lái)講，連續(xù)梁以受彎、受剪來(lái)承受豎向荷載，斜拉橋以梁的受壓和索的受拉來(lái)承受豎向荷載，而部分斜拉橋由于采用了拉索的形式，如圖1所示，部分斜拉橋通過(guò)索40、塔30的高度將體外預(yù)應(yīng)力筋移出梁體10，使其與梁體10形成了一個(gè)水平夾角。一方面，通過(guò)水平方向的分力形成偏心彎矩來(lái)幫助梁體10受力，起到了預(yù)應(yīng)力筋的作用；另一方面，通過(guò)豎直方向的分力抵消了梁體的重力，在梁體10上形成了許多彈性支點(diǎn)，減小了梁體的“跨度”，起到了斜拉索的作用，所以它以梁的受彎、受壓和索的受拉來(lái)承受豎向荷載。另外，其適用跨度也介于梁式橋和斜拉橋之間。
[0004]然而，目前傳統(tǒng)部分斜拉橋因其結(jié)構(gòu)特性，卻存在以下問(wèn)題:
[0005]控制建筑高度的梁高較柔性加勁梁的正規(guī)斜拉橋高，對(duì)于建筑梁高有受限要求(如通航要求、接線要求、橋長(zhǎng)要求)的橋梁總體布置，比如，如需增大跨徑，必須先增加橋梁的梁高，這樣就勢(shì)必要增加引橋的長(zhǎng)度及相應(yīng)的工程造價(jià)等，且不利與橫向規(guī)劃道路工程的銜接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種受力性能優(yōu)越，且建筑控制高度小的魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋，其包括:一主梁、若干橋塔，各所述橋塔的錨固端或鞍座區(qū)設(shè)于所述主梁上，及若干設(shè)置于所述主梁與所述橋塔之間的斜拉索，其特征在于，所述部分斜拉橋還包括若干與所述橋塔一一對(duì)應(yīng)的立墻，所述立墻為魚(yú)脊墻，所述主梁為等高箱式橋面板，各所述橋塔的柱桿均嵌置于對(duì)應(yīng)的所述魚(yú)脊墻內(nèi)，并且各所述橋塔的柱桿頂部從所述魚(yú)脊墻中伸出，各所述斜拉索的一端張拉并錨固于所述主梁，另一端錨固于所述橋塔的頂部或連續(xù)通過(guò)鞍座區(qū)。
[0007]本方案在橋面上增加魚(yú)脊墻作為主受力構(gòu)件，是對(duì)傳統(tǒng)大跨變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋型的一種突破與改進(jìn)。另外，本方案不僅具有傳統(tǒng)部分斜拉橋的所有優(yōu)點(diǎn)，而且橋身的結(jié)構(gòu)剛度大，橋塔受力更為合理，橋梁橫斷面由等高箱式橋面板和變高魚(yú)脊墻兩部分組成，負(fù)彎矩處呈受力合理的倒T形，魚(yú)脊墻身兼橋塔的功能，截面大，壓彎性能更優(yōu)。
[0008]在一些實(shí)施例中，所述魚(yú)脊墻的形狀呈等腰三角形。
[0009]在一些實(shí)施例中，所述魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋?yàn)殡p塔三跨式魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋，所述部分斜拉橋的橋塔的數(shù)量為兩個(gè)，所述部分斜拉橋的跨徑數(shù)量為三個(gè)。本方案是根據(jù)實(shí)際工程和受力等需要確定的。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋?yàn)槎嗨嗫缡紧~(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋，所述部分斜拉橋的橋塔的數(shù)量為多個(gè)，所述部分斜拉橋的跨徑的數(shù)量為多個(gè)。同上，本方案是根據(jù)實(shí)際工程和受力等需要確定的。
[0011]在一些實(shí)施例中，所述魚(yú)脊墻為沿所述等高箱式橋面板的橫斷面的中部設(shè)置的單片魚(yú)脊墻。
[0012]在一些實(shí)施例中，所述魚(yú)脊墻包括兩片分別設(shè)置在所述等高箱式橋面板的兩側(cè)的魚(yú)脊墻。
[0013]在一些實(shí)施例中，所述魚(yú)脊墻包括三片沿橫橋向?yàn)橥叨鹊聂~(yú)脊墻，三片所述魚(yú)脊墻沿橫橋向等間隔地設(shè)置于所述主梁上。本實(shí)施例中的橫橋向是指沿所述部分斜拉橋的橫斷面方向。
[0014]在一些實(shí)施例中，所述部分斜拉橋的魚(yú)脊墻包括三片沿橫橋向?yàn)椴煌叨鹊聂~(yú)脊墻，三片所述魚(yú)脊墻沿橫橋向等間隔地設(shè)置于所述主梁上。本實(shí)施例中的橫橋向是指沿所述部分斜拉橋的橫斷面方向。
[0015]在一些實(shí)施例中，所述魚(yú)脊墻與所述等高箱式橋面板為一體成型的混凝土結(jié)構(gòu)。全混凝土結(jié)構(gòu)，養(yǎng)護(hù)方便。
[0016]在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)施例。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明采用組合的魚(yú)脊梁除了具備傳統(tǒng)大跨混凝土梁的優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下優(yōu)占.V.
