一种变截面梁与悬索组合桥梁结构体系制造技术

本实用新型专利技术公开一种变截面梁与悬索组合桥梁结构体系，其特征是：桥梁结构体系是在两端桥墩上设置变截面主梁，在两端变截面主梁之间、位于主跨中部设置等截面主梁；在变截面主梁的墩顶上设置桥塔，在低高度桥塔上的塔顶上设置鞍座，利用鞍座以及两端锚固结构架设悬索主缆，在悬索主缆的中段设置吊杆，等截面主梁由吊杆吊起，由鞍座、悬索主缆以及吊杆构成悬索系统，实现大跨度主跨。本实用新型专利技术桥梁结构体系受力合理、经济、施工难度低，造型美观，可应用于各类跨河或跨线主跨150‑500m跨径桥梁。

A variable cross section beam and suspension bridge structure system

The utility model discloses a variable section beam and suspension composite bridge structure system, which is characterized in that the bridge structure is arranged at both ends of the piers with variable cross-section beam, variable cross-section beam at both ends, in between the main span set in the middle section of main girder; in the tower is a variable section of main girder pier, pylon at low altitude the top is arranged on the saddle, saddle, anchor structure erected at both ends of the suspension cable, set in the middle of the main cable of suspension girder, cross section by the boom lift suspension system by the saddle and the main cable of suspension boom and the large span structure, main span. The utility model of bridge structure system of reasonable force, economy, low construction difficulty, beautiful shape, can be applied to various types of river crossing or cross the line 500m main span 150 span bridge.

