[發明專利]一種超薄橋面結構、桁架橋及桁架橋的構建方法

有效

• 申請號: 201811276751.0
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109112961B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 彭旺虎;李院軍;匡正;張宇鋒;雷豐紅
• 申請（專利權）人: 長沙學院
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01D6/00;E01D21/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中;胡凌云

本發明涉及超薄橋面結構、桁架橋及桁架橋的構建方法，該橋面結構包括橋面、多根設置于橋面底面上且與橋面寬度方向平行的橫肋和多根設置于橋面底面上且與橋面長度方向平行的縱肋，所述多根橫肋沿橋面長度方向依次均勻分布，所述多根縱肋沿橋面寬度方向依次均勻分布；所述橫肋內設有第一預應力筋孔道和至少兩根橫向鋼筋，所述第一預應力筋孔道由外至內逐漸遠離橋面，所述橫向鋼筋位于第一預應力筋孔道的下方。本發明的橋面結構為縱橫肋交織形成密集的網格形式，再與橋面構成了一個整體的橋面結構。其整體剛度大，質量輕，與常規的鋼混組合橋面結構和普通混凝土橋面結構相比，其優越性能凸顯，從而實現了超薄橋面，減輕自重的功能。

技術領域

本發明涉及一種超薄橋面結構、桁架橋及桁架橋的構建方法，屬于橋梁領域。

背景技術

城市雙層交通橋梁既是交通的需要，也是城市發展進步的標志。為節省用地，國內外發展城市雙層交通橋梁已是大勢所趨。現有的雙層橋的結構體系多種多樣，可以根據所處的環境條件選擇合適的橋型。

適用于雙層交通的梁式橋類型主要有箱梁橋和桁架梁橋兩類。

南昌大橋是我國第一座采用箱梁實現雙層交通的橋例，1995年建成通車，全橋長2780m（含801.55m的東西引橋），主跨48m。主橋型式為雙層單箱單室平弦等截面預應力混凝土連續箱梁，上層為雙向六機動車道，橋面總寬為30.35m，底板兩側各伸出長6m懸臂板，支承非機動車道和人行道。

重慶嘉悅大橋為矮塔雙索面斜拉橋，2010年建成，主跨250m，其主梁為箱梁，腹板下端外側設計成各寬5m的“觀光長廊”，將車輛與行人上下分流。

因此從實際橋例來看，采用箱梁實現雙層交通一般只利用上層懸臂翼緣下面的空間，即底板兩側設置下層橋面。箱梁內由于通風和安全的限制，較難實現承擔交通的功能。

而桁架梁對于雙層橋具有天然的優越性，其桁架腹部中空，便于通風，也便于交通空間的布置，桁架梁中桿件總體上以軸向受力為主，更能發揮材料性能，特別是對于重載、大跨度橋梁結構。桁架梁從橋面與鋼主桁是否結合受力的標準可以劃分為非組合式桁架梁和組合式桁架梁。

非組合式的桁架梁一般是通過上、下弦平面的構件（橫梁和平聯）支撐起上下兩個橋面結構，桁架梁與橋面結構是分開受力的，受力明確簡單，橋面結構只是直接承擔交通荷載，并傳遞給主桁架，并不參與整體受力。這種型式在我國早期的公鐵兩用橋梁中大量使用，如武漢長江大橋、南京長江大橋等。

組合桁架梁是將橋面結構與主桁的上、下弦桿結合起來，橋面結構既起到直接承擔交通荷載的作用，又作為整體結構的上、下翼緣參與整體受力。這樣的設計整體抗彎、抗扭性能優秀，相比非組合式桁梁，在較大程度上增強了結構的經濟性與合理性。

鋼桁梁可以與鋼橋面結合，也可以與混凝土橋面板組合。鋼橋面及其鋪裝層造價昂貴，一般應用于超大跨度的懸索橋和斜拉橋中。混凝土橋面具有更佳的適用性和經濟性，近年來，鋼桁架與混凝土橋面的組合結構在大跨度橋梁得到了廣泛的應用。在雙層橋面橋梁上，就有諸如蕪湖長江大橋、閔浦大橋等典型橋例。

蕪湖長江大橋和上海閔浦大橋邊跨的組合桁架主梁主要參數列于表1。從表中可以看出，一般組合桁梁中整個橋面結構的高度很大，橋面板厚度大、自重大，梁格縱橫交錯結構復雜，而上下層橋面結構之間還必須滿足下層橋面的車輛通行凈空，所以必然導致整個主梁高度特別大。

表1 蕪湖長江大橋和上海閔浦大橋主梁主要參數（單位：m）

綜合起來，組合桁梁因為其對雙層交通的適應性和受力性能上的優點，已成為雙層橋面主梁在工程應用上的主流和趨勢。但是，其常規橋面結構構造復雜、又厚又重，亟待應用更新的橋梁技術來加以解決。因此從實際需求的角度出發，需要設計一種新型的超薄的橋面結構，從而減少了主梁高度，減輕橋面重量。

發明內容