[0019]I)、有利于工程總體布置:
[0020]大幅度減少了縱斷面設(shè)計(jì)控制高度，從而大大減小了引橋的長(zhǎng)度，減少了工程規(guī)模。
[0021]2)、受力性能優(yōu)異
[0022]主梁橫斷面由等高箱式橋面板和變高魚(yú)脊墻兩部分組成，負(fù)彎矩處呈受力合理的倒T形，魚(yú)脊墻可根據(jù)受力要求加高，主要受力的預(yù)應(yīng)力鋼束被封閉澆筑在魚(yú)脊墻內(nèi)，提高結(jié)構(gòu)剛度和截面抗彎抗剪效率。
[0023]3)、耐久性能良好:
[0024]結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)解決了傳統(tǒng)的大跨變高度混凝土連續(xù)梁橋運(yùn)營(yíng)期間下?lián)祥_(kāi)裂的隱患。
[0025]4)、建筑構(gòu)成良好:
[0026]魚(yú)脊輪廓與結(jié)構(gòu)力線吻合，非常合理，體現(xiàn)了利用結(jié)構(gòu)自身美的設(shè)計(jì)理念。特別適合跨度大、通航凈高低的橋跨布置總體要求。
[0027]其次，魚(yú)脊墻與橋塔、斜拉索組合成魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋梁后，還具有以下優(yōu)占.V.
[0028]I)、具有傳統(tǒng)部分斜拉橋的所有優(yōu)點(diǎn)；
[0029]2)、建筑控制高度小，主梁采用等高度梁。適用某些需要小的建筑控制高度橋梁布置的需求；
[0030]3)、結(jié)構(gòu)剛度大，這是因?yàn)轸~(yú)脊的高度可以不受功能布置的限值，能達(dá)到比采用傳統(tǒng)部分斜拉橋更大的跨度。
[0031]4)、橋塔受力更為合理，魚(yú)脊墻身兼橋塔的功能，截面大，壓彎性能更優(yōu)。
[0032]5)、景觀設(shè)計(jì)更多樣化，橋面以上虛實(shí)結(jié)合，有更多的造型設(shè)計(jì)想象空間。
[0033]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為傳統(tǒng)部分斜拉橋的立面布置示意圖。
[0035]圖2為本發(fā)明雙塔三跨式魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋的立面方向結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖3為本發(fā)明多塔多跨式魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋的立面方向結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖4a為橫斷面方向上的單片魚(yú)脊墻和橋塔的布置結(jié)構(gòu)圖。
[0038]圖4b為橫斷面方向上的雙片魚(yú)脊墻和橋塔的布置結(jié)構(gòu)圖。
[0039]圖4c為橫斷面方向上的三片橫橋向同高度魚(yú)脊墻和橋塔的布置結(jié)構(gòu)圖。
[0040]圖4d為橫斷面方向上的三片橫橋向不同高度魚(yú)脊墻和橋塔的布置結(jié)構(gòu)圖。
[0041]圖5a為本發(fā)明采用組合的某魚(yú)脊連續(xù)梁三種工況下的最大懸臂狀態(tài)彎矩測(cè)試效應(yīng)圖。
[0042]圖5b為本發(fā)明采用組合的某魚(yú)脊連續(xù)梁三種工況下的最大懸臂狀態(tài)剪力測(cè)試效應(yīng)圖。
[0043]圖6a為傳統(tǒng)部分斜拉橋采用組合的傳統(tǒng)連續(xù)梁三種工況下的最大懸臂狀態(tài)彎矩測(cè)試效應(yīng)圖。
[0044]圖6b為傳統(tǒng)部分斜拉橋采用組合的傳統(tǒng)連續(xù)梁三種工況下的最大懸臂狀態(tài)剪力測(cè)試效應(yīng)圖。
[0045]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0046]傳統(tǒng)部分斜拉橋:
