專利名稱:?jiǎn)沃骼|懸索橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種橋梁,尤其涉及一種單主纜懸索橋。
背景技術(shù):
隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,各種橋梁作為道路交通的重要組成部分,正在被頻繁地修建。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外單主纜懸索橋吊桿的形式,縱橋向有直吊桿和斜吊桿兩種,橫橋向也有直吊桿和斜吊桿兩種。但橫橋向斜吊桿錨固于鋼箱梁外側(cè),在橋跨中間區(qū)段因斜吊桿侵入建筑界限,只能布置直吊桿,從而使橋跨中間區(qū)段抗扭剛度很低。對(duì)于單主纜懸索橋這種柔性體系的橋梁,提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度是影響橋梁設(shè)計(jì)和施工建造的關(guān)鍵因素。另一方面,單主纜懸索橋在橫橋向中央布置橋塔和吊桿,如果采用整體式鋼箱加勁梁, 則形成大片空置區(qū)域,耗費(fèi)鋼材,加重橋梁自重。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種整體抗扭剛度強(qiáng)、抗風(fēng)性能好、節(jié)約鋼材、維護(hù)方便的單主纜懸索橋。為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提出的單主纜懸索橋,包括主纜和鋼箱梁,所述的主纜采用多組斜吊桿與所述的鋼箱梁的中部連接,即所述的斜吊桿的兩端通過下端錨頭與所述的鋼箱梁連接,所述的斜吊桿的中間通過索夾騎跨或銷接于所述的主纜上,所述的斜吊桿在縱橋向立面投影豎直,在橫橋向立面投影傾斜,所述的斜吊桿的橫橋向投影對(duì)稱于所述的主纜所在縱橋向立面。上述技術(shù)方案中,吊桿縱橋向間距取為8m 16m,斜吊桿的下端錨頭橫橋向間距取為6m 12m,由于沿縱橋向下端錨頭間距不變,主纜與鋼箱橫梁豎直距離不斷變化,從而使斜吊桿與水平面的夾角變化,該夾角從橋塔往跨中方向逐漸減小。為使斜吊桿拉力處于合理水平,該夾角變化范圍處于45° 75°之間。該情形下不僅斜吊桿受力較為均勻,結(jié)構(gòu)的抗扭能力也最優(yōu)。作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思,本實(shí)用新型提供的抗風(fēng)性能良好的鋼箱梁由二組分離鋼箱梁和箱形鋼橫梁組成,二組所述的分離鋼箱梁對(duì)稱連接于所述的箱形鋼橫梁的兩側(cè),所述的斜吊桿連接于所述的箱形鋼橫梁上。所述的分離鋼箱梁包括鋼箱底板、鋼箱斜腹板、鋼箱直腹板、鋼箱頂板、鋼箱閉口加勁肋和鋼箱開口加勁肋,所述的鋼箱底板、鋼箱斜腹板、鋼箱直腹板、鋼箱頂板焊接為封閉箱室,所述的鋼箱閉口加勁肋設(shè)在所述的鋼箱頂板上,所述的鋼箱開口加勁肋設(shè)在所述的鋼箱底板、鋼箱斜腹板和鋼箱直腹板的內(nèi)側(cè);所述的箱形鋼橫梁包括橫梁底板、橫梁腹板、橫梁頂板和橫梁加勁肋,所述的橫梁底板、橫梁腹板、橫梁頂板焊接為封閉箱室,所述的橫梁加勁肋設(shè)在由所述的橫梁底板、橫梁腹板、橫梁頂板焊接的封閉箱室的內(nèi)側(cè),所述的分離鋼箱梁的鋼箱直腹板與箱形鋼橫梁的分離鋼箱梁連接。上述分離的鋼箱梁間距,即箱形鋼橫梁長(zhǎng)度,取為6m 12m。箱形鋼橫梁沿縱橋向的中心間距與斜吊桿縱向間距成倍數(shù)關(guān)系。該情形下箱形鋼橫梁能滿足對(duì)鋼箱梁的連接和布置橋塔的要求,達(dá)到節(jié)省材料和滿足設(shè)計(jì)要求的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型的橫橋向斜吊桿,能極大地增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度,而分離式鋼箱加勁梁不僅節(jié)省鋼材,還具有良好的抗風(fēng)性能。首先, 結(jié)構(gòu)的抗扭是單主纜懸索橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,現(xiàn)有技術(shù)中,橋跨中間區(qū)段吊桿在橫橋向豎直面投影均為豎直桿,結(jié)構(gòu)完全依靠加勁梁抗扭,而加勁梁抗扭剛度由橋塔向跨中逐漸減小,在跨中最小,這使現(xiàn)有技術(shù)在抗扭方面存在明顯不足。