一种大跨径地锚式组合梁斜拉桥及其施工方法技术

本发明专利技术公开一种大跨径地锚式组合梁斜拉桥及其施工方法，包括位于斜拉桥两侧的索塔和位于索塔外侧的桥台，桥台的内侧分别设置有混凝土梁，混凝土梁的内端部分别设置有钢混结合段，两个钢混结合段的内端部分别连接有钢

【技术实现步骤摘要】
一种大跨径地锚式组合梁斜拉桥及其施工方法


[0001]本专利技术属于桥梁工程
，具体涉及一种大跨径地锚式组合梁斜拉桥及其施工方法。

技术介绍

[0002]斜拉桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。斜拉桥索塔的拉索锚固段是将斜拉索的集中力安全、均匀地传递到塔柱的重要受力构件，能够防止塔壁混凝土在斜拉索强大集中力作用下而开裂。大跨径桥梁一般是指单跨100米以上的桥梁。
[0003]在受地形条件限制，边中跨比小到无法按常规斜拉桥取值的情形下，地锚式斜拉桥可以适应边中跨比较小的特区地形。由于地锚式斜拉桥的特殊构造，跨中需设置可允许主梁纵向滑动的无轴力连接装置以释放轴力。
[0004]现有技术中，地锚式斜拉桥存在中央无轴力连接装置存在易损性、耐久性及行车舒适性的问题，以及正交异性板桥面板容易疲劳的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供了一种大跨径地锚式组合梁斜拉桥及其施工方法，有着跨越能力突出、自适应连接装置性能稳定、桥面性能好的优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种大跨径地锚式组合梁斜拉桥，包括位于斜拉桥两侧的索塔和位于索塔外侧的地锚式的桥台，两个桥台的内侧分别设置有混凝土梁，两个所述混凝土梁的内端部分别设置有钢混结合段，两个钢混结合段的内端部分别连接有钢
‑
UHPC叠合梁，所述钢
‑
UHPC叠合梁的内端部之间设置有自适应连接装置；所述自适应连接装置包含两个分别与钢
‑
UHPC叠合梁固定连接的大箱梁，所述大箱梁的中部沿桥梁长度方向设置有若干箱室，所述箱室的内周上设置有滑动支撑机构，所述滑动支撑机构连接有导梁，两个所述大箱梁之间设置有阻尼减震结构和伸缩缝；所述桥台、混凝土梁、钢
‑
UHPC叠合梁上分别设置有若干与索塔连接的拉索。
[0007]上述方案中，桥的梁体两端分别固定设置在桥台上，在索塔上设置拉索来对混凝土梁、钢
‑
UHPC叠合梁提供拉力，桥台通过拉锁连接索塔来平衡索塔两侧的受力，桥的梁体包含边跨部的混凝土梁和中跨部的钢
‑
UHPC叠合梁，通过设置钢混结合段将钢
‑
UHPC叠合梁的钢结构用混凝土浇筑连接，在混凝土梁和钢
‑
UHPC叠合梁间进行连接过渡，通过自适应连接装置来连接两段钢
‑
UHPC叠合梁，允许主梁相对纵向滑动释放轴力；自适应连接装置的大箱梁与钢
‑
UHPC叠合梁的钢箱结构连接固定，在大箱梁的横截面方向中部设有箱室，箱室内沿圆周设置滑动支撑机构与导梁连接，通过滑动支撑机构提供导梁与两个大箱梁间横向和竖直方向的支撑力，对二者进行定位，阻尼减震结构是一种无刚度、速度相关型耗能减震设备，当桥梁在静力荷载(如温度、汽车重力)或者动力荷载的静力分量作用下，阻尼减震结构能慢速变位；当桥梁在车辆动力荷载下，阻尼减震结构起到速度锁定的功能，将伸缩缝两侧
钢梁锁定；当桥梁在风致振动和地震荷载下，阻尼减震结构起到黏滞阻尼的功能，耗散能量，显著降低伸缩缝顺桥向相对位移和相对速度，大幅降低钢梁振动，保护桥梁，两段大箱梁之间设置伸缩缝来满足桥面变形要求，保证桥面行车顺畅。
[0008]自适应连接装置能在不同受力工况下自适应进行阻尼锁定释放及调整，使结构受力始终处于最佳状态，实现了导梁不同工况的转换，从双向到单向工作的任意转换；结构寿命成倍增加；具备了在运营状态下，完成所有维护、保养、维修的条件。
[0009]该斜拉桥梁塔分离、梁台固结，桥梁和索塔无竖向支座，是分离的，主梁和地锚式桥台是连接在一起的。UHPC是指超高性能混凝土。
[0010]进一步的，所述导梁的两端设置有限位调节结构。
[0011]设置限位调节结构用于导梁在桥梁长度方向限位调节，保证导梁位于桥梁中心，从而改善导梁及主梁的受力情况。
[0012]进一步的，所述限位调节结构包含调节丝杆，所述调节丝杆的一端与钢
‑
UHPC叠合梁或者大箱梁连接，所述调节丝杆的另一端用于与导梁连接；正常工作时，导梁与单侧的调节丝杆连接。
