连续索张弦主梁斜拉桥制造技术

本发明专利技术涉及连续索张弦主梁斜拉桥，属于桥梁工程领域，包括桥面、多个桥塔、水平设置在桥面两侧的两个主梁、以及连接桥塔与主梁的多根斜拉索，还包括连接在所述主梁下面沿主梁跨度方向排列的多个腹杆，每根斜拉索是一根由上弦索和下弦索组成的连续索；该主梁与腹杆、下弦索一起构成张弦主梁。本发明专利技术通过腹杆对所述主梁提供多点支撑，可改善主梁的受力性能。本发明专利技术是斜拉桥和张弦梁结合的新型结构体系，是对传统斜拉桥的突破和发展，具有结构合理、受力均匀、自重轻、刚度大、跨越能力强、抗风性能好以及抗疲劳、耐腐蚀等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于桥梁工程领域，尤其涉及一种斜拉桥结构。
技术介绍
斜拉桥，又称斜张桥，是将桥面用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁结构，如图 1所示，主要包括竖立在桥面两侧间隔排列的多个受压的桥塔11、水平设置在桥面两侧的 两个受弯的主梁12，以及连接桥塔11、主梁12的多根受拉的斜拉索13，图1中只显示出桥 面一侧的桥塔、主梁和斜拉索。斜拉索13可看作是主梁12的多跨连续弹性支承。斜拉桥以 其良好的结构性能、跨越能力以及优美的外型在现代桥梁结构中占据着重要地位，是大跨 度桥梁的最主要桥型。随着斜拉桥跨度的增加，主梁自重所占比例越来越大，对于千米级大 跨公路斜拉桥，如为钢箱梁，恒载与活载之比约为3 1，如为钢筋混凝土箱梁则高达4 1 以上，索力、主梁轴力的相当一部分由自重产生。在大跨径斜拉桥中，为了减轻桥梁主跨自 重、以及平衡主跨与边跨的自重差，梁的高跨比呈现减小的趋势并向轻型化发展，主跨多采 用钢箱梁。随着跨度及桥塔高度的进一步增大，斜拉索长度加大，垂度效应明显，主梁挠度、 弯矩及塔根处的主梁轴向压力加大，常用的扁平钢箱主梁的屈曲稳定性问题突出，需要加 大主梁的截面以满足屈曲稳定性的要求，却产生增加主梁自重的负面效果，说明增加主梁 截面积不是好的解决方法；但是自重减轻、重力刚度减小，活载引起的挠度较大，说明过度 降低主梁自重也非上策。此外，传统斜拉桥的索梁锚固结构是一个局部应力大、传力复杂的 区域，在长期动载和静载作用下，可能出现疲劳或强度破坏，是控制设计的关键部位。目前 索梁锚固常用的几种连接形式都有应力集中；而且构造复杂，构件之间的连接部位以及锚 管等构件内容易积水，导致构件锈蚀，影响使用寿命。而且，大跨斜拉桥的斜拉索柔度大、阻 尼小，易发生涡激共振、驰振以及风雨激振，引起拉索应力交替变化，造成锚头疲劳。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统斜拉桥存在的上述问题，提出一种连续索张弦主梁斜拉 桥。本专利技术从索梁锚固和主梁结构形式方面进行创新，具有结构合理、拉索效率高、自重小、 刚度大的特点。本专利技术提出的一种连续索张弦主梁斜拉桥，包括桥面、竖立在在桥面两侧间隔排 列的多个桥塔、水平设置在桥面两侧的两个主梁、以及连接桥塔与主梁的多根斜拉索，其特 征在于还包括连接在所述主梁下面沿主梁跨度方向排列的多个腹杆，所述的斜拉索由连 接在桥塔与主梁上面的上弦索和位于主梁下面的下弦索组成，上弦索和下弦索为一根连续 索；该主梁与腹杆、下弦索一起构成张弦主梁。每根拉索的上端锚固于桥塔，下端穿过主梁并与主梁处的节点连接形成上弦索； 该拉索从该主梁处的节点转向、依次与该主梁下方的多个腹杆连接，从最后一个腹杆再转 向后锚固于主梁另一个锚固点，形成下弦索。或者，每根拉索的上端锚固于桥塔，下端穿过 主梁与该主梁下方的腹杆下端节点相连形成上弦索；该拉索从该腹杆下端节点转向、再连接一个或多个腹杆后，从最后一个腹杆再转向后锚固于主梁另一个锚固点，形成下弦索。张弦主梁腹杆为竖直方向的I形杆件，或沿主梁跨度方向的V形或弧形杆件，或沿 主梁横断面方向的V形、弧形杆件，或倒锥形杆件中的任一种形状杆件。腹杆为竖直方向的 I形杆件、或沿主梁横断面方向的V形或弧形杆件时，腹杆上端与主梁的节点构造采用在拉 索平面内能转动的铰接形式。所述的多个腹杆的高度为等高或不等高。所述的连续索与主梁、腹杆的节点构造， 桥梁施工阶段采用滑移连接件、桥梁使用阶段采用滑移或固定连接件。