[0047]梁體10、塔 30、索 40
[0048]本發(fā)明:
[0049]主梁1、魚(yú)脊墻2、橋塔3、斜拉索4、
[0050]自重工況5、預(yù)應(yīng)力工況6、自重+預(yù)應(yīng)力工況7
【具體實(shí)施方式】
[0051]下面舉幾個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本發(fā)明。
[0052]實(shí)施例1
[0053]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:如圖2所示，本實(shí)施例提供的魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋?yàn)殡p塔三跨式魚(yú)脊梁結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋，其包括:一主梁1、若干錨固端或鞍座區(qū)架設(shè)于所述主梁I上的橋塔3、若干與所述橋塔3數(shù)量一一對(duì)應(yīng)的立墻，及若干設(shè)置于所述主梁與所述橋塔之間的斜拉索4，本實(shí)施例中的所述立墻為魚(yú)脊墻2，所述主梁I為等高箱式橋面板，各所述橋塔3的柱桿均垂直嵌置于對(duì)應(yīng)的所述魚(yú)脊墻內(nèi)，并且各所述橋塔3的柱桿頂部從所述魚(yú)脊墻中伸出，每根所述斜拉索4的一端張拉并錨固于所述主梁1，各所述斜拉索的另一端錨固于所述橋塔3的頂部或在索塔上連續(xù)通過(guò)鞍座區(qū)。
[0054]本實(shí)施例中的部分斜拉橋的橋塔的數(shù)量為兩個(gè)，所述部分斜拉橋的跨徑數(shù)量為三個(gè)。
[0055]如圖2所示，主梁I的橫斷面為等高箱式橋面板，魚(yú)脊墻2可以是變高魚(yú)脊墻，這樣可以在橋梁的負(fù)彎矩受力處呈合理的倒T形，而且魚(yú)脊墻2可根據(jù)受力要求加高，主要受力的預(yù)應(yīng)力鋼束被封閉澆筑在魚(yú)脊墻2內(nèi)，大大提高了結(jié)構(gòu)剛度和截面抗彎抗剪效率。
[0056]部分斜拉橋是介于傳統(tǒng)連續(xù)梁和斜拉橋之間的半柔性梁，因而它兼有傳統(tǒng)連續(xù)梁和斜拉橋的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)跨度超過(guò)梁式橋適用跨度而采用斜拉橋又不經(jīng)濟(jì)或剛度不夠時(shí)，部分斜拉橋正好發(fā)揮它的跨度優(yōu)勢(shì):
[0057]I)和同跨度傳統(tǒng)連續(xù)梁橋相比，可壓縮梁體建筑高度，縮短引橋長(zhǎng)度，從而減小橋梁全長(zhǎng)
[0058]2)減小橋塔高度，塔身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。
[0059]3)有利于提高斜拉索的抗疲勞性能。由于部分斜拉橋的斜拉索應(yīng)力變動(dòng)幅度較低，故可提高斜拉索的抗疲勞性能。這一特性對(duì)鐵路橋梁尤為重要。
[0060]4)施工有一定的優(yōu)越性。與等截面連續(xù)梁相比，可以利用一定的斜索進(jìn)行伸臂架設(shè)。與變截面連續(xù)梁相比，斜拉索可以代替中間支點(diǎn)處的截面增高來(lái)滿(mǎn)足伸臂架設(shè)的需要。與斜拉橋相比，可以減少橋塔與斜拉索的工作量。
[0061 ] 本實(shí)施例的魚(yú)脊結(jié)構(gòu)的部分斜拉橋不僅具有傳統(tǒng)部分斜拉橋的所有優(yōu)點(diǎn)，而且橋身的結(jié)構(gòu)剛度大，橋塔受力更為合理，主梁橫斷面由等高箱式橋面板和變高魚(yú)脊墻兩部分組成，負(fù)彎矩處呈受力合理的倒T形，魚(yú)脊墻身兼橋塔的功能，截面大，壓彎性能更優(yōu)。
[0062]根據(jù)實(shí)際工程和受力等需要，跨徑、跨數(shù)、橋塔數(shù)和拉索數(shù)量等均不受