三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥及施工方法技术

本发明专利技术提出了一种三叶玫瑰线形钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥及其施工方法，该拱桥针对三岔河地形，依据三叶玫瑰线图形，采用火工煨弯工艺，将钢管弯曲为三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋，悬吊三岔形桥面，从而形成三叶玫瑰线形钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥。在拱脚之间设置拉索，在三叶玫瑰线形空间拱肋之间设置拱肋间拉索，形成自平衡结构体系，浮运拖拉过河，将三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋平稳落位于拱桥基础之上，在三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋上设置主拱吊索和尾部斜拉索，悬吊拼装三岔形桥面，施工方便。拱脚拉索、拱肋间拉索、主拱吊索和尾部斜拉索构成空间缆索体系，协同工作，中间拱的推力和尾部翘起斜拉拱形桥塔的反向推力互相平衡，消除了支座不平衡内力，新型三岔桥具有造型漂亮，交通便捷，跨越能力大和耐久性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥及施工方法
本专利技术属于土木工程领域，涉及一种钢管混凝土拱桥的技术。主要在于提出一种三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥概念和施工方法。
技术介绍
江河交汇的“三河口”地带，水流放缓，物产丰富，环境宜人，更为人们所青睐，加之畅通的水运交通，使之商业发展兴盛，成为宜居、宜商的中心地域。在“三河口”地带修建三岔桥，一桥通三岸，交通快捷，三岔桥自然地熨帖在自然环境之中。中国温岭李婆桥和苏州石湖新桥是我国两座著名的三岔桥，以其巧妙构思的设计思想、自成一格的优美造型、巧妙精湛的建筑技艺，形成当地一道独特的亮丽风景线。美国密歇根州的米德兰三岔桥，该桥建于1981年，横跨奇佩瓦河和泰塔巴瓦希河的交汇处，便捷的交通与独特的造型使得该桥成为当地著名的景观。随着时代的进步，桥梁景观性要求越来越高，“三河口”地带的地理位置越来越受到显得重要，更多的“三河口”地带成为当地开发新区，因而，土木工程界，亟需建造超大跨径三岔桥的新技术。借鉴三叶草的结构外形，依据三叶玫瑰线数学方程，采用火工煨弯工艺，将钢管弯曲为三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋，悬吊三岔形桥面，形成三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥。三叶玫瑰线飞燕式斜拉拱桥拱肋为三维空间拱肋，其平面正投影为三叶玫瑰线图形，拱肋侧立面飞燕式斜拉拱桥造型，将三叶玫瑰线形状钢管弯曲为飞燕式斜拉拱肋，三维空间拱肋在拱脚处弯曲翘起形成斜拉索桥塔，三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋由首尾相连的提篮拱形拱肋节段和倾斜拱形塔状拱肋节段组成，一气呵成，光滑连续。三叶玫瑰线飞燕式斜拉拱肋安装系杆缆索，安装拱肋之间的缆索，形成结构整体，浮运拖拉过江，然后安装吊索和斜拉索，三叶玫瑰线飞燕式斜拉拱肋悬吊三岔形桥面，形成三岔形钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥结构，施工方便。三岔形桥面由直线桥面段和圆环桥面段组成，交通流畅便捷，桥面中心设置中央圆形环梁兼作为观光天井，三岔形桥面和三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋丰富了景观效果。
技术实现思路
技术问题：针对三岔河地形，提出一种造型漂亮、交通便捷和结构稳定性好的三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥及其施工方法，其平面正投影为三叶玫瑰线图形，拱肋侧立面投影为飞燕式斜拉拱桥造型，将三叶玫瑰线形状钢管弯曲为飞燕式斜拉拱肋，悬吊三岔形桥面，形成三岔形钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥结构。技术方案：本专利技术的一种三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥，包括拱桥基础、三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋、横向钢管支撑梁、三岔形桥面、空间缆索体系和引桥。三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋搁置在拱桥基础之上，左右两根等标高的横向钢管支撑梁在拱桥基础附近处连接三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋的两侧，三岔形桥面由直线桥面段和圆环桥面段组成，空间缆索体系由拱脚拉索、拱肋间拉索、主拱吊索和尾部斜拉索构成，拱脚拉索连接三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋的相邻拱脚，拱肋间拉索两端锚固于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋的跨中和尾部位置，三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋、拱脚拉索和拱肋间拉索三者形成自平衡结构体系，主拱吊索悬挂于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋的中间区段，尾部斜拉索锚固于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋的尾部区段，主拱吊索和尾部斜拉索吊紧三岔形桥面，横向钢管支撑梁在拱桥基础附近处支撑三岔形桥面，三座引桥在三个方向连接三岔形桥面。优选地，所述的三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋的平面投影为三叶玫瑰线图形，其立面投影为飞燕式斜拉拱肋构形，三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋由首尾相连的提篮拱形拱肋节段和倾斜拱形塔状拱肋节段组成，提篮拱形拱肋节段位于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋的中间区域，倾斜拱形塔状拱肋节段位于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋的两端区域。本专利技术还提出了一种三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥的施工方法。该方法包括以下步骤：第一步：在三河口地带，确定桥墩位置，打入桩基，施工拱桥基础；第二步：在预制工厂，下料钢管，依据三叶玫瑰线图形，采用火工煨弯工艺，制作提篮拱形拱肋节段和倾斜拱形塔状拱肋节段，运输到施工现场，在河岸上，焊接拼装成型，形成三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋；第三步：在三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋之上，安装横向钢管支撑梁，安装拱脚拉索，安装拱肋间拉索，形成自平衡结构体系；第四步：采用浮运方案，拖拉过河，顶升平移，将三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋平稳落位于拱桥基础之上；第五步：在三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋之上，继续完成空间缆索体系，安装主拱吊索，安装尾部斜拉索，悬吊三岔形桥面，形成三岔形钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥；第六步：在三个方向施工三座引桥，连接三岔形桥面，安装栏杆和路灯，施工桥面铺装层，运用使用。