專利名稱：長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋墩，特別涉及一種應用于高速鐵路長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋的人字型超高空心墩。
背景技術(shù)：
隨著交通運輸事業(yè)的飛速發(fā)展，跨越江河、峽谷的大跨度橋梁必然大量涌現(xiàn)。我國西部地區(qū)鐵路建設由于極其復雜的地質(zhì)、地貌特征，各種不良地質(zhì)和陡坡峽谷層出不窮，大跨長聯(lián)結(jié)構(gòu)和超高橋墩將不可避免。國內(nèi)目前最大墩高的鐵路橋梁是宜萬線的渡口河大橋，設計速度160km/h，主橋為 (72+128+72)m的雙線預應力混凝上連續(xù)剛構(gòu)橋，最高主墩U8m，采用掃帚形空心墩；最大跨度鐵路剛構(gòu)橋是襄渝線的牛角坪大橋，主橋為(100+192+100)m預應力混凝上連續(xù)剛構(gòu)橋，最高主墩99m，也采用掃帚形空心墩。國內(nèi)典型的公路大跨連續(xù)剛構(gòu)橋有，湖北滬蓉西高速公路龍?zhí)逗哟髽蜃罡咧鞫?78m，雙壁墩，其主橋為(106+3 X 200+106) m五跨預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)；雙河口大橋最高主墩166m，其主橋為90+2 X 170+90曲線連續(xù)剛構(gòu)。由于受橫向剛度的限制，墩高大于IOOm左右的鐵路連續(xù)剛構(gòu)高橋墩一般采用空心高墩(掃帚形墩)， 橫向放坡，縱向放坡或不放坡。這種空心高墩造型單調(diào)，形式簡單，僅在橋墩承載安全性和使用性能加以考慮，混凝土用量大。如李子溝大橋主跨U8m，107m高的主墩混凝土用量達 8300m3 ；渡口河大橋主跨U8m，128m高主墩混凝土用量達16600m3，牛角坪大橋主跨192m， 99m高主墩混凝土用量達14895m3，對于主跨IMm，139m高主墩混凝土用量將達22800m3以上。由此可見，隨著速度及大跨高墩墩高的增加，采用傳統(tǒng)設計的掃帚形空心高墩結(jié)構(gòu)型式，為滿足高速行車時橋梁的動力性能，墩身混凝土用量將成幾何級數(shù)增大，工程造價將隨之大幅度增加。因此，提供一種結(jié)構(gòu)安全、造價經(jīng)濟、整體美觀的超高空心墩，對提高鐵路橋梁的跨越能力，推動我國鐵路橋梁建設事業(yè)的發(fā)展，有著非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于高速鐵路的長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，在確保結(jié)構(gòu)整體安全性的前提下，可大幅度地節(jié)約橋墩圬工量和顯著降低工程造價。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，包括墩體和與之固結(jié)的承臺，其特征是所述墩體的下段由兩條支腿構(gòu)成，其頂部與墩體的上段交匯，形成正面投影呈人字型的墩體；兩條支腿下端分別與承臺固結(jié)；所述墩體的上段和支腿采用空心截面。本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，結(jié)構(gòu)外形協(xié)調(diào)，剛度分配適應墩高變化對橋墩剛度要求，受力合理，傳力明確；安全可靠，計算結(jié)果表明在施工階段以及成橋運營階段結(jié)構(gòu)整體安全性可以得到完全保證；施工可行，經(jīng)濟合理，在確保結(jié)構(gòu)縱、橫向剛度情況下，節(jié)約橋墩圬工量50%以上，因此能顯著降低工程造價；墩型美觀，外形宏偉、線條連續(xù)流暢、比例與尺度協(xié)調(diào)、富有韻律，與深谷地形交相輝映，景觀效果極佳，可充分體現(xiàn)橋梁的美學原理。


本說明書包括如下七幅附圖圖1是本發(fā)明長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩橫斷面構(gòu)造示意圖；圖2是本發(fā)明長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩橫斷面構(gòu)造示意圖；圖3是圖1中1-1截面構(gòu)造示意圖；圖4是圖1中2-2、3_3截面構(gòu)造示意圖；圖5是圖1中4-4截面構(gòu)造示意圖；圖6是圖1中5-5截面構(gòu)造示意圖；圖7是本發(fā)明長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋超高空心墩一實施例順橋向立面構(gòu)造示意圖。圖中示出構(gòu)件、部位名稱及所對應的標記上段10，下段20，支腿21，支腿22，過人通道23 ；整體式承臺30，承臺31，承臺32，系梁33 ；主墩#22、#23、#24、#25、#26、#27、#28、 #29，邊墩 #21、#30。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。參照圖1，本發(fā)明長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，包括墩體和與之固結(jié)的承臺30。所述墩體的下段20由兩條支腿21、22構(gòu)成，其頂部與墩體的上段10交匯，形成正面投影呈人字型的墩體。兩條支腿21、22下端分別與承臺30固結(jié)；所述墩體的上段10 和支腿21、22、采用空心截面。參照圖3，所述上段10采用橫向圓弧面矩形空心截面，與傳統(tǒng)空心墩截面類似。參照圖5和圖6，所述支腿21、22采用橫向圓弧面矩形空心截面，但支腿坡度由于剛度及美觀等要求，可采用流線變化型式。參照圖4，所述上段10與兩條支腿21、22交匯處的岔道部內(nèi)設置有將上段10空心截面與支腿21、22空心截面連通的過人通道23。