專利名稱：大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及橋梁構造，特別涉及一種客運專線鐵路跨越山區(qū)“V”型峽谷地形的大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造。
背景技術：
客運專線鐵路橋梁對剛度要求較高，各大跨橋型中，斜拉橋和懸索橋由于其自身剛度難以提升，溫度變形大，較難滿足列車高速運營的相關要求。而拱橋作為一種常用的橋型，不但具有較大的跨越能力及整體剛度，而且能很好的與峽谷地形相結合。特別是混凝土拱橋，具有剛度大、承載能力強、受溫度變化影響小、造價低及后期養(yǎng)護維修工作量小等諸 多優(yōu)點，與客運專線鐵路橋梁強調結構剛度和變形小的特點正好吻合。根據(jù)橋面板與拱圈的位置不同，拱橋可以分為上承式、中承式、下承式三種形式，目前已建大跨度混凝土拱橋多為上承式無鉸拱，且多為肋拱，采用板拱的較少。而目前上承式混凝土箱形板拱橋均為等寬度拱，即主拱截面采用等寬。鐵路橋梁橋面往往較窄，主拱圈寬度需與之相協(xié)調，橫向剛度受到一定限制，雖然尚能滿足小跨度鐵路橋梁橫向剛度的要求，但難以適應鐵路大跨度橋梁橫向剛度的要求。為提高鐵路大跨度橋梁橫向剛度，保證運營條件下列車的安全性和乘坐旅客的舒適性，需增加拱圈寬度，如拱圈整體加寬，由于橋面較窄，拱上結構與主拱圈協(xié)調性差，影響橋梁景觀效果；且增加了主拱圬工用量，造成材料的浪費。而對于拱上結構，我國上承式混凝土拱橋的拱上結構均采用簡支結構體系，由于簡支梁跨越能力有限，隨著拱橋跨度的增大，拱上立柱較高，特別是靠近拱腳的1#墩柱(如跨度為500m拱橋，矢跨比采用1/5，拱上1#立柱接近100m)，拱上墩柱縱向剛度較難滿足設計要求，且拱上立柱多，增加了施工難度及施工風險。

實用新型內容本實用新型所要解決技術問題是提供一種大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造，在很好地滿足拱橋結構橫向、縱向剛度及受力的同時，可降低主拱圈和拱上結構的施工難度及施工風險，并大大降低工程造價。本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案如下本實用新型的大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造，包括主拱圈、交界墩、拱上梁、拱上立柱和拱座基礎，交界墩和主拱圈兩側拱腳支撐于拱座基礎上，拱上梁通過拱上立柱支撐于主拱圈上，其特征是所述主拱圈為等高單箱多室截面箱形板拱，其拱頂部為等寬段，靠近兩側拱腳部為線性變寬段；所述交界墩與固結于其頂端的T構梁構成交界墩T構，所述拱上梁為多跨連續(xù)梁。本實用新型的有益效果是，主拱拱腳局部變寬很好的適應了跨度變化對主拱橫向剛度要求，結構受力合理，安全可靠；在確保拱橋結構縱向、橫向剛度及受力要求的前提下，降低了結構的施工難度及施工風險，主拱斷面可分階段形成，大幅降低該橋梁結構的工程造價，節(jié)省投資；且橋梁外形美觀、拱上跨度比例與主拱尺度協(xié)調，富有韻律，與山區(qū)深谷地形結合，具有較強的視覺沖擊力，景觀效果極佳，可充分體現(xiàn)橋梁的美學效果。

本說明書包括如下九幅附圖圖I為本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造的整體結構示意圖；圖2為本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造主拱圈結構立面圖；圖3為本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造主拱圈結構俯視圖；圖4為本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造主拱圈拱頂截面圖；圖5為本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造主拱圈拱腳截面圖；·[0013]圖6為本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造交界墩T構示意圖；圖7為本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造交界墩立面構造圖；圖8為本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造交界墩側視圖；圖9為本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造拱圈施工扣索布置示意圖。圖中示出構件、部位及所對應的標記主拱圈1，等寬段11，線性變寬段12，中箱室13，邊箱室14 ;交界墩T構2，交界墩21，墩柱21a、橫梁21b，扣索安裝結構21c ；T構梁22 ；拱上連續(xù)梁3 ;拱上立柱4 ;拱座基礎5，拱圈施工扣索6。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。參照圖1，本實用新型的大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造，包括主拱圈I、交界墩21、拱上梁3、拱上立柱4和拱座基礎5，交界墩21和主拱圈I兩側拱腳支撐于拱座基礎5上，拱上梁3通過拱上立柱4支撐于主拱圈I上。參照圖I至圖4，所述主拱圈I為等高單箱多室截面箱形板拱，其拱頂部為等寬段11，靠近兩側拱腳部為線性變寬段12，滿足拱腳截面受力的同時，增加了主拱圈的橫向剛度，從而形成一種新型的上承式箱形板拱外形。