如圖5所示,本實(shí)用新型的橫橋向斜吊桿,當(dāng)加勁梁上存在由施工或者汽車偏載產(chǎn)生的扭矩時(shí),吊桿內(nèi)力F1和偏載P對(duì)下端錨固點(diǎn)C產(chǎn)生扭矩,鋼箱梁和橋面鋪裝恒載重力G對(duì)點(diǎn)C產(chǎn)生抵抗扭矩。隨著偏載增大,吊桿內(nèi)力F1減小,在最不利情況下,吊桿內(nèi)力F1減小至零,對(duì)下端錨固點(diǎn)C的扭矩全部由偏載P產(chǎn)生。以雙向六車道為例,恒載G與偏載P的比值約為3. 0 5. 0,最不利偏載情況下力臂之比約為1/3. 5,因此,恒載G形成的抵抗扭矩能平衡大部分甚至全部?jī)?nèi)力F1和偏載P產(chǎn)生的扭矩,使結(jié)構(gòu)抗扭能力大幅提高。其次,本實(shí)用新型分離式鋼箱加勁梁用鋼量減少,抗風(fēng)性能好。與整體式鋼箱梁相比,分離區(qū)節(jié)省的鋼材是相當(dāng)可觀的,這不僅減輕了橋梁自重,分離區(qū)形成的開口還成為空氣流通路徑,能有效提高抗風(fēng)性能。
圖1為本實(shí)用新型的主視圖;圖2為本實(shí)用新型的俯視圖;圖3為圖1中A-A處的剖面圖;圖4為圖3中B-B處的剖面圖;圖5為本實(shí)用新型抗扭示意圖;圖例說明1、主纜3、分離式鋼箱加勁梁5、承臺(tái)7、鋼箱橫梁9、索夾11、鋼箱梁斜腹板13、鋼箱梁頂板15、鋼箱梁開口加勁肋17、橫梁腹板19、橫梁加勁肋
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1、圖2和圖3所示,主纜1設(shè)在橋塔4上,橋塔4設(shè)在承臺(tái)5上,承臺(tái)5設(shè)在樁基礎(chǔ)6上,二組分離鋼箱梁3對(duì)稱連接于箱形鋼橫梁7的兩側(cè),分離鋼箱梁3包括鋼箱底板10、鋼箱斜腹板11、鋼箱直腹板12、鋼箱頂板13、鋼箱閉口加勁肋14和鋼箱開口加勁肋
2、斜吊桿 4、橋塔 6、樁基礎(chǔ) 8、下端錨頭 10、鋼箱梁底板 12、鋼箱梁豎腹板 14、鋼箱梁閉口加勁肋 16、橫梁底板 18、橫梁頂板15,鋼箱底板10、鋼箱斜腹板11、鋼箱直腹板12、鋼箱頂板13焊接為封閉箱室,鋼箱閉口加勁肋14設(shè)在鋼箱頂板13上,鋼箱開口加勁肋15設(shè)在鋼箱底板10、鋼箱斜腹板11和鋼箱直腹板12的內(nèi)側(cè);箱形鋼橫梁7包括橫梁底板16、橫梁腹板17、橫梁頂板18和橫梁加勁肋 19,橫梁底板16、橫梁腹板17、橫梁頂板18焊接為封閉箱室,橫梁加勁肋19設(shè)在由橫梁底板16、橫梁腹板17、橫梁頂板18焊接的封閉箱室的內(nèi)側(cè),分離鋼箱梁3的鋼箱直腹板12與箱形鋼橫梁7的分離鋼箱梁3連接,箱形鋼橫梁7的長(zhǎng)度為6m 12m,箱形鋼橫梁7沿縱橋向的中心間距與斜吊桿2縱向成倍數(shù)關(guān)系;主纜1采用多組斜吊桿2與箱形鋼橫梁7的連接,即斜吊桿2的兩端通過下端錨頭8與箱形鋼橫梁7連接,斜吊桿2的中間通過索夾9 騎跨或銷接于主纜1上,斜吊桿2在縱橋向立面投影豎直,在橫橋向立面投影傾斜,斜吊桿 2的橫橋向投影對(duì)稱于主纜1所在縱橋向立面,斜吊桿2的縱橋向間距取為8m 16m,斜吊桿2的下端錨頭8在橫橋向間距取為6m 12m,斜吊桿2與水平面的夾角范圍處于45° 75°之間。本具體實(shí)施方式
中的單主纜斜吊桿分離式鋼箱加勁梁懸索橋施工步驟為步驟1 如圖1所示,首先進(jìn)行樁基6的施工,然后進(jìn)行承臺(tái)5的施工,再進(jìn)行橋塔 4的施工;步驟2 如圖1所示,完成橋塔4施工后,進(jìn)行主纜1的施工;步驟3 如圖3、圖4所示,在主纜1施工階段可同時(shí)在工廠進(jìn)行分離式鋼箱梁3和箱形鋼橫梁7節(jié)段的焊接,以及橫橋向斜吊桿2的制作;步驟4 主纜1施工完畢后,安裝橫橋向斜吊桿2,以索夾9固定斜吊桿2,防止斜吊桿2在索夾9內(nèi)發(fā)生滑動(dòng)。然后吊裝由分離鋼箱梁3和箱形鋼橫梁7組成的鋼箱梁節(jié)段,將鋼箱梁節(jié)段錨固于斜吊桿2下端,鋼箱梁節(jié)段之間采取臨時(shí)鉸接,以便后續(xù)階段調(diào)整鋼箱梁線形步驟5 全部鋼箱梁吊裝完畢后,調(diào)整其線形,改鋼箱梁節(jié)段之間的臨時(shí)鉸接為永久焊接,完成附屬工程及橋面鋪裝,達(dá)到成橋狀態(tài)。上述單主纜斜吊桿分離式鋼箱加勁梁懸索橋的施工建造,并不增加常規(guī)施工方法難度,相反能提高鋼箱加勁梁施工階段的穩(wěn)定性,減少施工時(shí)的臨時(shí)支撐設(shè)施,達(dá)到降低施工成本的效果。