【技术实现步骤摘要】
一种变截面梁与悬索组合桥梁结构体系
本技术涉及主跨150～500m跨径的桥梁结构体系设计。
技术介绍
变截面连续梁或连续刚构桥在50-120m跨度内是桥型方案比选的优胜者，但当主跨跨径进一步增大时，易于出现跨中下挠、腹板开裂等病害等问题，且桥梁造型简单，桥梁景观效果一般。悬索桥跨越能力大，超1000m以上跨径的桥梁基本都是悬索桥，且桥梁造型美观，近年为市区城市桥梁方案设计所青睐，但悬索桥主梁多采用钢箱梁结构；主梁钢箱梁、主缆高强钢丝及大尺寸鞍座铸造费用高；先导索过河困难；主缆和吊杆安装需要布置猫道等临时设施，施工措施费用大，施工控制难度大。尽管悬索结构造型美观，但由于造价、施工难度等因素，在中等跨径桥梁中，悬索桥结构桥梁并未推广应用。
技术实现思路
本技术避免主跨150～500m上述桥梁结构体系不足之处，综合其优点，提供一种变截面梁与悬索组合桥梁结构体系，为150～500m跨径范围内桥梁设计提供一种更有竞争力的桥梁结构形式。本技术为解决技术问题采用如下技术方案：本技术变截面梁与悬索组合桥梁结构体系的特点是：所述桥梁结构体系是在两端桥墩上设置变截面主梁，在两端变截面主梁之间、位于主跨中部设置等截面主梁；在所述变截面主梁的墩顶上设置桥塔，在所述桥塔上的塔顶上设置鞍座，利用所述鞍座以及两端锚碇锚固结构架设悬索主缆，在所述悬索主缆的中段设置吊杆，所述等截面主梁由吊杆吊起，由所述鞍座、悬索主缆以及吊杆构成悬索系统，实现大跨度主跨。本技术变截面梁与悬索组合桥梁结构体系的特点也在于：所述变截面主梁的结构设置用于承担自身恒载及活载，不考虑跨中部等截面主梁的荷载。本技术变截面梁与悬索组合桥梁结构体系的特点也在于：两端锚碇及悬索系统的设置仅仅考虑等截面主梁的恒载及活载。本技术变截面梁与悬索组合桥梁结构体系的特点也在于：所述等截面主梁与两端变截面主梁采用刚性连接或铰接连接。本技术变截面梁与悬索组合桥梁结构体系的特点也在于：所述桥塔的高度取为1/6～1/8的桥梁主跨跨径。本技术变截面梁与悬索组合桥梁结构体系的特点也在于：所述悬索主缆采用钢绞线或平行钢丝组成索股；所述悬索主缆的两端锚固结构是采用地锚式锚固于两端锚碇内，或为自锚式锚固于桥梁主梁内，所述吊杆通过索夹与悬索主缆连接。本技术变截面梁与悬索组合桥梁结构体系的特点也在于：所述悬索主缆的架设是以采用挂篮悬臂完成施工的变截面主梁为平台，逐根安装悬索主缆的各索股。与已有技术相比，本技术有益效果体现在：1、本技术充分利用混凝土变高度梁根部梁高度大，抗弯、抗剪刚度大优势，发挥混凝土结构截面优势，并利用混凝土变截面梁经济优势；采用具有较高抗拉强度的悬索主缆和吊杆构成的悬索系统承担中部等截面主梁的自重，有效减小了跨中梁段由于距离桥墩距离大、力臂大、弯矩大而导致主梁墩顶受力较大，规避混凝土梁跨越能力有限、容易出现跨中下绕、裂缝缺陷，增大桥梁跨度。3、本技术中悬索系统仅仅承担了跨中部分梁段的荷载，桥塔高度小，其悬索主缆、鞍座、以及锚固系统的材料性能和尺寸规格较同等跨度常规悬索桥小；悬索主缆及吊杆可采用常规钢绞线材料，悬索主缆和鞍座规格小，制作难度小，有效规避了常规悬索桥主缆系统造价高的缺陷。4、本技术中桥塔和主缆系统的施工，可利用已经完成施工的变截面主梁为施工平台，规避了常规悬索桥临时猫道施工系统，大大降低施工造价、降低施工难度。5、本技术中桥梁结构体系受力合理，综合了变截面梁桥、悬索桥桥梁外观造型优势，是主跨150-500m跨径一种更有竞争力的桥型方案。附图说明图1为本技术中地锚式变截面梁与悬索组合桥梁结构体系示意图；图2为本技术中自锚式变截面梁与悬索组合桥梁结构体系示意图；图3为本技术中变截面主梁受力简图；图4为本技术中主跨中部等截面主梁受力简图；图5a、图5b、图5c、图5d、图5e、图5f和图5g为本技术变截面梁与悬索组合桥梁结构体系施工流程图；图中标号：1桥墩，2锚碇，3变截面主梁，4等截面主梁，5桥塔，6悬索主缆，7吊杆，8鞍座。具体实施方式参见图1、图2，本实施例中变截面梁与悬索组合桥梁结构体系的结构形式是：桥梁结构体系是在两端桥墩1上设置变截面主梁3，在两端变截面主梁3之间、位于主跨中部设置等截面主梁4；在变截面主梁3的墩顶上设置桥塔5，在桥塔5的塔顶上设置鞍座8，利用鞍座8以及两端锚碇2的锚固结构设悬索主缆6，在悬索主缆6的中段设置吊杆7，等截面主梁4由吊杆7吊起，由鞍座8、悬索主缆6以及吊杆7构成悬索系统，实现大跨度主跨。