[0013]正常工作状态下，导梁与两端的调节丝杆交替使用。当主梁受到温度的影响而产生温度变形时，导梁限位丝杆处于锁定状态，形成固定铰链约束，将导梁一端位置锁定，另一端自由滑动，从而释放钢梁两端的纵向相对位移。当主梁受到行车荷载时，导梁与主梁产生较大位移。长期积累后，通过调节丝杆，既可实现导梁不同工作状态的调节也可调整导梁在主梁间的相对位置，保证导梁位于桥梁中心，从而改善导梁及主梁的受力情况。
[0014]进一步的，所述钢
‑
UHPC叠合梁包含钢箱梁和UHPC桥面层，所述钢混结合段包含钢接头，所述钢箱梁与钢接头焊接。
[0015]UHPC桥面层浇筑在钢箱梁上，与相近跨径的钢
‑
预制混凝土板组合梁斜拉桥相比，无需设置混凝土桥面板的专用预制场，接缝数量减少60％以上，每平米梁段重量可分别减轻约50％或30％；与正交异性钢桥面钢箱梁相比，每平米梁段重量增加不超过10％，但桥面板纵、横向抗弯刚度分别增加50％、5400％，钢桥面局部热点应力下降20
‑
80％，桥面层的抗疲劳性能和耐久性能大幅改善。
[0016]UHPC面层与钢箱梁一道全程参与结构第一体系受力，UHPC抗压强度的利用率近90％，材料利用率高，结构轻型、耐久、承载性能好，有效解决了常规钢桥面板疲劳和铺装易损、钢混结合段混凝土桥面板结构自重大和抗裂性能低的问题，并规避了特大跨径钢主梁中需要采用的超厚钢板。
[0017]进一步的，所述桥台包含箱型混凝土结构，所述桥台底部设置有若干竖向CFRP锚杆。
[0018]CFRP锚杆是指碳纤维增强复合材料锚杆，桥台使用空腔箱型混凝土结构，通过在基坑打孔安装CFRP锚杆，孔内使用超高性能混凝土(UHPC)粘结介质填充。在满足桥台抗拔要求的同时，大幅减小基底埋深，降低台身高度，从而有效降低桥台的横向土压力、提高其横向抗滑安全系数，并大幅减少桥台混凝土用量和基坑开挖方量；岩锚锚点紧邻拉索锚固点布置，拉索竖向分力可直接通过岩锚锚索传至基岩，传力路径简捷并显著改善桥台混凝土侧墙的受力状态；岩锚锚杆还兼作台身竖向预应力筋，地锚桥台本身还兼作挡土墙使用，综合功能突出。基于超高性能混凝土(UHPC)粘结介质和碳纤维增强复合材料(CFRP)筋锚
杆，形成了锚固高效、耐久性优异的岩锚
‑
重力组合式轻型地锚桥台结构体系。
[0019]进一步的，所述混凝土梁与钢
‑
UHPC叠合梁跨比范围在0.18
‑
0.21之间。
[0020]在活载作用下的主梁跨中挠度、索塔顶部侧移情况反映出边中跨比在0.18
‑
0.21范围内时，结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大跨径地锚式组合梁斜拉桥，其特征在于，包括位于斜拉桥两侧的索塔和位于索塔外侧的地锚式的桥台，两个桥台的内侧分别设置有混凝土梁，两个所述混凝土梁的内端部分别设置有钢混结合段，两个钢混结合段的内端部分别连接有钢
‑
UHPC叠合梁，所述钢
‑
UHPC叠合梁的内端部之间设置有自适应连接装置；所述自适应连接装置包含两个分别与钢
‑
UHPC叠合梁固定连接的大箱梁，所述大箱梁的中部沿桥梁长度方向设置有若干箱室，所述箱室的内周上设置有滑动支撑机构，所述滑动支撑机构连接有导梁，两个所述大箱梁之间设置有阻尼减震结构和伸缩缝；所述桥台、混凝土梁、钢
‑
UHPC叠合梁上分别设置有若干与索塔连接的拉索。2.根据权利要求1所述的大跨径地锚式组合梁斜拉桥，其特征在于，所述导梁的两端设置有限位调节结构。3.根据权利要求2所述的大跨径地锚式组合梁斜拉桥，其特征在于，所述限位调节结构包含调节丝杆，所述调节丝杆的一端与钢
‑
UHPC叠合梁或者大箱梁连接，所述调节丝杆的另一端用于与导梁连接；正常工作时，导梁与单侧的调节丝杆连接。4.根据权利要求1所述的大跨径地锚式组合梁斜拉桥，其特征在于，所述钢
‑
UHPC叠合梁包含钢箱梁和UHPC桥面层，所述钢混结合段包含钢接头，所述钢箱梁与钢接头焊接。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹建辉，阳晏，廖原，方志，丁望星，沈峰，唐守峰，张铭，赵金霞，谭星宇，裴山，魏奇芬，江伟，姚博，覃作伟，陶辰亮，胡五洲，刘敬，陈杏枝，陈华，
申请(专利权)人：湖北交投十淅高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：