借鉴三叶草的结构外形，依据三叶玫瑰线数学方程，弯曲钢管形成飞燕式斜拉拱肋，吊索悬吊三岔形桥面加劲梁，构成三叶玫瑰线钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥，三叶玫瑰线形钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥其平面正投影为三叶玫瑰线图形，拱肋侧立面投影为飞燕式斜拉拱桥造型。拱脚之间设置系杆拉索，三叶玫瑰线形空间拱肋之间设置拱肋间空间拉索，形成自平衡结构体系，采用浮运方案，拖拉过河，顶升平移，将三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋平稳落位于拱桥基础之上。三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋设置尾部斜拉索和主拱吊索，悬吊三岔形桥面，中间拱推力和尾部翘起斜拉拱形桥塔的反向推力互相平衡，形成自平衡结构体系，消除了支座不平衡内力。三岔形钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥巧妙利用三叶玫瑰线构形斜拉拱桥，造型独特，形体漂亮；三岔形桥面交通流畅和便捷，与三江口周围环境协调，是一道亮丽风景线，设置系杆拉索拱脚拉索、拱肋间空间拉索、尾部斜拉缆索和主拱吊索，形成飞燕式斜拉拱桥自平衡结构体系，大幅度提高结构刚度，采用拖拉过江方案，简化施工，经济实惠，造型漂亮。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：美国密歇根州的米德兰三岔桥是在河流中央设置一个桥墩，三个钢管混凝土系杆拱桥搁置在中央桥墩之上，造型漂亮，跨度较大，但是，其中央桥墩影响了河流通航。温岭李婆桥三岔桥是三个方向的钢筋混凝土桁架拱片汇聚在桥中央，河流中没有桥墩，不影响河流通航，造型漂亮，但是，其跨越能力不大，桥梁承载力不高。由于建造三岔桥的施工技术要求较高，目前国内外已建成的三岔桥数量不多。但随着社会的进步，桥梁的景观性要求越来越高，为了交通流畅快捷，在“三河口”地带建造超大跨径三岔桥的想法应运而生。针对超大跨径的三岔形景观桥梁的需求，依据美丽流畅的三叶玫瑰线图形，将钢管弯曲为三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋，在空间拱肋上设置空间缆索体系，改善三叶玫瑰线形钢管混凝土空间拱肋的受力性能，采用中间吊索和尾部斜拉索吊紧三岔形桥面，形成三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥，具有造型漂亮、立面丰富、跨越能力大、施工方便和耐久性好等优点。三叶玫瑰线图形是数学中的重要图形，三叶玫瑰线由夹角120°的三片叶子构成，外形酷似三叶草，其构形非常漂亮，平面的三叶玫瑰线和立面的钢管混凝土飞燕式斜拉拱造型相结合，构成三叶玫瑰线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥，包括拱桥基础（1）、三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）、横向钢管支撑梁（3）、三岔形桥面（4）、空间缆索体系（5）和引桥（6），其特征在于：三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）搁置在拱桥基础（1）之上，左右两根等标高的横向钢管支撑梁（3）在拱桥基础（1）附近处连接三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的两侧，三岔形桥面（4）由直线桥面段和圆环桥面段组成，空间缆索体系（5）由拱脚拉索（51）、拱肋间拉索（52）、主拱吊索（53）和尾部斜拉索（54）构成，拱脚拉索（51）连接三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的相邻拱脚，拱肋间拉索（52）两端锚固于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的跨中和尾部位置，三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）、拱脚拉索（51）和拱肋间拉索（52）三者形成自平衡结构体系，主拱吊索（53）悬挂于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的中间区段，尾部斜拉索（54）锚固于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的尾部区段，主拱吊索（53）和尾部斜拉索（54）吊紧三岔形桥面（4），横向钢管支撑梁（3）在拱桥基础（1）附近处支撑三岔形桥面（4），三座引桥（6）在三个方向连接三岔形桥面（4）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥，包括拱桥基础（1）、三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）、横向钢管支撑梁（3）、三岔形桥面（4）、空间缆索体系（5）和引桥（6），其特征在于：三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）搁置在拱桥基础（1）之上，左右两根等标高的横向钢管支撑梁（3）在拱桥基础（1）附近处连接三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的两侧，三岔形桥面（4）由直线桥面段和圆环桥面段组成，空间缆索体系（5）由拱脚拉索（51）、拱肋间拉索（52）、主拱吊索（53）和尾部斜拉索（54）构成，拱脚拉索（51）连接三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的相邻拱脚，拱肋间拉索（52）两端锚固于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的跨中和尾部位置，三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）、拱脚拉索（51）和拱肋间拉索（52）三者形成自平衡结构体系，主拱吊索（53）悬挂于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的中间区段，尾部斜拉索（54）锚固于三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的尾部区段，主拱吊索（53）和尾部斜拉索（54）吊紧三岔形桥面（4），横向钢管支撑梁（3）在拱桥基础（1）附近处支撑三岔形桥面（4），三座引桥（6）在三个方向连接三岔形桥面（4）。


2.根据权利要求1所述的一种三叶玫瑰线形的钢管混凝土飞燕式斜拉拱桥，其特征在于：所述的三叶玫瑰线形飞燕式斜拉拱肋（2）的平面投影为三叶玫瑰线图形，其立面投影为飞燕式斜拉拱肋...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继林，夏叶飞，竺伟，杜高明，袁微微，董凌锋，周国明，杨泽刚，王军，耿晓丽，
申请(专利权)人：江苏华通工程检测有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32