[發(fā)明專利]一種自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系鋼結(jié)構(gòu)橋梁

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410564138.4
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104264579A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張洪海;于立軍;曹景;趙偉;姜鋒;孫東利;張一卓;李焱;熊軍;李佶;王洪龍;白玉川;趙聚成;李松;于海
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市市政工程設(shè)計研究院
• 主分類號: E01D12/00
• 分類號: E01D12/00;E01D11/00;E01D2/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 張金亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種橋梁，特別是一種自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系鋼結(jié)構(gòu)橋梁。

背景技術(shù)

近一個世紀(jì)以來，橋梁工程的發(fā)展取得了巨大的成就，其中纜索承重橋梁的體系演變和跨度的突破就是其中最重要的成就之一。所謂纜索承重橋梁，是指以纜(懸索橋的主纜)或索(斜拉橋的拉索)作為主要承重構(gòu)件的橋梁。纜索承重橋梁有兩個重要的特點：一是主要受力構(gòu)件以承受軸向力為主，纜、索承受軸向拉力，斜拉橋、自錨式懸索橋的加勁梁及橋塔以受壓為主；二是纜索作為主要受力構(gòu)件，采用高強度材料(一般為高強度鋼絲)制成，抗拉強度大，自重輕。因此與其它橋型相比，纜索承重體系橋梁更適合向大跨度方向發(fā)展。而實際上，對于200—1500米(甚至更大)的跨徑范圍的橋梁，纜索承重橋是極具競爭力的，纜索承重橋大約占了200—1500米的跨徑范圍內(nèi)總橋梁數(shù)量的5/6，就目前而言，纜索承重橋梁的常用結(jié)構(gòu)型式主要有懸索橋和斜拉橋。

纜索承重橋梁除了以上所述的懸索橋和斜拉橋以外，近年來國外對很多大跨徑橋梁工程都提出斜拉—懸索協(xié)作體系橋方案。其中許多不失為很優(yōu)的方案。雖然在斜拉—懸索協(xié)作體系橋方面我國起步比較晚，但伴隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，近年國內(nèi)許多工程中也多次提出懸索—斜拉協(xié)作體系橋方案，貴州還修建了世界第一座現(xiàn)代意義的懸索—斜拉協(xié)作體系橋。

懸索—斜拉協(xié)作體系橋是一種新型的纜索承重橋梁，它由加勁梁、主塔、主纜、斜拉索、吊桿、基礎(chǔ)等幾個主要部分組成。成橋時，主要由主纜、斜拉索、加勁梁和主塔共同承受結(jié)構(gòu)的自重和外荷載。纜索是結(jié)構(gòu)體系中的主要承重構(gòu)件，是幾何可變體系，承受拉力作用。纜索不僅可以通過自身彈性變形來影響體系平衡，而且可以通過其幾何形狀的改變來影響體系平衡，表現(xiàn)出大位移非線性的力學(xué)特征，這是懸索—斜拉協(xié)作體系橋的重要特征之一。懸索—斜拉協(xié)作體系橋的纜索在恒載作用下具有很大的初始張拉力，對后續(xù)結(jié)構(gòu)提供強大的重力剛度。這是懸索—斜拉協(xié)作體系橋跨徑得以不斷增大、加勁梁高跨比得以減小的根本原因。

懸索—斜拉協(xié)作體系橋一般分為地錨式和自錨式兩種體系。

(1)地錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋，如圖1a所示。

該協(xié)作體系橋需要澆筑龐大的錨碇，將主纜豎向分力和水平分力傳遞給基礎(chǔ)。地基條件好的環(huán)境下，可以優(yōu)先考慮自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋。

(2)自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋，如圖1b所示。

該協(xié)作體系橋把主纜錨固于加勁梁梁端，加勁梁除承受彎矩外還承受主纜和斜拉索傳來的巨大的軸向壓力，存在著梁—柱效應(yīng)，結(jié)構(gòu)具有明顯的幾何非線性特點。豎向分力由配重和橋墩承受(豎向分力通過拉壓支座傳遞給橋墩)，該體系由于無需巨大的錨碇，因此，在軟土地基地區(qū)、強風(fēng)地區(qū)等具有很強優(yōu)越性。

自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋，通常采用將主梁全部重量由吊桿、主纜和斜拉索傳遞給主梁和主塔，主梁承受該巨大的軸壓力，隨著跨徑的增大，由于主梁自重大，會導(dǎo)致主梁軸力過大，帶來超過極限承載能力和失穩(wěn)破壞的危險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系鋼結(jié)構(gòu)橋梁，該橋梁能夠減小主梁的軸力，進而避免主梁承載能力超限和失穩(wěn)破壞的危險。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系鋼結(jié)構(gòu)橋梁，包括主塔、邊跨橋墩、主梁、主纜、斜拉索和吊桿，所述主梁由所述主塔、所述邊跨橋墩、所述主纜和所述斜拉索支撐，所所述主梁的中部通過所述吊桿與所述主纜連接，所述主梁是鋼結(jié)構(gòu)箱梁。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：通過采用將鋼箱梁應(yīng)用于自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋的結(jié)構(gòu)，解決了大跨徑自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系橋橋梁主梁軸力過大的問題。并且本發(fā)明中采用鋼梁作為主梁，該結(jié)構(gòu)自重輕，跨越能力強，施工速度快。

附圖說明

圖1a是地錨式懸索—斜拉協(xié)作體系結(jié)構(gòu)方式；

圖1b是自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系結(jié)構(gòu)方式；

圖2是本發(fā)明的主視圖。

圖中：1、主塔；2、邊跨橋墩；3、主梁；4、主纜；5、斜拉索；6、吊桿。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

請參閱圖2，一種自錨式懸索—斜拉協(xié)作體系鋼結(jié)構(gòu)橋梁，包括主塔1、邊跨橋墩2、主梁3、主纜4、斜拉索5和吊桿6，所述主梁3由所述主塔1、所述邊跨橋墩2、所述主纜4和所述斜拉索5支撐，所述主梁3的中部通過所述吊桿6與所述主纜4連接，所述主梁3是鋼結(jié)構(gòu)箱梁。