一种大跨径上承式双腹拱的钢管混凝土拱桥制造技术

本实用新型专利技术涉及拱桥技术领域，特别涉及一种大跨径上承式双腹拱的钢管混凝土拱桥。所述钢管混凝土拱桥包括主拱、两个腹拱、主拱拱上立柱和桥面梁，两个所述腹拱分设于所述主拱沿纵桥向的两侧，所述主拱的每侧中，所述腹拱一端连接所述主拱，另一端连接腹拱拱座，对于所述腹拱，其上端设有至少两个腹拱拱上立柱，所述腹拱通过所述腹拱拱上立柱支承所述桥面梁。所述钢管混凝土拱桥通过在所述主拱上设置所述腹拱，取代了常规拱桥结构中位于所述主拱拱脚位置的交界墩和较高高度的所述主拱拱上立柱，因此，本申请所述钢管混凝土拱桥的自重更轻、稳定性更好且建造难度更低，可以满足更大跨径的拱桥的建设要求。跨径的拱桥的建设要求。跨径的拱桥的建设要求。

【技术实现步骤摘要】
一种大跨径上承式双腹拱的钢管混凝土拱桥


[0001]本技术涉及拱桥
，特别涉及一种大跨径上承式双腹拱的钢管混凝土拱桥。

技术介绍

[0002]钢管混凝土拱桥是一种优异的钢—混凝土组合结构桥梁，近30年来，钢管混凝土拱桥技术得到了快速的发展，全国大约建成了400余座钢管混凝土拱桥，对我国经济发展做出了突出贡献。在跨径方面，作为已建成的最大跨径钢管混凝土拱桥的四川合江长江一桥的跨径已经达到了530m。随着经济的进一步发展，当前公路建设向西部山区延伸，面临的深沟峡谷地形越来越多，大跨径钢管混凝土拱桥的技术经济性愈发显著，需求也随之增大。
[0003]目前，钢管混凝土拱桥的工程需求已经进入到750m跨径级别，在该跨径级别下，采用现有500m级钢管混凝土拱桥的结构形式已经不能满足强度、刚度、稳定性的要求。具体的：上承式拱桥的主拱跨度越大，主拱的矢高越高，位于主拱拱脚位置的交界墩和主拱拱上立柱的高度越大，750m跨径级别的钢管混凝土拱桥在主拱拱脚位置处的主拱拱上立柱以及交界墩的高度将超过180m，导致自重显著增大、施工难度大、造价高且稳定性差；另外750m跨径级别的上承式拱桥的主拱、桥面梁的自重增大，导致拱桥本身的自重显著增加，主拱的恒载显著增大，现有主拱的构造不能满足强度、刚度和局部稳定性要求。另外，随着拱桥跨度增大，全桥的宽跨比减小，导致全桥的横向稳定性变差，并且，过高的主拱拱上立柱会对主拱施加更大的弯矩和集中力，进一步导致现有拱桥的构造无法满足全桥的整体稳定性要求。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术中所存在的现有拱桥构造无法满足更大跨径下的强度、刚度和稳定性要求的不足，提供一种大跨径上承式双腹拱的钢管混凝土拱桥。
[0005]为了实现上述技术的目的，本技术提供了以下技术方案：
[0006]一种大跨径上承式双腹拱的钢管混凝土拱桥，包括主拱、两个腹拱、主拱拱上立柱和桥面梁，两个所述腹拱分设于所述主拱沿纵桥向的两侧，所述主拱的每侧中，所述腹拱一端连接所述主拱，另一端连接腹拱拱座，对于所述腹拱，其上端设有至少两个腹拱拱上立柱，所述腹拱通过所述腹拱拱上立柱支承所述桥面梁。
[0007]本技术所述技术方案提供了上述大跨径上承式双腹拱的钢管混凝土拱桥，所述钢管混凝土拱桥设有常规的主拱、主拱拱上立柱等结构。所述主拱为所述钢管混凝土拱桥的主要支承结构，一般通过主拱拱座支承于两侧地面，所述桥面梁设于所述主拱之上，并连接两侧道路从而形成完整连续的线路，以实现所述钢管混凝土拱桥最基本的通行功能。所述桥面梁和所述主拱之间设有若干主拱拱上立柱，所述主拱拱上立柱上端支承所述桥面梁，所述主拱拱上立柱下端连接所述主拱的上端从而获得支承。所述主拱、主拱拱上立柱等结构在未特殊说明时，均为现有的常规设置，此处不做具体限定。
[0008]所述腹拱设有两个并分设于所述主拱的两侧，所述腹拱两端分别连接所述主拱以及腹拱拱座从而获得支承。所述腹拱上方至少设置两个所述腹拱拱上立柱，所述腹拱通过所述腹拱拱上立柱实现对所述桥面梁的支承。所述腹拱拱上立柱可以是常规的支柱结构，此处不作具体限定。在所述主拱的拱脚一侧，由于所述腹拱的存在，不需要再在此位置设置主拱拱上立柱和交界墩，并且常规设置下，位于所述主拱拱脚处的所述主拱拱上立柱以及所述交界墩的高度最大，因此，本技术方案采用腹拱替代高度最大的交界墩以及若干所述主拱拱上立柱，可以取消交界墩以及显著降低所述主拱拱上立柱的数量和整体高度，又因交界墩和所述主拱拱上立柱过高会存在自重大、建造困难、造价高和稳定性差的问题，因此，本技术方案具有桥身整体自重小、施工相对简单，造价低和稳定性优异的有益效果，得益于此，本技术方案所述钢管混凝土拱桥可以满足跨径大于700m的建设需求。
[0009]需要说明的是，本申请中，诸如“所述主拱两侧”的描述，其中两侧指的是所述主拱沿纵桥向的两侧。本申请中，在未另有说明的情况下，其他类似描述中的两侧或一侧同样指的是沿所述主拱纵桥向的两侧或其中一侧。
[0010]作为本技术的一个优选技术方案，进一步的，所述腹拱连接有系杆索。本技术方案通过采用系杆索平衡所述腹拱对所述主拱施加的水平推力，可以提升桥身稳定性。
