專利名稱：大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁構(gòu)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(gòu)造。
背景技術(shù)：
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(guān)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(jié)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(diào)結(jié)構(gòu)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(diào)，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(yīng)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(jié)構(gòu)與主拱圈協(xié)調(diào)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(jié)構(gòu)，我國上承式混凝土拱橋的拱上結(jié)構(gòu)均采用簡支結(jié)構(gòu)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(shè)計要求，且拱上立柱多，增加了施工難度及施工風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決技術(shù)問題是提供一種大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造，在很好地滿足拱橋結(jié)構(gòu)橫向、縱向剛度及受力的同時，可降低主拱圈和拱上結(jié)構(gòu)的施工難度及施工風(fēng)險，并大大降低工程造價。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下本發(fā)明的大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造，包括主拱圈、交界墩、拱上梁、拱上立柱和拱座基礎(chǔ)，交界墩和主拱圈兩側(cè)拱腳支撐于拱座基礎(chǔ)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(cè)拱腳部為線性變寬段；所述交界墩與固結(jié)于其頂端的T構(gòu)梁構(gòu)成交界墩T構(gòu)，所述拱上梁為多跨連續(xù)梁。本發(fā)明的有益效果是，主拱拱腳局部變寬很好的適應(yīng)了跨度變化對主拱橫向剛度要求，結(jié)構(gòu)受力合理，安全可靠；在確保拱橋結(jié)構(gòu)縱向、橫向剛度及受力要求的前提下，降低了結(jié)構(gòu)的施工難度及施工風(fēng)險，主拱斷面可分階段形成，大幅降低該橋梁結(jié)構(gòu)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(diào)，富有韻律，與山區(qū)深谷地形結(jié)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(xué)效果。


本說明書包括如下九幅附圖圖I為本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造主拱圈結(jié)構(gòu)立面圖；圖3為本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造主拱圈結(jié)構(gòu)俯視圖；圖4為本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造主拱圈拱頂截面圖；圖5為本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造主拱圈拱腳截面圖； 圖6為本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造交界墩T構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造交界墩立面構(gòu)造圖；圖8為本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造交界墩側(cè)視圖；圖9為本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造拱圈施工扣索布置示意圖。圖中示出構(gòu)件、部位及所對應(yīng)的標(biāo)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(gòu)2，交界墩21，墩柱21a、橫梁21b，扣索安裝結(jié)構(gòu)21c ；T構(gòu)梁22 ；拱上連續(xù)梁3 ;拱上立柱4 ;拱座基礎(chǔ)5，拱圈施工扣索6。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。參照圖1，本發(fā)明的大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)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(chǔ)5，交界墩21和主拱圈I兩側(cè)拱腳支撐于拱座基礎(chǔ)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(cè)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(jié)構(gòu)，即所述王拱圈I為具有中箱室13和兩側(cè)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(cè)邊箱室14的寬度相對于等寬段11兩側(cè)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(fù)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(jié)于其頂端的T構(gòu)梁構(gòu)成交界墩T構(gòu)，所述拱上梁3為多跨連續(xù)梁，拱上建筑形成T構(gòu)一連續(xù)梁組合結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)的施工難度及施工風(fēng)險，并節(jié)約拱上墩圬工量。T構(gòu)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(xué)效果。與“V”形峽谷地形環(huán)境協(xié)調(diào)，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(jié)為一體的縱向間隔設(shè)置的橫梁21b構(gòu)成的門式雙柱墩，在橫梁21b上設(shè)置用于固定拱圈施工扣索6的扣索安裝結(jié)構(gòu)21c。墩柱21a間距和橫向?qū)挾扰c主拱圈I寬度相協(xié)調(diào)，在支撐交界墩T構(gòu)2的T構(gòu)梁22的同時，作為主拱圈I施工時的扣塔，采用永久結(jié)構(gòu)與施工用臨時結(jié)構(gòu)相結(jié)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。
本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造具有結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、安全可靠、經(jīng)濟合理和造型美觀的特點。申請人已成功將其應(yīng)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(shè)計中。其中滬昆客專北盤江特大橋設(shè)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(gòu)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，采用本發(fā)明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(fēng)險。
以上所述只是用圖解說明本發(fā)明大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造的一些原理，并非是要本發(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響應(yīng)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.大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)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(chǔ)(5)，交界墩(21)和主拱圈(I)兩側(cè)拱腳支撐于拱座基礎(chǔ)(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(cè)拱腳部為線性變寬段(12);所述交界墩(21)與固結(jié)于其頂端的T構(gòu)梁(22)構(gòu)成交界墩T構(gòu)(2)，所述拱上梁(3)為多跨連續(xù)梁。
2.如權(quán)利要求I所述的大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造，其特征是所述主拱圈(I)為具有中箱室(13)和兩側(cè)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(cè)邊箱室(14)的寬度相對于等寬段(11)兩側(cè)邊箱室(14)的寬度加寬。
3.如權(quán)利要求I或2所述的大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造，其特征是所述交界墩柱(21)采用由兩墩柱(21a)和將其固結(jié)為一體的縱向間隔設(shè)置的橫梁(21b)構(gòu)成的門式雙柱墩，在橫梁(21b)上設(shè)置用于固定拱圈施工扣索(6)的扣索安裝結(jié)構(gòu)(21c)。
全文摘要
大跨度鐵路上承式混凝土拱橋構(gòu)造，在很好地滿足拱橋結(jié)構(gòu)橫向、縱向剛度及受力的同時，可降低主拱圈和拱上結(jié)構(gòu)的施工難度及施工風(fēng)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(chǔ)(5)，交界墩(21)和主拱圈(1)兩側(cè)拱腳支撐于拱座基礎(chǔ)(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(cè)拱腳部為線性變寬段(12)。所述交界墩(21)與固結(jié)于其頂端的T構(gòu)梁(22)構(gòu)成交界墩T構(gòu)(2)，所述拱上梁(3)為多跨連續(xù)梁。
文檔編號E01D4/00GK102797218SQ201210299418
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)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(zé)任公司