[發明專利]一種大跨度上承式拱橋拱上構造

在審

• 申請號: 201810678368.1
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108625273A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 陳克堅;任偉;徐勇;胡玉珠;何庭國;陳列;游勵暉;胡京濤;謝海清;黃毅;韓國慶;楊國靜;趙天翔
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E01D4/00
• 分類號: E01D4/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王蕓

本發明公開了一種大跨度上承式拱橋拱上構造，將拱上構造的簡支梁結構替換為，與簡支梁結構同強度標準的連續梁結構，使同強度標準的連續梁的墩間跨度大于簡支梁的墩間跨度。本發明的目的在于：針對現有大跨度上承式拱橋的拱上構造所采用的簡支梁布置形式，存在拱上墩的數量較多及拱上施工風險大的問題，提供一種大跨度上承式拱橋拱上構造。該拱上構造能夠減少拱上墩的數量，同時還降低了拱上施工風險。

技術領域

本發明屬于橋梁建筑工程技術領域。具體地，涉及一種大跨度上承式拱橋的拱上部分的構造。

背景技術

近年來，隨著中國西南部等山區的高速鐵路建設的飛速發展，在鐵路橋梁設計中，越來越多的遇到了需采用大跨度拱橋進行跨越的高山峽谷地形。在這些地區，拱橋有著更好的地形適應性，同時能提供更大的結構剛度，行車平穩性及舒適性也更優，受力合理且外形優美，更能滿足高速鐵路對橋梁結構的要求。因此，拱橋是西南山區鐵路跨深谷地形一種非常好的解決方案。而正是由于拱橋具有上述優點，該橋型在中國的發展也非常迅速。例如，在1997年就建成了主跨420m的世界第一大跨混凝土拱橋—萬縣長江大橋，此外還建成了主跨236m的水柏鐵路北盤江大橋及主跨330m的貴州江界河大橋等一批大跨度拱橋。

而這些傳統的大跨度上承式拱橋的拱上構造(拱上構造包括位于兩端的交界跨部分，以及位于中部的其余部分)及引橋構造，均采用了等跨簡支梁的布置形式。對于主跨在200m以下的拱橋，考慮到簡支梁有利于拱的受力均勻，是比較合理的方案。但是，對于主跨超過300m的大跨度上承式拱橋，簡支梁的布置形式就會帶來拱上墩(尤其是30m以上的高墩)的數量較多，以及拱上施工風險大等諸多問題。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有大跨度上承式拱橋的拱上構造所采用的簡支梁布置形式，存在拱上墩的數量較多及拱上施工風險大的問題，提供一種大跨度上承式拱橋拱上構造。該拱上構造在保障橋梁的強度設計標準的前提下，能夠減少拱上墩的數量，同時還降低了拱上施工風險。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種大跨度上承式拱橋拱上構造，將拱上構造的簡支梁結構替換為，與簡支梁結構同強度標準的連續梁結構，使同強度標準的連續梁的墩間跨度大于簡支梁的墩間跨度。在滿足橋梁強度設計標準的前提下，本方案將簡支梁替換為連續梁。連續梁為超靜定結構，在同等強度標準下，連續梁的墩間跨度比簡支梁的墩間跨度更大。通過采用本方案，拱上構造比傳統的簡支梁布跨方式減少了拱上墩的數量，同時減少了高墩，極大地降低了施工風險。

作為優選方案，交界跨位置的墩間跨度，大于拱上其余位置的墩間跨度。通過計算，上承式拱橋受力最不利位置在拱腳截面，而拱上第一個墩的位置對拱腳截面彎矩影響尤為明顯，如果能消除拱上第一個墩對拱腳截面彎矩產生的峰值，則能夠使得拱受力更為均勻。加大交界跨位置的墩間跨度，從而使第一個墩能夠盡量遠離拱腳，這樣既能使得拱受力均勻也能有效較少高墩數量。

作為優選方案，交界跨位置的墩及梁，為可增加墩間跨度的加強連續梁結構。加強連續梁結構能夠有效加大墩間跨度，為本方案的實施提供一種有效且可靠的可行性結構。

作為優選方案，從拱的端部起，沿拱大于1/8位置處設置第一個墩。通過計算得知，拱頂受力最有利，拱腳受力最不利，由拱頂至拱腳的受力情況為由有利向不利的過渡。上承式拱橋受力最不利位置在拱腳截面，而拱上第一個墩的位置對拱腳截面彎矩影響尤為明顯，如果能消除拱上第一個墩對拱腳截面彎矩產生的峰值，則能夠使得拱受力更為均勻。為達到該目標，對拱進行影響線加載，找出了對拱腳截面受力最為敏感的位置，通過計算可知通常為拱的1/8截面位置。布置孔跨時將拱上第一個墩位置避開該截面，將會有效的減小拱的彎矩峰值，達到使拱受力均勻的目標。這樣既能使得拱受力均勻也能有效較少高墩數量，減少施工風險，縮短工期。

作為優選方案，交界跨位置的墩，設置在拱的基座上。使橋梁結構更具整體性，有利于提高橋梁穩定性；同時能夠降低施工難度，節省施工材料，減小施工成本。