[實用新型]一種雙肢主橋墩拱梁組合式混凝土連續剛構橋結構

有效

• 申請號: 201720363802.8
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN206616449U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 彭元誠;宗昕;吳游宇;丁少凌;孫國富;董旭
• 申請（專利權）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D12/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本實用新型涉及一種用于土木工程橋梁技術領域，更具體涉及一種雙肢主橋墩拱梁組合式混凝土連續剛構橋結構，實現了一種具備更大的跨越能力和更佳經濟性的新的橋梁結構形式。

背景技術

橋梁是公路、鐵路、城市道路和農村道路及水利建設中，為了跨越各種障礙(如河流、或其它結構)的結構物。按結構受力特點劃分，橋梁可分為梁、拱、剛架、吊與組合體系。混凝土結構主要采用梁、拱、剛架體系。混凝土連續剛構橋是大跨度橋梁的一種基本橋型，是中國乃至世界在交通領域應用最廣泛的一種大跨度混凝土橋梁結構，近30年中國建成的混凝土連續剛構橋總數量約2000座、建設費用在1200億以上。混凝土連續剛構橋具備以下三個特點：(1)墩柱采用墩梁固結，墩柱具備一定柔度從而形成擺動肢撐體系；(2)上部結構仍然具有連續梁的受力特點，結構斷面一般為箱梁，箱梁高度與跨徑比值，根部為1/16～1/18，跨中為1/30～1/60；(3)上部結構采用懸臂法施工，墩梁固結省掉大型支座。

傳統的預應力混凝土連續剛構橋的技術經濟適用跨徑約在60～200m，在跨徑超過200m時，易出現跨中下撓、梁體變形、開裂等缺陷，嚴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，我國有數以百計的大跨度混凝土連續剛構橋出現了上述結構性缺陷和耐久性問題。為了提高連續剛構橋的跨越能力、避免后期跨中下撓，國內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輕質混凝土；中國重慶石板坡大橋，主跨徑330m，跨中103m區段采用鋼箱梁。由于我國材料、施工、管理技術存在差距，采用鋼梁又受制于運輸條件，連續剛構橋的技術進步停滯不前。總體上看，傳統的預應力混凝土連續剛構橋的主要不足是：(1)跨越能力小，材料利用率較低，在跨徑大于200m時，工程經濟性急劇惡化；(2)結構承載效率低，應用于跨徑大于200m橋梁時，易出現開裂、下撓問題，技術風險增大，結構的安全性和耐久性劣化；(3)上部結構重量大，導致橋墩、基礎受力大，抵抗地震的能力差。

所以在這種背景下，開發一種滿具備更大的跨越能力和更佳經濟性的，新的連續剛構橋梁結構形式，具有很大的實用價值。

實用新型內容

本實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剛構橋結構形式，從結構體系和內在受力機理方面提高橋梁結構的承載效率，與傳統的施工方法銜接良好，便于實施。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術措施：

一種雙肢主橋墩拱梁組合式混凝土連續剛構橋結構，包括至少一個雙肢主橋墩，所述的雙肢主橋墩包括兩個豎直設置的肢柱，所述的兩個肢柱的頂部通過墩頂梁段連接，兩個肢柱之間還安裝有肢間系梁和加強系梁；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置由墩頂梁段處向順橋向兩側伸出，所述的下弦拱形箱形梁傾斜設置，由橋墩肢間系梁處向順橋向兩側伸出，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，部分抵消了自重產生的彎矩，成為以受壓為主且應力分布較均勻的拱結構。

進一步的，在所述的雙肢主橋墩底部安裝有基礎和承臺，所述的基礎設置于地表以下工程地質合適的地基層中，承臺位于基礎之上與基礎頂部連接成整體，所述的肢柱設置在承臺上，與承臺剛性連接。

進一步的，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肢間系梁；肢間系梁以下的肢柱之間設若干道加強系梁，以提高肢柱的結構穩定性和橋墩的結構剛度。連接雙肢主橋墩的肢柱，墩頂梁段、肢間系梁、加強系梁組成雙肢主橋墩。

進一步的，所述的下弦拱形箱形梁，由肢間系梁處向順橋向兩側伸出，根部與相應的雙肢主橋墩肢柱剛結，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曲線。

進一步的，所述的上弦箱形梁，由墩頂梁段處向順橋向兩側伸出，根部與相應的墩頂梁段剛結，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形成拱梁組合框架；拱梁組合框架的上弦和下弦在長度和梁體斷面上對稱于橋墩中心、在重量上相互平衡。

進一步的，相鄰的拱梁組合框架之間通過實腹梁段相連，拱梁組合框架與橋臺之間通過邊跨合龍梁段和邊墩梁段相連，形成一個整橋段。