權(quán)利要求1.一種單主纜懸索橋,包括主纜(1)和鋼箱梁,其特征在于所述的主纜(1)采用多組斜吊桿⑵與所述的鋼箱梁的中部連接,即所述的斜吊桿⑵的兩端通過下端錨頭⑶與所述的鋼箱梁連接,所述的斜吊桿O)的中間通過索夾(9)騎跨或銷接于所述的主纜(1) 上,所述的斜吊桿( 在縱橋向立面投影豎直,在橫橋向立面投影傾斜,所述的斜吊桿(2) 的橫橋向投影對(duì)稱于所述的主纜(1)所在縱橋向立面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單主纜懸索橋,其特征在于所述的斜吊桿O)的縱橋向間距取為8m 16m,所述的斜吊桿⑵的下端錨頭⑶橫橋向間距取為6m 12m,所述的斜吊桿(2)與水平面的夾角范圍處于45° 75°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單主纜懸索橋,其特征在于所述的鋼箱梁由二組分離鋼箱梁(3)和箱形鋼橫梁(7)組成,二組所述的分離鋼箱梁(3)對(duì)稱連接于所述的箱形鋼橫梁(7)的兩側(cè),所述的斜吊桿(2)連接于所述的箱形鋼橫梁(7)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單主纜懸索橋,其特征在于所述的分離鋼箱梁(3)包括鋼箱底板(10)、鋼箱斜腹板(11)、鋼箱直腹板(12)、鋼箱頂板(13)、鋼箱閉口加勁肋(14)和鋼箱開口加勁肋(15),所述的鋼箱底板(10)、鋼箱斜腹板(11)、鋼箱直腹板(12)、鋼箱頂板 (13)焊接為封閉箱室,所述的鋼箱閉口加勁肋(14)設(shè)在所述的鋼箱頂板(13)上,所述的鋼箱開口加勁肋(15)設(shè)在所述的鋼箱底板(10)、鋼箱斜腹板(11)和鋼箱直腹板(12)的內(nèi)側(cè);所述的箱形鋼橫梁(7)包括橫梁底板(16)、橫梁腹板(17)、橫梁頂板(18)和橫梁加勁肋(19),所述的橫梁底板(16)、橫梁腹板(17)、橫梁頂板(1 焊接為封閉箱室,所述的橫梁加勁肋(19)設(shè)在由所述的橫梁底板(16)、橫梁腹板(17)、橫梁頂板(18)焊接的封閉箱室的內(nèi)側(cè),所述的分離鋼箱梁⑶的鋼箱直腹板(12)與箱形鋼橫梁(7)的分離鋼箱梁(3)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單主纜懸索橋,其特征在于所述的箱形鋼橫梁(7)的長(zhǎng)度為6m 12m,所述的箱形鋼橫梁(7)沿縱橋向的中心間距與所述的斜吊桿(2)縱向間距成倍數(shù)關(guān)系。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種單主纜懸索橋,包括主纜(1)和鋼箱梁,所述的主纜(1)采用多組斜吊桿(2)與所述的鋼箱梁的中部連接,即所述的斜吊桿(2)的兩端通過下端錨頭(8)與所述的鋼箱梁連接,所述的斜吊桿(2)通過索夾(9)騎跨或銷接于所述的主纜(1)上,所述的斜吊桿(2)在縱橋向立面投影豎直,在橫橋向立面投影傾斜,所述的斜吊桿(2)的橫橋向投影對(duì)稱于所述的主纜(1)所在縱橋向立面。本實(shí)用新型包括橫橋向斜吊桿和分離式鋼箱加勁梁。鋼箱梁分為兩箱,通過橫梁連接。本實(shí)用新型具有整體抗扭剛度強(qiáng)、抗風(fēng)性能好、節(jié)約鋼材、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E01D19/00GK202081370SQ20112015449
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者何東升, 周捷, 胡佳, 邵旭東 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)