[發明專利]一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁及其施工方法

有效

• 申請號: 201611236403.1
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106498838B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 柴生波;任翔;宋飛;劉克同
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E01D12/00
• 分類號: E01D12/00;E01D21/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 賀金

技術領域

本發明屬于橋梁技術領域，具體是涉及一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁及其施工方法。

背景技術

梁橋、拱橋、索橋分別是不同的橋梁結構形式，其受力特點各有不同。其中梁橋以主梁的受彎為主、拱橋以拱肋的受壓為主、索橋以索的受拉為主。拱橋和索橋跨越能力均大于梁橋，得益于其更能充分發揮材料的性能。但以受壓為主的拱橋會在拱腳處產生水平推力，建造大跨度拱橋需要較好的地質條件，使基礎能夠抵抗拱腳處的水平推力。系桿拱可以解決拱腳處水平推力的問題，通過系桿連接橋兩端拱腳，通過系桿的受拉與拱腳推力相平衡。但系桿所起的作用僅僅是平衡拱腳處水平力，對結構的承載能力毫無幫助，造成材料的極大浪費。

懸索橋是以主纜受拉為主要受力構件的橋梁，懸索橋能充分發揮鋼材抗拉強度，跨越能力大，大跨度懸索橋主纜內力較大，需要建造錨碇來平衡主纜拉力。小跨徑的懸索橋可采用自錨式，將主纜錨固在主梁上，使主梁受壓，若主纜內力過大，則主梁受力較為不利。為減小主梁受壓，自錨式懸索橋主纜通常采用較大垂跨比以減小主纜水平力分力。

可以看出，拱橋會對外部產生推力，懸索橋會對外部產生拉力，若通過結構自身解決(采用系桿拱或自錨式懸索橋)，也存在一定缺點，造成材料浪費或結構受力不利。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁。該組合式自平衡橋梁結合了拱、索受力特點，拱、索、梁三者的水平力處于自平衡狀態，不需要外部的水平向約束，不對外部產生推力或拉力。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁，其特征在于：包括主梁結構、鋪裝在所述主梁結構上的橋面、設置在主梁結構上方的兩個拱圈和設置在主梁結構下方的兩個主索，所述主梁結構的一端設置有用于對其支撐的第一支座，所述主梁結構的另一端設置有用于對其支撐的第二支座，所述拱圈的一端固定在主梁結構的一端，所述拱圈的另一端固定在主梁結構的另一端，所述主索的一端固定在主梁結構的一端，所述主索的另一端固定在主梁結構的另一端，所述主梁結構通過吊索與拱圈連接，所述主索通過撐桿與主梁結構連接，所述撐桿的上端與主梁結構相鉸接，所述撐桿的下端與主索相鉸接。

上述的一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁，其特征在于：所述主梁結構包括多個縱梁和多個橫梁，所述縱梁的一端與第一支座連接，所述縱梁的另一端與第二支座連接，多個所述縱梁依次拼接，所述橋面鋪裝在所述縱梁上，多個所述橫梁連接在所述縱梁上且沿縱梁的延伸方向間隔布設，所述吊索的下端與橫梁的端部相連接，所述撐桿的上端與橫梁的端部相連接。

上述的一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁，其特征在于：所述縱梁為T形梁，所述橫梁穿過所述縱梁的腹板。

上述的一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁，其特征在于：所述主梁結構包括兩個縱梁和設置在兩個縱梁之間的多個橫梁，所述橫梁的一端與一個縱梁相連接，所述橫梁的另一端與另一個縱梁相連接，所述縱梁的一端與第一支座連接，所述縱梁的另一端與第二支座連接，多個所述橫梁上鋪裝有橋面板，所述橋面鋪設在所述橋面板上，所述吊索的下端與縱梁相連接，所述撐桿的上端與縱梁相連接。

上述的一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁，其特征在于：所述主索通過傾斜布設的穩定桿與主梁結構相連接，所述穩定桿的上端與主梁結構相鉸接，所述穩定桿的下端與主索相鉸接。

上述的一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁，其特征在于：所述主索上設置有用于與撐桿下端相鉸接的鉸接接頭，所述主梁結構上設置有用于與撐桿上端相鉸接的鉸接支座。

上述的一種拱橋和懸索橋組合式自平衡橋梁，其特征在于：所述撐桿的下端設置有兩個相互平行的下護板，所述下護板上開設有下銷孔，所述撐桿的上端設置有兩個相互平行的上護板，所述上護板上開設有上銷孔；所述鉸接接頭包括上卡板和與所述上卡板相拼接以將主索夾持的下卡板，所述上卡板的一側面設置有第一上連接板，所述上卡板的另一側面設置有第二上連接板，所述下卡板的一側面設置有第一下連接板，所述下卡板的另一側面設置有第二下連接板，所述第一上連接板和第一下連接板通過第一螺栓連接，所述第二上連接板和第二下連接板通過第二螺栓連接，所述上卡板上設置有用于插入兩個下護板之間的襯板，所述襯板上開設有鉸接孔，所述下護板和襯板通過穿過所述下銷孔和鉸接孔的下銷軸相連接；所述鉸接支座包括用于伸入兩個所述上護板之間的墊板，所述墊板上開設有連接孔，所述上護板和墊板通過穿過所述上銷孔和連接孔的上銷軸相連接。