[0011]作为本技术的一个优选技术方案，进一步的，所述腹拱为钢管混凝土桁式结构，所述腹拱的跨径为120m
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250m，所述桥面梁为简支梁钢箱结构，所述桥面梁的跨径为60m
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80m，所述腹拱上方设有三或四个所述腹拱拱上立柱。本技术方案提供了一种所述腹拱和所述桥面梁的结构设置，所述腹拱采用钢管混凝土桁式结构，其自重较轻、结构简单、便于组装，因此施工难度和造价相对较低。一般的，该结构的所述腹拱的跨径可以做到120m
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250m之间，因此在纵桥向上可以覆盖较大的纵向区域。所述桥面梁为简支梁钢箱结构，其单跨跨径与所述腹拱的腹拱拱上立柱数量相关。本技术方案中，所述腹拱上端设有三或四个所述腹拱拱上立柱，因此，一个所述腹拱上端应当设置有三或四段桥面梁，即所述桥面梁单跨跨径为60m
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80m。可以想到，所述腹拱的跨径越大，其可能减小所述主拱拱上立柱的数量或者说总体高度越大，但是同时所述腹拱的荷载也就越大，同时，与所述腹拱匹配的所述桥面梁跨径也可能越大，不利于施工，因此，在具体设计所述腹拱的跨径时，应当结合所述腹拱的荷载能力、所述桥面梁的单跨跨径以及整体减重效果等综合因素进行考虑。
[0012]作为本技术的一个优选技术方案，所述腹拱拱上立柱在所述腹拱上沿水平方向均匀间隔设置。所述腹拱拱上立柱均匀设置有利于所述腹拱的受力稳定，并且与其支承的所述桥面梁相对应，即对应所述桥面梁单跨跨径也是相同的，符合一般施工的要求。
[0013]作为本技术的一个优选技术方案，进一步的，所述主拱拱上立柱为钢箱结构。采用钢箱结构的所述主拱拱上立柱自重更轻，可以进一步起到减重效果，减轻所述主拱所受荷载。
[0014]作为本技术的一个优选技术方案，进一步的，所述主拱为钢管混凝土桁式结构。该设置下，所述主拱具有较高的强度，并且整体自重更轻以满足大跨径拱桥的设计需要。
[0015]作为本技术的一个优选技术方案，进一步的，所述主拱的拱脚段设有加劲区，所述加劲区的所述主拱腹管处设有加劲钢板。通过该设置提高了所述主拱的整体横向面外刚度，即提高了所述钢管混凝土拱桥的稳定性。
[0016]作为本技术的一个优选技术方案，进一步的，所述主拱对应的上弦杆和下弦杆之间的腹管包括若干横腹管和若干斜腹管，所述加劲区的所述横腹管和所述斜腹管与所述上弦杆和所述下弦杆围成沿竖向设置的封闭三角形，沿所述封闭三角形内沿焊接有加劲钢板。本技术方案中，在所述加劲区中，所述主拱的腹管与所述上弦杆和所述下弦杆围成若干个封闭三角形，三角形结构较为稳定，为了加强该三角形结构，我们在沿封闭三角形内沿还焊接有加劲钢板。通过上述设置，所述加劲区的主拱的承载能力显著增强。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大跨径上承式双腹拱的钢管混凝土拱桥，其特征在于，包括主拱(1)、两个腹拱(2)、主拱拱上立柱(3)和桥面梁(4)，两个所述腹拱(2)分设于所述主拱(1)沿纵桥向的两侧，每个所述腹拱(2)一端连接所述主拱(1)、另一端连接腹拱拱座(21)，每个所述腹拱(2)上端设有至少两个腹拱拱上立柱(22)，所述腹拱(2)通过所述腹拱拱上立柱(22)支承所述桥面梁(4)。2.根据权利要求1所述的钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述腹拱(2)连接有系杆索(5)。3.根据权利要求1所述的钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述腹拱(2)为钢管混凝土桁式结构，所述腹拱(2)的跨径为120m
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250m，所述桥面梁(4)为简支梁钢箱结构，所述桥面梁(4)的跨径为60m
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80m，所述腹拱(2)上方设有三或四个所述腹拱拱上立柱(22)。4.根据权利要求1所述的钢管混凝土拱桥，其特征在于，所述腹拱拱上立柱(22)在所述腹拱(2)上沿纵桥向均匀间隔设置。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟廷敏，赵艺程，孙才志，范碧琨，梁健，许诺，邹圻，康玲，李胜，倪春梅，范翊，李成君，宋瑞年，李畅，何娇阳，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：