[實(shí)用新型]一種雙肢主橋墩拱梁組合式混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720363802.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN206616449U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭元誠(chéng);宗昕;吳游宇;丁少凌;孫國(guó)富;董旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E01D19/02
• 分類號(hào): E01D19/02;E01D12/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于土木工程橋梁技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種雙肢主橋墩拱梁組合式混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了一種具備更大的跨越能力和更佳經(jīng)濟(jì)性的新的橋梁結(jié)構(gòu)形式。

背景技術(shù)

橋梁是公路、鐵路、城市道路和農(nóng)村道路及水利建設(shè)中，為了跨越各種障礙(如河流、或其它結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)物。按結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)劃分，橋梁可分為梁、拱、剛架、吊與組合體系。混凝土結(jié)構(gòu)主要采用梁、拱、剛架體系。混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋是大跨度橋梁的一種基本橋型，是中國(guó)乃至世界在交通領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的一種大跨度混凝土橋梁結(jié)構(gòu)，近30年中國(guó)建成的混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋總數(shù)量約2000座、建設(shè)費(fèi)用在1200億以上?；炷吝B續(xù)剛構(gòu)橋具備以下三個(gè)特點(diǎn)：(1)墩柱采用墩梁固結(jié)，墩柱具備一定柔度從而形成擺動(dòng)肢撐體系；(2)上部結(jié)構(gòu)仍然具有連續(xù)梁的受力特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)斷面一般為箱梁，箱梁高度與跨徑比值，根部為1/16～1/18，跨中為1/30～1/60；(3)上部結(jié)構(gòu)采用懸臂法施工，墩梁固結(jié)省掉大型支座。

傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用跨徑約在60～200m，在跨徑超過200m時(shí)，易出現(xiàn)跨中下?lián)?、梁體變形、開裂等缺陷，嚴(yán)重影響了橋梁的使用壽命和耐久性，限制了這種橋型的跨越能力。目前，我國(guó)有數(shù)以百計(jì)的大跨度混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋出現(xiàn)了上述結(jié)構(gòu)性缺陷和耐久性問題。為了提高連續(xù)剛構(gòu)橋的跨越能力、避免后期跨中下?lián)?，?guó)內(nèi)外多從材料方面入手：世界跨徑最大的挪威stolma大橋，主跨徑301m，跨中184m箱梁采用LC60輕質(zhì)混凝土；中國(guó)重慶石板坡大橋，主跨徑330m，跨中103m區(qū)段采用鋼箱梁。由于我國(guó)材料、施工、管理技術(shù)存在差距，采用鋼梁又受制于運(yùn)輸條件，連續(xù)剛構(gòu)橋的技術(shù)進(jìn)步停滯不前。總體上看，傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的主要不足是：(1)跨越能力小，材料利用率較低，在跨徑大于200m時(shí)，工程經(jīng)濟(jì)性急劇惡化；(2)結(jié)構(gòu)承載效率低，應(yīng)用于跨徑大于200m橋梁時(shí)，易出現(xiàn)開裂、下?lián)蠁栴}，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)增大，結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性劣化；(3)上部結(jié)構(gòu)重量大，導(dǎo)致橋墩、基礎(chǔ)受力大，抵抗地震的能力差。

所以在這種背景下，開發(fā)一種滿具備更大的跨越能力和更佳經(jīng)濟(jì)性的，新的連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)形式，具有很大的實(shí)用價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是在于提供一種雙肢主橋墩拱梁組合式混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)形式，從結(jié)構(gòu)體系和內(nèi)在受力機(jī)理方面提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載效率，與傳統(tǒng)的施工方法銜接良好，便于實(shí)施。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)措施：

一種雙肢主橋墩拱梁組合式混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)雙肢主橋墩，所述的雙肢主橋墩包括兩個(gè)豎直設(shè)置的肢柱，所述的兩個(gè)肢柱的頂部通過墩頂梁段連接，兩個(gè)肢柱之間還安裝有肢間系梁和加強(qiáng)系梁；在所述雙肢主橋墩的頂部安裝有拱梁組合框架，所述的拱梁組合框架包括下弦拱形箱形梁和上弦箱形梁，所述的上弦箱形梁水平設(shè)置由墩頂梁段處向順橋向兩側(cè)伸出，所述的下弦拱形箱形梁傾斜設(shè)置，由橋墩肢間系梁處向順橋向兩側(cè)伸出，所述的下弦拱形箱形梁與上弦箱形梁在雙肢主橋墩兩側(cè)匯合，上弦箱形梁受拉、下弦拱形箱形梁受壓，下弦拱形箱形梁和上弦箱形梁達(dá)到受力平衡，且下弦拱形箱形梁形心軸線上拱，部分抵消了自重產(chǎn)生的彎矩，成為以受壓為主且應(yīng)力分布較均勻的拱結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，在所述的雙肢主橋墩底部安裝有基礎(chǔ)和承臺(tái)，所述的基礎(chǔ)設(shè)置于地表以下工程地質(zhì)合適的地基層中，承臺(tái)位于基礎(chǔ)之上與基礎(chǔ)頂部連接成整體，所述的肢柱設(shè)置在承臺(tái)上，與承臺(tái)剛性連接。

進(jìn)一步的，肢柱頂部與墩頂梁段剛性連接；在墩頂以下一定高度位置的兩肢之間設(shè)肢間系梁；肢間系梁以下的肢柱之間設(shè)若干道加強(qiáng)系梁，以提高肢柱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和橋墩的結(jié)構(gòu)剛度。連接雙肢主橋墩的肢柱，墩頂梁段、肢間系梁、加強(qiáng)系梁組成雙肢主橋墩。

進(jìn)一步的，所述的下弦拱形箱形梁，由肢間系梁處向順橋向兩側(cè)伸出，根部與相應(yīng)的雙肢主橋墩肢柱剛結(jié)，下弦拱形箱形梁的形心軸線采用傾斜向上的拱形拋物線或圓弧函數(shù)曲線。

進(jìn)一步的，所述的上弦箱形梁，由墩頂梁段處向順橋向兩側(cè)伸出，根部與相應(yīng)的墩頂梁段剛結(jié)，上弦箱形梁的上緣與道路路線縱坡基本一致、較為平直，承受車輛、人群的作用。

進(jìn)一步的，所述的下弦拱形箱形梁與上弦箱形梁匯合，在雙肢主橋墩順橋向兩側(cè)形成拱梁組合框架；拱梁組合框架的上弦和下弦在長(zhǎng)度和梁體斷面上對(duì)稱于橋墩中心、在重量上相互平衡。

進(jìn)一步的，相鄰的拱梁組合框架之間通過實(shí)腹梁段相連，拱梁組合框架與橋臺(tái)之間通過邊跨合龍梁段和邊墩梁段相連，形成一個(gè)整橋段。