參照圖1，超高空心墩的基礎(chǔ)屬大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，承臺受較大水平拉力，所述承臺30宜采用整體式承臺或帶有系桿的分離式承臺，或者采用如圖2示出的帶系梁的分離式承臺，兩條支腿21、22的下端分別與位于等高面上的兩個承臺31、32固結(jié)，兩個承臺31、32之間設置與其固結(jié)的系梁33，系梁33內(nèi)設置預應力筋。人字型墩與A型墩相比，沒有支腿之間的橫向系梁，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在①避免了系梁對橋墩爬模施工的阻撓，施工方便；②因超靜定次數(shù)降低12次，人字型墩支腿受溫差變化影響顯著減小，受力性能更優(yōu)，工程造價更??；③結(jié)構(gòu)外形更簡潔、流暢，傳力更明確。 計算表明，除非人字型墩整體穩(wěn)定不滿足要求，對一般超百米高墩而言，通過對人字型墩設計參數(shù)進行優(yōu)化，均能滿足結(jié)構(gòu)靜動力特性要求，突破了 A型墩必須設置橫系梁以增強橋墩穩(wěn)定的不足，在優(yōu)化了超高墩的受力性能基礎(chǔ)上，進一步降低了超高墩的工程數(shù)量和施工費用，提高了經(jīng)濟合理性。實施例表明，人字型墩較掃帚墩至少降低工程數(shù)量50%以上，而A型墩約為30%左右，證明人字型墩的經(jīng)濟優(yōu)越性。本發(fā)明長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩具有結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、安全可靠、施工可行、經(jīng)濟合理和墩型美觀的特點。申請人將其成功地運用于新建渝利鐵路的橋梁設計中。渝利鐵路為時速200公里客貨共線鐵路，長聯(lián)大跨高橋眾多，其中新橋雙線特大橋主橋為全線聯(lián)長最長、超百米高墩最多的預應力混凝土剛構(gòu)連續(xù)組合梁橋。參照圖6，該橋為 (52+7X96+52)m剛構(gòu)連續(xù)組合橋，主墩#22、#23、#24以及#29墩頂設置縱向活動支座，主墩#25 #28墩高依次為107. 5m、116m、108m和l(Mm，取消墩頂支座、采用墩梁剛接。邊墩 #21、#30墩頂設置伸縮縫、縫寬分別為30cm和23cm。超百米高墩4個，最大墩高116m，建成后將成為目前國內(nèi)外同等級鐵路中橋梁超百米高墩最多、聯(lián)長最長的橋例。該橋若采用掃帚型空心高墩設計，4個超百米高墩的砼用量將達40000m3，采用本發(fā)明超高人字型墩后 4個超百米高墩的砼用量為24733m3，節(jié)省砼用量達50%以上，大幅度地降低了橋墩工程造價。以上所述只是用圖解說明本發(fā)明長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩的一些原理，并非是要將本本發(fā)明局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請的專利范圍。
權(quán)利要求
1.長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，包括墩體和與之固結(jié)的承臺(30)，其特征是所述墩體的下段00)由兩條支腿(21、2幻構(gòu)成，其頂部與墩體的上段(10)交匯， 形成正面投影呈人字型的墩體；兩條支腿(21、2幻下端分別與承臺固結(jié)；所述墩體的上段 (10)和支腿01、22、)采用空心截面。
2.如權(quán)利要求1所述長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，其特征是所述上段 (10)采用橫向圓弧面矩形空心截面。
3.如權(quán)利要求1所述長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，其特征是所述支腿 (21,22)采用橫向圓弧面矩形空心截面。
4.如權(quán)利要求1所述長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，其特征是所述上段 (10)與兩條支腿(21、2幻交匯處的岔道部內(nèi)設置有分別將上段(10)空心截面與兩條支腿 (21,22)空心截面連通的過人通道03)。
5.如權(quán)利要求1 4任意一項所述長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，其特征是所述承臺采用的是整體式承臺(30)。
6.如權(quán)利要求1 4任意一項所述長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，其特征是所述承臺采用帶系梁的分離式承臺，兩條支腿01、22)的下端分別與位于等高面上的兩個承臺(31、32)固結(jié)，兩個承臺(31、32)之間設置與其固結(jié)的系梁(33)，系梁(33)內(nèi)設置預應力筋。
全文摘要
長聯(lián)、大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)橋人字型超高空心墩，在確保結(jié)構(gòu)整體安全性的前提下，可大幅度地節(jié)約橋墩圬工量和顯著降低工程造價。它包括墩體和與之固結(jié)的承臺(30)，所述墩體的下段(20)由兩條支腿(21、22)構(gòu)成，其頂部與墩體的上段(10)交匯，形成正面投影呈人字型的墩體；兩條支腿(21、22)下端分別與承臺固結(jié)；所述墩體的上段(10)和支腿(21、22、)采用空心截面。
文檔編號E01D19/02GK102251471SQ201110154328
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者吳再新, 李銳, 袁明, 辛躍輝, 鄢勇, 鐘亞偉, 陳克堅, 陳思孝 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司