[發明專利]一種橫向自平衡反對稱索塔斜拉橋結構體系

在審

• 申請號: 202011540806.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112554043A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 林道錦
• 申請（專利權）人: 中交公路規劃設計院有限公司
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/14;E01D11/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 曹洋苛

本發明公開了一種橫向自平衡反對稱索塔斜拉橋結構體系，包括上部橋體結構和下部支撐結構，所述上部橋體結構包括傾斜反對稱布置在主梁兩側的索塔，索塔上部包括斜拉索、背索和索塔中心柱，所述索塔中心柱上端通過兩側設置的斜拉索和背索向橫向設置的橋梁梁體兩側連接形成索塔上部三角形對拉結構，所述斜拉索反對稱對拉在橋梁梁體外側，背索錨固在橋梁邊梁水平撐端部，背索通過斜撐錨固在索塔承臺上。本發明有效解決了反對稱斜塔為平衡索塔橫向受力需要設置強大的索塔結構，且背索需通過地錨固定等問題，實現了索塔橫向受力的平衡除了靠傾斜索塔自重，還通過邊梁自重以及自錨背索索力平衡索塔橫向受力，形成橫向自平衡結構體系。

技術領域

本發明涉及一種橫向自平衡反對稱索塔斜拉橋結構體系，涉及橋梁工程技術領域。

背景技術

目前，隨著我國橋梁工程快速發展，施工技術不斷成熟、施工標準要求越來越高、施工成本的不斷增加，斜拉橋是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁，是由承受壓力的索塔、受拉力的拉索以及承受彎矩的梁體組合起來的一種結構體系。其可看作是拉索代替支墩的多跨彈性支撐連續梁；其可使梁體內彎矩減小，減低建筑高度，減輕了結構重量，節省了材料。在市政工程橋梁結構中，斜拉橋大多采用鋼箱梁和索塔組合的構造，但是設計完成后在梁體通過索塔區域位置，需要增設伸縮縫，增加后期養護工作需求，施工過程繁雜，施工耗時長，增加施工作業難度和施工作業時間，施工完成后可能造成梁體橫向平衡不穩定的狀態；同時，一般橋梁承受荷載僅為梁體外荷載，橋梁結構空間角度差，通過大量背索拉結以及獨立錨碇的設置才能保持橋梁平衡，結構成型后受力不合理，索塔單側受力，橋梁自重完全由索塔承受，橋梁整體受力過大的問題難以解決，造成索斜拉橋結構應用范圍窄，造價高昂，且橋梁后期養護、維修工作量大。

發明內容

本發明的發明目的在于，針對上述存在的問題，提供一種橫向自平衡反對稱索塔斜拉橋結構體系，區別于常規斜拉橋在工程實踐中的應用，本發明將主梁拆分后橫向受力，通過斜拉索和背索反向在索塔中心柱上向雙側拉結，做橋梁雙側受力平衡，在背索一側主梁錨固端通過索塔水平撐的力的轉換，將背索壓力和主梁豎向荷載部分轉化為對下部斜撐的壓力，形成橫向自錨結構，避免了獨立錨碇的設置，斜撐下端錨固在承臺上，承臺為一體承壓結構，承臺另一端設置獨立支墩，抵抗索塔傾覆力，通過承臺連接將獨立支墩和斜撐做力的相互作用部分橫向分解橋梁和索塔中心柱豎向荷載，形成作用力轉換的閉合環，通過雙側拉索、橋梁自重以及斜撐和承臺結構連接作力的轉換橋梁整體形成了橫向自平衡的反對稱結構體系。

本發明采用的技術方案如下：

本發明公開了一種橫向自平衡反對稱索塔斜拉橋結構體系，包括上部橋體結構和下部支撐結構，其特征在于，所述上部橋體結構包括傾斜反對稱布置在主梁兩側的索塔，索塔上部包括斜拉索、背索和索塔中心柱，所述索塔中心柱上端通過兩側設置的斜拉索和背索向橫向設置的橋梁梁體兩側連接形成索塔上部三角形對拉結構，所述斜拉索反對稱對拉在橋梁梁體外側，背索錨固在橋梁邊梁水平撐端部，背索通過斜撐錨固在索塔承臺上。

進一步地，所述橋梁梁體包括主梁，主梁在索塔范圍橫向分解為中梁和邊梁，中梁布置在索塔內側，邊梁布置在索塔外側。

進一步地，所述邊梁繞索塔外側設置，所述繞塔邊梁包括頂板、底板和腹板組成，支撐在水平撐上，所述繞塔邊梁頂板沿橋面繞塔連續設置，繞塔邊梁腹板和繞塔邊梁底板在水平撐處斷開，形成邊梁上部連續的整體斷面結構。

進一步地，所述索塔中心柱下端連接在索塔承臺上，索塔中心柱中心線位于承臺中心線上方，索塔中心柱相對于承臺水平方向呈1:8的角度向內側傾斜設置。

進一步地，所述下部支撐結構包括索塔內側設置的獨立支墩和連體墩，獨立支墩和連體墩設置在索塔承臺上，所述獨立支墩和連體墩支撐中梁，位于中梁下部彎矩最大點處。