[發明專利]拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋

在審

• 申請號: 201610020319.X
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105507127A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 謝肖禮;王波;譚洪河;郝天之;向桂兵;鄧小康;唐冬云
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: E01D4/00
• 分類號: E01D4/00;E01D22/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 鄭進城

技術領域

本發明屬于一種系桿拱橋，特別是一種拱肋面內多點約束及分布式系 桿拱橋。

背景技術

系桿拱橋是將拱與梁兩種基本結構形式組合在一起，共同承受荷載， 充分發揮梁受彎、拱受壓的結構性能和組合作用，拱端的水平推力用拉桿 承受，使拱端支座不產生水平推力。目前，以混凝土為主要材料的拱橋在 營運過程中，在溫度、車輛荷載等荷載作用下，拱肋跨中常會出現橫橋裂 縫，少數出現跨中明顯下撓變形，承載能力和行車舒適性能力明顯下降。

現有技術中，如中國專利CN1483895A設計了一種軌道交通與城市 道路一體化系桿拱橋，該系桿拱橋通過設置加勁縱梁和橫梁，加勁縱梁施 加縱向預應力以克服恒、活載引起的拱肋水平推力，該方法用料較多、增 加基礎施工費用，不易對老舊橋梁進行施工；中國專利CN101638883A 設計了一種拱橋，該拱橋在橋面和拱圈之間設置多根傳遞載荷的構件，傳 遞載荷的構件從拱圈成放射狀延伸至橋面用來減小跨中彎矩，該方法增大 了橋面的彎矩，降低了行車的舒適性。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種拱肋面內多點約束及分布式系桿拱 橋，通過在拱肋下增設縱梁、立柱和斜腹桿，降低拱橋跨中彎矩、變形和 拱腳水平推力，將拱橋向最大跨徑推進，并用于改善拱橋受力和承載能力， 同時降低了施工費用。

本發明采取以下技術方案實現上述目的：

拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋在拱肋(1)下方設置縱梁(2)、立 柱(3)和斜腹桿(4)，利用縱梁(2)、斜腹桿(4)及立柱(3)對拱肋(1)提供多點約 束，縱梁(2)為水平方向，兩端與拱肋(1)連接，形成分布式抵抗拱肋恒、 活載作用和平衡水平推力的系桿；立柱(3)頂端與拱肋(1)連接，底端與縱 梁(2)連接；斜腹桿(4)設置在兩個立柱之間，斜腹桿(4)頂端與縱梁(2)和立 柱(3)的交點連接，底端與另一立柱(3)和拱肋(1)的交點連接，在拱肋面內 形成彈性約束支撐體系。

本發明的進一步技術方案是：縱梁(2)長度與拱肋(1)的跨徑比值在 0.2～0.5之間。

本發明的進一步技術方案是：縱梁(2)的抗彎剛度與拱肋(1)抗彎剛度 比值在0.5～1.0之間。

本發明的進一步技術方案是：立柱(3)的軸向抗壓剛度與拱肋(1)軸向 抗壓剛度比值在0.25～0.5之間。

本發明的進一步技術方案是：縱梁(2)和立柱(3)均為鋼結構。

本發明的有益效果是：

通過反復試驗，設計出一種拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋，在 拱肋下增設縱梁、立柱和斜腹桿，提供多點約束，改善了拱橋的傳力途徑， 將拱跨中部分的荷載專遞到縱梁上，由縱梁和拱肋共同承載荷載，增大了 拱橋的承載能力和剛度，降低了拱肋跨中彎矩、拱腳水平推力，增大了拱 肋的穩定性；減小了拱肋跨中的控制彎矩，即同樣的截面和跨徑下，可承 載更大的荷載；減小了荷載作用下的拱肋跨中的最大撓度，提高了行車舒 適性；減小了拱橋腳的水平推力與彎矩，減小了地基基礎工程量；同種拱 肋截面情況下，提高了拱橋的跨徑；提高了拱的穩定性及承載能力；同跨 徑的拱橋，拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋具更佳經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明所述多縱梁拱肋面內多點約束及分布式系桿上承式拱橋 結構圖；

圖2為本發明所述多縱梁拱肋面內多點約束及分布式系桿下承式拱橋 結構圖；

圖3為本發明所述單縱梁拱肋面內多點約束及分布式系桿上承式拱橋 結構圖；

圖4為本發明所述拱肋面內多點約束及分布式系桿上承式拱橋結構 圖。

圖中：1，拱肋；2，縱梁；3，立柱；4，斜腹桿。

具體實施方式

下面結合附圖1-4和實施例1-3對本發明進行說明。

實施例1：