拱索桥制造技术

一种拱索桥，是三种不同结构型式的拱桥、梁桥及斜拉桥的优选组合体系，两主孔由拱弧段、梁段、立柱、索塔及斜拉索组成。副孔由拱弧段、梁段组成，主桥墩上设置索塔，并配置拉索，增大主孔跨越能力，缩短梁的计算跨径。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种由三种不同结构型式的拱桥、梁桥及斜拉桥的优选组合体系-拱索桥，属固定建筑物。当今世界桥梁发展的趋势是结构轻型化、跨度长大化和施工机械化。大跨径桥梁结构国外以吊桥、斜拉桥、予应力连续梁等为主;而国内，因目前高强材料比较短缺，以拱桥(双曲拱、箱型拱、桁架拱等)居多。近年来也修建了少量的大跨径斜拉桥、予应力连续梁桥和“T”型刚构等。拱桥的拱圈部分主要承受轴向压力，弯矩较小，能充分发挥圬工材料的抗压性能，因而它跨越能力强，且造型美观。但因为拱脚推力大，使墩台圬工体积庞大，增加了下部构造的投资。此外拱桥建筑高度大，使用受到一定限制;梁桥主要承受弯矩，虽具有结构简单、墩台轻、施工简易等优点，但跨越能力小、钢材耗量多;斜拉桥是近代发展起来的新桥型，它跨越能力大、自重轻、造型美观、便于架设，但刚度较小，抗震能力较差，同时需用大量高强钢材，造价高昂。针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种造型轻巧美观、跨越能力大，用料省、造价低、便于架设的组合式拱索桥。本专利技术的拱索桥由拱、梁、索三大部份构成。其主要特征是综合拱桥、梁桥和斜拉桥三种不同桥型的优势，以拱桥作为基本体系进行优选组合。即用梁段取代部分拱弧段，在主墩上设置索塔，并配以斜拉索和增设部分立柱的方法实现上述目的。以下结合附图和实施例详述专利技术的结构物证。 附图说明图1为本专利技术桥型结构叠合2为本专利技术的立面3为本专利技术的主梁横剖面1为本专利技术桥型的基本结构叠合图，实线为本专利技术拱索桥的基本结构图示，虚线表示拱桥被舍去部分。B、D、E、F、G、I、J、K、T、N、P、Q、R、S、V为结构体系中的固结点，A、C、H、M、O、P、Q、R为绞结点。将主桥分为AH和HO两个半桥，现以AH半桥叙述其优选组合特征。拱索桥由拱弧段(PB、PD、QG)、梁段(悬出梁段AH、跨中梁段AB、GD)及拱上梁段(BD、GH)、塔架SQ及斜拉索SE、VF组成。①取拱桥两相邻拱脚至L/4拱弧段PB、PD并挖去腹拱部分，与梁段BD、GI构成自身平衡体系，以消除拱脚水平推力，使桥墩轻型化，同时增大拱索桥的整体刚度。②用梁段DG取代L/4至3L/4拱弧段，用梁段AB(即悬出梁段)取代L/4至拱顶弧段A1B，以降低拱索桥的建筑高度。由于梁段AB无水平推力，因此只需作一轻型桥台，从而大量减少桥台圬工体积。③为减小梁的计算跨径，在墩顶上增设立柱CP和HQ1，如拱弧段BD、GI较长时，可在拱弧段上再增设1个或多个立柱。为避免立柱开裂，在立柱两端分别与梁和墩顶(或拱弧段)绞结。④在主墩上设索塔SQ，并配以斜拉索(SE、VF)，以减小长梁DG、IT的计算跨径，减轻梁重，达到增大拱索桥跨越能力的目的。经以上巧妙优选组合，构成实线所组成的拱索桥。图2为本专利技术的立面图。〔1〕为Ⅰ号轻型桥台台身，材质为圬工;〔2〕为Ⅰ号桥台基础，可为扩大基础或桩基础;〔3〕为Ⅱ号桥墩墩上立柱，材质为钢筋混凝土，断面为矩形;〔4〕为Ⅱ号桥墩墩身，系双柱式矩形或圆形截面墩，材质为钢筋混凝土;〔5〕为Ⅱ号桥墩基础，可采用扩大基础或桩基，并嵌固于基岩;〔6〕为钢索扎丝锚;〔7〕为斜拉索，其材质以普通粗钢筋为好，也可用钢绞索;〔8〕为钢索在索塔之锚固点;〔9〕为门式索塔也可为A形、倒Y形等多种形式，材质为钢筋混凝土或钢质;〔10〕为索塔墩(主墩)，截面形式和材质与Ⅱ号墩相同;〔11〕为拱弧段，系钢筋混凝土矩形截面;〔12〕为Ⅲ号桥墩基础，与Ⅱ号桥墩基础相同;〔13〕为主梁，系钢筋混凝土连续梁，也可为钢质梁。在Ⅲ号桥墩体系中，基础〔12〕嵌固于岩层，索塔墩〔10〕固结于基础〔12〕上，索塔〔9〕固结于主墩〔10〕上。在主墩〔10〕两侧的拱弧段〔11〕，一端固结于主墩〔10〕，另一端与主梁〔13〕固结。