[發明專利]預張拱橋

在審

• 申請號: 201810026855.X
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108166375A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 謝肖禮;鄧儼峰;覃霞;歐陽平;譚洪河;江閃閃
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: E01D4/00
• 分類號: E01D4/00
• 代理公司: 南寧深之意專利代理事務所(特殊普通合伙) 45123
• 代理人: 徐國華

本發明公開了一種預張拱橋，主要由拱肋、橋面系、剛性豎聯、柔性吊桿、橫撐和預張拉索組成；在橋面系的1/4、l/2及3/4處分別設置一對剛性豎聯，橋面系的其余位置則均勻布置柔性吊桿；所述的剛性豎聯的上端與拱肋連接、下端與橋面系連接；所述的剛性豎聯與橋面系、橫撐形成剛性箍；所述的預張拉索對稱布置于跨中，并施加預張力，上端分別連接于拱肋的1/4、3/4處，下端連接于跨中剛性豎聯的底部。本發明的預張拱橋受力合理，具有穩定性好、剛度大、經濟效益好、外形美觀等優點，對拱橋實現剛度提升與穩定性瓶頸的突破提供了新的有效途徑，具有極大的工程應用價值。

技術領域

本發明屬于一種拱橋體系，具體涉及了一種預張拱橋。

背景技術

拱橋體系的主要承重構件是拱圈或拱肋。拱橋體系在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺承受水平推力，同時墩臺對拱有一對水平反力，水平反力在拱內產生的彎矩基本抵消了由豎向荷載引起的彎矩，因此拱是主要承受壓力的構件。與同等跨徑的梁相比，拱的彎矩、剪力和變形都要小得多。

拱橋是以承受軸向壓力為主的拱圈或拱肋作為主要承重構件的橋梁，拱結構由拱圈(拱肋)及其支座組成。拱橋可用磚、石、混凝土等抗壓性能良好的材料建造；大跨度拱橋則用鋼筋混凝土或鋼材建造，以承受發生的力矩。按拱圈的靜力體系分為無鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱。前二者為超靜定結構，后者為靜定結構。無鉸拱的拱圈兩端固結于橋臺,結構最為剛勁,變形小,比有鉸拱經濟，結構簡單，施工方便，是普遍采用的形式，但修建無鉸拱橋要求有堅實的地基基礎。雙鉸拱是在拱圈兩端設置可轉動的鉸支承，結構雖不如無鉸拱剛勁，但可減弱橋臺位移等因素的不利影響，在地基條件較差和不宜修建無鉸拱的地方，可采用雙鉸拱橋。三鉸拱則是在雙鉸拱的拱頂再增設一鉸，結構的剛度更差些，拱頂鉸的構造和維護也較復雜，一般不宜作主拱圈。拱橋按結構形式可分為板拱、肋拱、雙曲拱、箱形拱、桁架拱。

拱橋為橋梁基本體系之一，一直是大跨徑橋梁的主要形式。但其自重較大，相應的水平推力也較大，增加了下部結構的工程量，當采用無鉸拱時，對地基條件要求高，而由于拱橋水平推力較大，在連續多孔的大、中橋梁中，為防止一孔破壞而影響全橋的安全，需要采用較復雜的措施，或設置單向推力墩（制動墩），增加造價。拱橋的極限承載能力涉及到穩定問題，當外力增加到某一量值時，就有可能喪失穩定性平衡狀態，隨著跨徑的不斷增大，其穩定性問題尤為突出。此外，在荷載作用下，拱式體系中主要受力構件通過剛度來分擔荷載，拱、梁和吊桿之間的剛度變化對體系整體的受力性能將產生很大的影響。大跨度拱橋由于寬跨比相對較小，使其相對剛度較弱，在外界因素作用下，結構內力除軸向力外，彎矩、扭矩所占比重較大，結構變形呈非線性狀態，結構的受力性能由彈性狀態轉入非彈性狀態，易使結構發生壓潰破壞并喪失結構的穩定承載能力。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中存在的不足，提出一種新的拱橋---預張拱橋，結合了鐵路橋的優點，用剛性豎聯來提供強大的剛性連接與支撐、整體穩定性，與同材料用量的柔性吊桿拱橋相比，強度承載力維持不變，剛度與穩定承載力大幅提高。拉索通過剛性豎聯使拱軸線變長而產生拉力，從而一方面抵消了部分拱肋壓力、減小由活載引起的變形。本發明的預張拱橋受力合理，具有穩定性好、剛度大、經濟效益好、外形美觀等優點，對拱橋實現剛度提升與穩定性瓶頸的突破提供了新的有效途徑，具有極大的工程應用價值。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：