圖4和圖5不出了王拱圈I的一種典型結構，即所述王拱圈I為具有中箱室13和兩側邊箱室14的等高單箱三室截面箱形板拱，其中，線性變寬段12和等寬段11的中箱室13寬度相同，線性變寬段12兩側邊箱室14的寬度相對于等寬段11兩側邊箱室14的寬度加寬。截面可采用分環(huán)澆筑，分部形成整體截面，大大降低了施工難度，同時主拱施工用模板可以重復倒用，節(jié)約了模板工程數(shù)量，降低了工程造價。參照圖I和圖6，所述交界墩21與固結于其頂端的T構梁構成交界墩T構，所述拱上梁3為多跨連續(xù)梁，拱上建筑形成T構一連續(xù)梁組合結構，可降低拱上墩柱4的高度，減少墩柱4的個數(shù)，有利于降低了拱上結構的施工難度及施工風險，并節(jié)約拱上墩圬工量。T構梁22與拱上梁3跨度比可采用黃金分割的比例(O. 618)，增強拱上建筑的美學效果。與“V”形峽谷地形環(huán)境協(xié)調，景觀效果好。參照圖7、圖8和圖9，所述交界墩柱21采用由兩墩柱21a和將其固結為一體的縱向間隔設置的橫梁21b構成的門式雙柱墩，在橫梁21b上設置用于固定拱圈施工扣索6的扣索安裝結構21c。墩柱21a間距和橫向寬度與主拱圈I寬度相協(xié)調，在支撐交界墩T構2的T構梁22的同時，作為主拱圈I施工時的扣塔，采用永久結構與施工用臨時結構相結合，省去了施工時臨時扣塔，顯著降低了工程造價，節(jié)省投資。[0023]本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造具有結構創(chuàng)新、安全可靠、經濟合理和造型美觀的特點。申請人已成功將其應用于在建滬昆客運專線北盤江特大橋(主跨445m)和云桂鐵路南盤江特大橋(主跨416m)的設計中。其中滬昆客專北盤江特大橋設計時速為350km/h，為主跨445m上承式鋼筋混凝土拱橋，建成之后為世界最大的混凝土拱橋。主拱圈為9. Om等高，拱頂段315m為18m等寬，拱腳段65m為18 28m變寬，交界墩墩高102m，T構梁跨為65m，拱上連續(xù)梁為8 X 42m連續(xù)梁，拱上1#立柱高57m。如按照等寬度板拱，拱圈混凝土圬工方量為29630方，拱上1#墩柱高85m，采用本實用新型主拱混凝土圬工方量為25004方，節(jié)約混凝土圬工方19%左右，拱上1#立柱降低33%，參考圖9，交界墩作為主拱施工用扣塔，大幅度降低了工程造價及施工風險。以上所述只是用圖解說明本實用新型大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造的一些 原理，并非是要本實用新型局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的響應修改以及等同物，均屬于本實用新型所申請的專利范圍。
權利要求1.大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造，包括主拱圈(I)、交界墩(21)、拱上梁(3)、拱上立柱(4)和拱座基礎(5)，交界墩(21)和主拱圈(I)兩側拱腳支撐于拱座基礎(5)上，拱上梁(3)通過拱上立柱(4)支撐于主拱圈(I)上，其特征是所述主拱圈(I)為等高單箱多室截面箱形板拱，其拱頂部為等寬段(11)，靠近兩側拱腳部為線性變寬段(12);所述交界墩(21)與固結于其頂端的T構梁(22)構成交界墩T構(2)，所述拱上梁(3)為多跨連續(xù)梁。
2.如權利要求I所述的大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造，其特征是所述主拱圈(I)為具有中箱室(13)和兩側邊箱室(14)的等高單箱三室截面箱形板拱，其中，線性變寬段(12)和等寬段(11)的中箱室(13)寬度相同，線性變寬段(12)兩側邊箱室(14)的寬度相對于等寬段(11)兩側邊箱室(14)的寬度加寬。
3.如權利要求I或2所述的大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造，其特征是所述交界墩柱(21)采用由兩墩柱(21a)和將其固結為一體的縱向間隔設置的橫梁(21b)構成的門式雙柱墩，在橫梁(21b)上設置用于固定拱圈施工扣索(6)的扣索安裝結構(21c)?！?br> 專利摘要大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構造，在很好地滿足拱橋結構橫向、縱向剛度及受力的同時，可降低主拱圈和拱上結構的施工難度及施工風險，并大大降低工程造價。它包括主拱圈(1)、交界墩(21)、拱上梁(3)、拱上立柱(4)和拱座基礎(5)，交界墩(21)和主拱圈(1)兩側拱腳支撐于拱座基礎(5)上，拱上梁(3)通過拱上立柱(4)支撐于主拱圈(1)上。所述主拱圈(1)為等高單箱多室截面箱形板拱，其拱頂部為等寬段(11)，靠近兩側拱腳部為線性變寬段(12)。所述交界墩(21)與固結于其頂端的T構梁(22)構成交界墩T構(2)，所述拱上梁(3)為多跨連續(xù)梁。
文檔編號E01D4/00GK202688847SQ20122041717
公開日2013年1月23日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權日2012年8月22日
發(fā)明者徐勇, 陳列, 何庭國, 陳克堅, 謝海清, 胡京濤, 游勵暉, 任偉, 黃毅, 胡玉珠, 楊國靜, 韓國慶 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司