与传统斜拉桥相比，本专利技术具有如下优点(1)索梁锚固区几乎不受斜拉索振动的影响，抗疲劳性能好；索梁锚固方向与传 统斜拉桥相反，便于防水处理，抗腐蚀性好，耐久性提高；(2)连续索同时从上下两侧为主梁提供体外预应力，单根索可以为主梁提供多点 支撑，改善主梁的受力性能，增加主梁的整体刚度；(3)由于张弦作用，在荷载作用下，索力增大的同时、张弦主梁的刚度也同步提高； 张弦主梁的自重小、受力性能和刚度均优于传统主梁，是极具竞争力的新型主梁形式。本专利技术涉及的连续索张弦主梁斜拉桥是传统斜拉桥和张弦梁相结合的新型结构。 其拉索既有传统斜拉桥主梁弹性支撑的功能，又使主梁成为刚度很大的张弦梁，充分发挥 了拉索的结构效率，提高了结构的整体刚度，能以较低的塔高实现传统斜拉桥的跨度，或以 传统斜拉桥相同的塔高达到更大的跨度。张弦主梁，与组合梁相比，恒载较轻，比混凝土梁 更轻；与钢梁相比，提高了刚度，可采用节省材料、施工方便的开口截面；若采用双斜索面， 可同时增大主梁竖向和横向刚度，加强了主梁横向稳定性；透风式造型，作用在主梁上的横 向风荷载小。在混凝土梁、钢梁、组合梁之外，成为又一具有竞争力的斜拉桥主梁形式。本 专利技术具有结构合理、受力均勻、跨越能力强、抗风性能好以及轻质、抗疲劳、耐腐蚀等优点， 是对传统斜拉桥的突破和发展。附图说明图1为传统斜拉桥整体结构示意图2为本专利技术整体结构示意图3a为拉索第--转向点位于腹杆、等高I形腹杆索梁锚固示意图3b为拉索第--转向点位于腹杆、等高V形腹杆索梁锚固示意图3c为拉索第--转向点位于腹杆、等高弧形腹杆索梁锚固示意图4a为拉索第--转向点位于腹杆、拉索平面外等高V形腹杆索梁锚固示意图图4b为拉索第--转向点位于腹杆、拉索平面外等高弧形腹杆索梁锚固示意图图4c为拉索第--转向点位于腹杆、等高倒锥形腹杆索梁锚固示意图5a为拉索第--转向点位于主梁、等高I形腹杆索梁锚固示意图5b为拉索第--转向点位于主梁、等高V形腹杆索梁锚固示意图5c为拉索第--转向点位于主梁、等高弧形腹杆索梁锚固示意图6a为拉索第--转向点位于腹杆、不等高I形腹杆索梁锚固示意图6b为拉索第--转向点位于腹杆、不等高V形腹杆索梁锚固示意图6c为拉索第--转向点位于腹杆、不等高弧形腹杆索梁锚固示意图7a为拉索第一转向点位于主梁、不等高I形腹杆索梁锚固示意图；图7b为拉索第一转向点位于主梁、不等高V形腹杆索梁锚固示意图；图7c为拉索第一转向点位于主梁、不等高弧形腹杆索梁锚固示意图。具体实施例方式下面结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步详述本专利技术提出的一种连续索张弦主梁斜拉桥，包括桥面、竖立在在桥面两侧间隔排 列的多个桥塔、水平设置在桥面两侧的两个主梁、以及连接桥塔与主梁的多根斜拉索，其特 征在于还包括连接在所述主梁下面沿主梁跨度方向排列的多个腹杆，所述的斜拉索由连 接在桥塔与主梁上面的上弦索和位于主梁下面的下弦索组成，上弦索和下弦索为同一根连 续索；该主梁与腹杆、下弦索一起构成张弦主梁。把如图1所示传统斜拉桥的每根索都改用 图3-7所示的索梁锚固形式，则形成如图2所示的本专利技术的斜拉桥(图2仅表示了图如所 示的索梁锚固形式，其他索梁锚固形式均适用)。显然，主梁22具有张弦梁的结构特征，本 专利技术称之为张弦主梁。由于张弦主梁上部的每根斜拉索与其下部相应的弦索是一根不间断 的连续索，本专利技术把这种新型斜拉桥称为连续索张弦主梁斜拉桥。如图2所示，本专利技术涉及的连续索张弦主梁斜拉桥主要包括桥塔21，由上弦索23 和下弦索M组成的一根连续索，由主梁22、腹杆25及下弦索M构成的张弦主梁。本专利技术 与传统斜拉桥相比，相同之处为其结构体系均由受压为主的桥塔(图1的11和图2的21)、 受弯的主梁(图1的12和图2的22)和受拉的索(图本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种连续索张弦主梁斜拉桥，包括桥面、竖立在在桥面两侧间隔排列的多个桥塔、水平设置在桥面两侧的两个主梁、以及连接桥塔与主梁的多根斜拉索，其特征在于：还包括连接在所述主梁下面沿主梁跨度方向排列的多个腹杆，所述的斜拉索由连接在桥塔与主梁上面的上弦索和位于主梁下面的下弦索组成，上弦索和下弦索为一根连续索；该主梁与腹杆、下弦索一起构成张弦主梁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张崇厚，高晓磊，
申请(专利权)人：清华大学，浙江清华长三角研究院，
类型：发明
国别省市：11