针对本实施例中变截面梁与悬索组合桥梁结构体系的结构形式，其变截面主梁受力如图3所示，其主跨中部等截面主梁受力如图4所示，受力合理、经济、施工难度小、造型美观，可应用于各类跨河或跨线主跨150-500m跨径桥梁。图3和图4中，F1为过渡墩反力，F2为主墩反力，F3为边吊杆拉力，F4为主缆拉力，F5为吊杆拉力，F6为塔柱支撑力。具体实施中，相应的结构设置也包括：变截面主梁3的结构设置主要为承担自身范围内恒载及活载，不考虑跨中部等截面主梁4的荷载，其设计可参考变高段连续梁或T型刚构确定根部梁高、断面及预应力布置。两端锚碇2及悬索系统的设置仅仅考虑等截面主梁4的恒载及活载，主跨中部等截面主梁4的自身范围内恒载及活载主要通过吊杆7传递至悬索主缆6，进而传递至桥塔及锚碇；主跨中部等截面主梁和缆索系统的设计，可按照仅仅考虑中部等截面主梁的跨度的悬索桥进行相关设计。中部等截面主梁由缆索系统承担，减少其荷载向变截面主梁段的传递。等截面主梁4与两端变截面主梁3采用刚性连接或铰接连接，等截面主梁与变截面主梁相接处主要传递轴力，而剪力和弯矩均较小。桥塔5的高度取为1/8～1/10的桥梁主跨跨径；悬索主缆6采用镀锌钢绞线或环氧钢绞线，或以平行的镀锌钢丝组成索股；由于悬索主缆6仅仅承担等截面主梁4的荷载，使得悬索主缆6所承担的荷载相对较小，因而其截面规格尺寸相对较小；同时，由于悬索主缆的规格尺寸相对较小，悬索系统中的鞍座也较小。由于悬索主缆6规格相对较小，悬索主缆可采用整束工厂制作，整个主缆整体吊装安装，架设以已经完成施工的变截面主梁3为平台，不需要常规悬索桥施工现场索股架设临时设施，即不需要猫道设施。悬索主缆6的两端锚固结构可以采用如图1所示的地锚式锚固于锚碇2内，或是采用如图2所示的自锚式锚固于桥梁主梁内，吊杆7通过索夹与悬索主缆6连接，用于传递桥梁荷载，吊杆处在等截面主梁的范围内。本技术综合了变截面混凝土梁桥和悬索桥的受力优点，其变截面主梁体外形优美，厚重不失轻盈；主缆自然舒展，曲线优美，悬索主缆及吊杆排列有序，曲线与直线搭配，易于融入环境；变截面主梁的凸曲线与悬索主缆的凹曲线在主跨相呼应，整体简洁、明快，展现出优美的结构线条。施工方法按如下步骤进行：步骤1：如图5a所示，施工桥梁基础、桥墩1及锚碇2；步骤2：如图5b所示，采用挂篮的方式逐段施工变截面主梁部分，并张拉相应的预应力系统；步骤3：如图5c所示，边跨合拢，完成变截面主梁3的施工；步骤4：如图5d所示，施工桥塔5，并安装鞍座8；步骤5：如图5e所示，以变截面主梁3为平台，架设悬索主缆6，悬索主缆6的端部锚固于锚碇内实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变截面梁与悬索组合桥梁结构体系，其特征是：所述桥梁结构体系是在两端桥墩(1)上设置变截面主梁(3)，在两端变截面主梁(3)之间、位于主跨中部设置等截面主梁(4)；在所述变截面主梁(3)的墩顶上设置桥塔(5)，在所述桥塔(5)的塔顶上设置鞍座(8)，利用所述鞍座(8)以及两端锚碇(2)锚固结构架设悬索主缆(6)，在所述悬索主缆(6)的中段设置吊杆(7)，所述等截面主梁(4)由吊杆(7)吊起，由所述鞍座(8)、悬索主缆(6)以及吊杆(7)构成悬索系统，实现大跨度主跨。

【技术特征摘要】
1.一种变截面梁与悬索组合桥梁结构体系，其特征是：所述桥梁结构体系是在两端桥墩(1)上设置变截面主梁(3)，在两端变截面主梁(3)之间、位于主跨中部设置等截面主梁(4)；在所述变截面主梁(3)的墩顶上设置桥塔(5)，在所述桥塔(5)的塔顶上设置鞍座(8)，利用所述鞍座(8)以及两端锚碇(2)锚固结构架设悬索主缆(6)，在所述悬索主缆(6)的中段设置吊杆(7)，所述等截面主梁(4)由吊杆(7)吊起，由所述鞍座(8)、悬索主缆(6)以及吊杆(7)构成悬索系统，实现大跨度主跨。2.权利要求1所述的变截面梁与悬索组合桥梁结构体系，其特征是：所述变截面主梁(3)的结构设置用于承担自身恒载及活载，不考虑跨中部等截面主梁(4)的荷载。3.权利要求1所述的变截面梁与悬索组合桥梁结构体系，其特征是：两端锚碇(2)及悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷永高，胡可，章征，段海澎，吴志刚，梅应华，卢元刚，丁蔚，曹皓，李绍华，
申请(专利权)人：安徽省交通控股集团有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34