索塔〔9〕的两侧配有拉索〔7〕，拉索〔7〕的一端用扎丝锚〔6〕与横系梁〔14〕固结，另一端予埋在索塔〔9〕内。这就构成以Ⅲ号墩为主体的自身平衡体系，消除了拱脚水平推力，因而桥墩受力状态得以改善，从而使桥墩轻型化。又因拱弧段〔11〕支承主梁〔13〕，增大了拱索桥的整体刚度，提高了拱索桥的抗震能力;在Ⅱ号桥墩体系中，Ⅱ号桥墩基础〔5〕嵌固于基岩，Ⅱ号桥墩〔4〕与基础〔5〕固结，立柱〔3〕一端与Ⅱ号墩顶绞结，另一端与主梁〔13〕绞结。Ⅱ号墩两侧的拱弧段〔11〕，一端与梁〔13〕固结，另一端与Ⅱ号墩顶固结，这就构成以Ⅱ号墩为主体的自身平衡体系，消除拱脚的水平推力，使桥墩得以轻型化;在Ⅰ号桥台体系中，基础〔2〕与台身〔1〕固结，悬出梁段〔13〕与Ⅰ号桥台用活动支座连接因无推力，桥台变得很小，可节省大量圬工。图3为本专利技术的主梁横剖面图。〔14〕为横系梁，系钢筋混凝土矩形截面;〔15〕为桥面板，材质为钢筋混凝土;〔16〕为梁，截面形式为矩形或倒T型、箱型等，材质为钢筋混凝土也可为予应力混凝土或钢质;〔17〕为双柱式墩帽梁，材质为钢筋混凝土。主梁由梁〔16〕、横系梁〔14〕和桥面板〔15〕相互固结构成带双翼的薄壳结构，以减小主梁截面尺寸，减轻主梁自重，节省用材。帽梁〔17〕与双柱式墩〔10〕的墩顶固结，以构成一框架结构，增加桥墩的刚度和稳定性。本专利技术经模拟实践以及静、动载试验检测结果表明，实测值与计算值吻合，符合专利技术构思。与同跨径轻型刚架拱桥相比，可节省钢材约25%，圬工体积省约50%，造价降低约30%，有明显的经济效益。权利要求1.一种拱索桥，其特征在于它是三种不同结构型式的拱桥及斜拉桥的优选组合体系，主孔它由拱弧段(从拱脚至L/4)、梁段(从L/4至3L/4)、拱弧段(3L/4至另一桥墩拱脚)三部分组成，副孔它由拱弧段(从拱脚至L/4)、梁段(从L/4至拱顶)两部分组成，在拱弧上分别设有梁段，并在桥墩顶设置立柱，拱弧段上也可设置一根或多根立柱，两主孔间有主墩，主墩上设置索塔，索塔上配置有多组拉索，拉索的一端固结于索塔中，另一端锚固于主梁的横系梁上，以悬吊主梁。2.根据权利要求1所述的拱索桥，其特征在于自拱脚至L/4的拱弧段〔11〕它的一端与桥墩〔10〕的顶部一侧固结，另一端与主梁〔13〕固结并支承主梁;3.根据权利要求1所述的拱索桥，其特征在于，在桥墩顶部与主梁之间设置立柱〔3〕，立柱〔3〕一端与桥墩绞结，另一端与主梁绞结;4.根据权利要求1所述的拱索桥，其特征在于，桥墩两侧拱弧段与拱弧段之间为梁段;5.根据权利要求1所述的拱索桥，其特征在于，在主墩上设置索塔，在索塔上配置若干组斜拉索，锚固于主梁的横系梁上，以悬吊主梁。全文摘要一种拱索桥，是三种不同结构型式的拱桥、梁桥及斜拉桥的优选组合体系，两主孔由拱弧段、梁段、立柱、索塔及斜拉索组成。副孔由拱弧段、梁段组成，主桥墩上设置索塔，并配置拉索，增大主孔跨越能力，缩短梁的计算跨径。文档编号E01D1/00GK1030111SQ8710204公开日1989年1月4日 申请日期1987年6月20日 优先权日1987年6月20日专利技术者刘孝平, 荡敏文, 蔡长贵, 周昭云 申请人:湖南省公路管理局本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拱索桥，其特征在于它是三种不同结构型式的拱桥及斜拉桥的优选组合体系，主孔它由拱弧段（从拱脚至Ｌ／４）、梁段（从Ｌ／４至３Ｌ／４）、拱弧段（３Ｌ／４至另一桥墩拱脚）三部分组成，副孔它由拱弧段（从拱脚至Ｌ／４）、梁段（从Ｌ／４至拱顶）两部分组成，在拱弧上分别设有梁段，并在桥墩顶设置立柱，拱弧段上也可设置一根或多根立柱，两主孔间有主墩，主墩上设置索塔，索塔上配置有多组拉索，拉索的一端固结于索塔中，另一端锚固于主梁的横系梁上，以悬吊主梁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孝平，荡敏文，蔡长贵，周昭云，
申请(专利权)人：湖南省公路管理局，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]