[發(fā)明專(zhuān)利]一種混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410053639.6
• 申請(qǐng)日: 2014-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103850172A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉高;唐亮;張喜剛;徐國(guó)平;吳文明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司;中交公路長(zhǎng)大橋建設(shè)國(guó)家工程研究中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E01D11/00
• 分類(lèi)號(hào): E01D11/00
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋。

背景技術(shù)

斜拉-懸索協(xié)作橋是在傳統(tǒng)斜拉橋和懸索橋基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種協(xié)作橋梁。中跨跨中部分采用懸索橋可以解決斜拉橋懸拼過(guò)程中主梁壓力過(guò)大的問(wèn)題。借助與斜拉橋的協(xié)作，可以提高懸索橋的剛度、降低主纜拉力和錨碇規(guī)模，尤其對(duì)深水和軟土地基情況意義重大。

橋梁設(shè)計(jì)大師羅勃林最早提出了一種斜拉-懸索協(xié)作體系的構(gòu)想，并于1883年設(shè)計(jì)建成了當(dāng)時(shí)創(chuàng)世界跨徑紀(jì)錄、主跨486m的布魯克林大橋，后來(lái)被人們稱(chēng)為羅勃林體系。在羅勃林體系中，懸索橋的吊索全橋布置，只是在邊跨和主跨布設(shè)一些斜拉索。這種構(gòu)想是以懸索橋?yàn)橹鳎崩髦皇瞧鹪鰪?qiáng)作用，作為懸索系統(tǒng)的一種輔助構(gòu)件，還不能把斜拉索和懸索作為同等重要的受力構(gòu)件在設(shè)計(jì)中考慮。

德國(guó)著名橋梁專(zhuān)家狄辛格在系統(tǒng)分析和研究羅勃林體系用拉索來(lái)增強(qiáng)懸索橋剛度的利弊后，提出了在跨徑的中部由懸索系統(tǒng)支承以及兩邊部分由從塔柱頂部輻射散開(kāi)的斜拉索來(lái)支承的新構(gòu)想，這就是著名的狄辛格體系。在這種體系中，在索塔左右對(duì)稱(chēng)處只布置斜拉索而不布置吊索，只在主跨的中部布置吊索，而且當(dāng)時(shí)狄辛格設(shè)想的斜拉索是稀索形式，集中力較大。

由于斜拉-懸索協(xié)作橋具有很強(qiáng)的優(yōu)越性，在世界各地籌建的大跨度橋梁方案中被頻繁地提出。如1978年丹麥在跨越大貝爾特東航道提出了主跨為1500m的斜拉-懸索協(xié)作橋設(shè)計(jì)方案，1991年美國(guó)林同炎公司對(duì)西班牙與摩洛哥之間直布羅陀海峽提出了三個(gè)跨徑5000m斜拉-懸索協(xié)作橋設(shè)計(jì)方案，1998年同濟(jì)大學(xué)在伶仃洋大橋設(shè)計(jì)方案征集中提出的主跨1400m斜拉-懸索協(xié)作橋方案等。1997年，由重慶交通學(xué)院等單位設(shè)計(jì)，我國(guó)在貴州烏江上建成了跨徑為288m的世界首座狄辛格體系斜拉-懸索協(xié)作橋，但該橋在斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)吊索因疲勞問(wèn)題退出工作，大橋需要進(jìn)行加固。

雖然斜拉-懸索協(xié)作橋具有很強(qiáng)的優(yōu)越性，但因斜拉體系和懸索體系是兩種受力形式完全不同的結(jié)構(gòu)體系，即斜拉橋主梁是壓彎結(jié)構(gòu)，而懸索橋的加勁梁是純彎結(jié)構(gòu)，兩種體系組合在一起時(shí)，其結(jié)合部位結(jié)構(gòu)性能的間斷和不連續(xù)性是斜拉-懸索協(xié)作結(jié)構(gòu)的主要難點(diǎn)。

因此，需要研究斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)剛度過(guò)渡勻順、抗疲勞性能好的新型斜拉-懸索協(xié)作橋方案。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明綜合混合梁斜拉橋結(jié)構(gòu)剛度大、經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn)，以及在斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)域設(shè)置抗疲勞性能好的過(guò)渡區(qū)主梁、長(zhǎng)度可調(diào)的過(guò)渡區(qū)斜拉索和過(guò)渡區(qū)吊索的構(gòu)想，提出一種新型的混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，包括橋塔1、輔助墩2、鋼主梁3、混凝土主梁4、結(jié)合部主梁5、過(guò)渡區(qū)主梁6、斜拉索7、過(guò)渡區(qū)斜拉索8、主纜9、吊索10、過(guò)渡區(qū)吊索11和長(zhǎng)度調(diào)整裝置12。其中，鋼主梁3位于橋體中央，鋼主梁3兩端均依次通過(guò)過(guò)渡區(qū)主梁6和結(jié)合部主梁5固接于混凝土主梁4；該橋兩端的邊跨部分l₂全部長(zhǎng)度或部分長(zhǎng)度是采用混凝土主梁4，其支撐在輔助墩2上；該橋的中跨部分l₁的跨中區(qū)域l₃＝1/3l₁～2/3l₁，由主纜9懸吊。

上述方案中，所述結(jié)合部主梁5為承壓-傳剪式的鋼-混凝土結(jié)構(gòu)，用以保障鋼主梁3與混凝土主梁4之間結(jié)構(gòu)剛度過(guò)渡平順及應(yīng)力分布均勻。

上述方案中，所述鋼主梁3與混凝土主梁4的連接位置S，根據(jù)主梁彎曲應(yīng)變能U取極小值，以及施工方便和造價(jià)低等因素確定。所述主梁彎曲應(yīng)變能U取極小值的計(jì)算公式為