[發明專利]一種利用懸挑外伸式橋墩增大跨度的架空管道結構

在審

• 申請號: 202111374003.8
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN113957781A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 虞鴻;吳偉明;張永進;王芳;朱明笛;闕劍生;董堅
• 申請（專利權）人: 浙江省水利水電勘測設計院
• 主分類號: E01D18/00
• 分類號: E01D18/00;E01D19/02;E01D19/10;E01D19/04;E01D19/12;E02D27/12;E02D27/14;F16L3/12;F16L51/00;F16L51/02
• 代理公司: 浙江納祺律師事務所 33257
• 代理人: 姜雯

本發明公開了一種利用懸挑外伸式橋墩增大跨度的架空管道結構，它包括位于兩岸上的鎮墩、懸挑外伸式橋墩、架空管道、管道支座、設于架空管道兩側的檢修便橋，以及伸縮節。懸挑外伸式橋墩上部的兩側邊緣均安裝有一個管道支座，整個架空管道形成長、短跨相互交替的連續梁結構；兩端鎮墩作為架空管道的固定端，管道支座設于架空管道中部；伸縮節布置在兩岸中間的懸挑外伸式橋墩上，且位于該短跨的中間；檢修便橋采用抱箍安裝于架空管道兩側，檢修便橋與懸挑外伸式橋墩之間采用人行斜踏步貫通，形成檢修通道。本發明有效地加大了架空距離，能確保溫度伸縮調節性能，可方便地進行管道維修和養護工作。

技術領域

本發明涉及一種應用于水利工程和橋梁建設的架空管道結構，尤其是一種利用懸挑外伸式橋墩增大跨度的架空管道結構，適用基礎跨度在30～50m之間，并且無附加承載結構的應用場景。

背景技術

在長距離輸水工程中，常常需要解決輸水線路跨越江河湖庫、山澗峽谷、交通線路等自然或人工障礙物的問題。現有的解決方案是設置倒虹吸或架空管道從空間上錯開后從障礙的下方或上方通過。通常條件下架空管道的方案布置靈活，作業條件相對良好，實際施工難度較小，環境影響友好，應用范圍較廣。

架空管道的主要型式有管拱、梁式管橋、懸索式管橋、斜拉式管橋等，其中梁式管橋是最常用的，該方式將管道以連續梁的形式支承在管架上，適用于支座距離在50m以下的空間跨越。如果相鄰橋墩之間的跨度小于30m，對于管徑在DN300～DN1800之間的管道，可以充分利用管道材料自身的承載能力，簡化甚至取消管架結構，采用自承式平直鋼管直接架立于相鄰的橋墩之間。但是當相鄰橋墩之間的跨度達到30～50m時，就需要采用桁架結構增強管道的承載能力，并需要處理長距離管道的溫度變形和管道運行時的維修和養護條件。但實際中經常受場地、景觀等因素制約，無法采用桁架結構加強管道時，就需要一種輕型結構既能穩定支撐管道，又能妥善布置溫度伸縮變形的調節裝置，還能兼顧管道的維修和養護。

發明內容

為了克服現有自承式平直形架空鋼管跨度不足的缺陷，本發明提供一種利用懸挑外伸式橋墩增大跨度的架空管道結構，該結構可以利用管道自身和管道支座的結構性能，有效地加大橋墩間的架空距離，并能確保溫度伸縮裝置的調節性能，而且可以方便地進行管道維修和養護工作。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種利用懸挑外伸式橋墩增大跨度的架空管道結構，包括分別位于兩岸上的鎮墩、架空范圍內布置的懸挑外伸式橋墩、架空管道、管道支座、設于架空管道兩側的檢修便橋，以及伸縮節。所述懸挑外伸式橋墩的下部結構包括樁基礎、承臺、立柱和縱向蓋梁，用以向下傳遞豎向荷載。所述懸挑外伸式橋墩上部的兩側邊緣均安裝有一個管道支座，用以支撐所述架空管道。同一個懸挑外伸式橋墩上兩個支座之間的架空管道部分形成短跨，相鄰懸挑外伸式橋墩之間的架空管道部分形成長跨，整個架空管道構成長、短跨相互交替的連續梁結構；所述兩端鎮墩作為架空管道的固定端，所述管道支座設于架空管道沿線，作為架空管道的簡支支座。整個結構的受力原理是利用懸挑外伸式橋墩上短跨自重內力減小長跨中的內力，達到增大懸挑外伸式橋墩間臨空跨度的目的；所述伸縮節布置在兩岸中間的懸挑外伸式橋墩上，且位于該短跨的中間，作為兩側架空管道的彈簧連接，伸縮節至最近管道支座之間的架空管道形成外伸懸臂結構。伸縮節兩側的架空管道長度相同或兩側的架空管道長度差小于5％，外伸懸臂結構的豎向變形大小才能一致或基本一致，相對位移差最小，可以充分發揮伸縮節的調節性能。所述檢修便橋采用抱箍安裝于所述架空管道兩側，檢修便橋與所述懸挑外伸式橋墩之間采用人行斜踏步貫通，形成檢修通道。檢修便橋包括設于檢修便橋兩邊的外側欄桿、設于架空管道兩邊的內側欄桿和檢修橋面，用以進行架空管道的除銹、防腐作業。檢修便橋與架空管道之間采用抱箍等間距連接，相鄰抱箍之間設置內側欄桿并與抱箍采用焊接或螺栓連接，內側欄桿高度應大于架空管道與檢修橋面之間的間隙，防止人員跌落。

上述的架空管道結構，所述管道支座由支撐環和支座下部結構組成，支撐環在支座下部結構上可以沿管軸方向進行移動或轉動，以消除架空管道的溫度變形。支座下部結構采用預埋件與所述懸挑外伸式橋墩連接。