一種混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，包括橋塔、輔助墩、鋼主梁、混凝土主梁、結(jié)合部主梁、過(guò)渡區(qū)主梁、斜拉索、過(guò)渡區(qū)斜拉索、主纜、吊索、過(guò)渡區(qū)吊索和長(zhǎng)度調(diào)整裝置。其中，鋼主梁位于橋體中央，鋼主梁兩端均依次通過(guò)過(guò)渡區(qū)主梁和結(jié)合部主梁固接于混凝土主梁；該橋兩端的邊跨部分l2全部長(zhǎng)度或部分長(zhǎng)度是采用混凝土主梁，其支撐在輔助墩上；該橋的中跨部分l1的跨中區(qū)域l3=1/3l1～2/3l1，由主纜懸吊。本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)剛度大、阻尼大、經(jīng)濟(jì)性好，鋼-混凝土結(jié)合部和斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)剛度過(guò)渡勻順、抗疲勞性能好的新型斜拉-懸索協(xié)作橋。
【專利說(shuō)明】—種混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及橋梁工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋。
【背景技術(shù)】
[0002]斜拉-懸索協(xié)作橋是在傳統(tǒng)斜拉橋和懸索橋基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種協(xié)作橋梁。中跨跨中部分采用懸索橋可以解決斜拉橋懸拼過(guò)程中主梁壓力過(guò)大的問(wèn)題。借助與斜拉橋的協(xié)作，可以提高懸索橋的剛度、降低主纜拉力和錨碇規(guī)模，尤其對(duì)深水和軟土地基情況意義重大。
[0003]橋梁設(shè)計(jì)大師羅勃林最早提出了一種斜拉-懸索協(xié)作體系的構(gòu)想，并于1883年設(shè)計(jì)建成了當(dāng)時(shí)創(chuàng)世界跨徑紀(jì)錄、主跨486m的布魯克林大橋，后來(lái)被人們稱為羅勃林體系。在羅勃林體系中，懸索橋的吊索全橋布置，只是在邊跨和主跨布設(shè)一些斜拉索。這種構(gòu)想是以懸索橋?yàn)橹?，斜拉索只是起增?qiáng)作用，作為懸索系統(tǒng)的一種輔助構(gòu)件，還不能把斜拉索和懸索作為同等重要的受力構(gòu)件在設(shè)計(jì)中考慮。
[0004]德國(guó)著名橋梁專家狄辛格在系統(tǒng)分析和研究羅勃林體系用拉索來(lái)增強(qiáng)懸索橋剛度的利弊后，提出了在跨徑的中部由懸索系統(tǒng)支承以及兩邊部分由從塔柱頂部輻射散開(kāi)的斜拉索來(lái)支承的新構(gòu)想，這就是著名的狄辛格體系。在這種體系中，在索塔左右對(duì)稱處只布置斜拉索而不布置吊索，只在主跨的中部布置吊索，而且當(dāng)時(shí)狄辛格設(shè)想的斜拉索是稀索形式,集中力較大。
[0005]由于斜拉-懸索協(xié)作橋具有很強(qiáng)的優(yōu)越性，在世界各地籌建的大跨度橋梁方案中被頻繁地提出。如1978年丹麥在跨越大貝爾特東航道提出了主跨為1500m的斜拉-懸索協(xié)作橋設(shè)計(jì)方案，1991年美國(guó)林同炎公司對(duì)西班牙與摩洛哥之間直布羅陀海峽提出了三個(gè)跨徑5000m斜拉-懸索協(xié)作橋設(shè)計(jì)方案，1998年同濟(jì)大學(xué)在伶仃洋大橋設(shè)計(jì)方案征集中提出的主跨1400m斜拉-懸索協(xié)作橋方案等。1997年，由重慶交通學(xué)院等單位設(shè)計(jì)，我國(guó)在貴州烏江上建成了跨徑為288m的世界首座狄辛格體系斜拉-懸索協(xié)作橋，但該橋在斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)吊索因疲勞問(wèn)題退出工作，大橋需要進(jìn)行加固。
[0006]雖然斜拉-懸索協(xié)作橋具有很強(qiáng)的優(yōu)越性，但因斜拉體系和懸索體系是兩種受力形式完全不同的結(jié)構(gòu)體系，即斜拉橋主梁是壓彎結(jié)構(gòu)，而懸索橋的加勁梁是純彎結(jié)構(gòu)，兩種體系組合在一起時(shí)，其結(jié)合部位結(jié)構(gòu)性能的間斷和不連續(xù)性是斜拉-懸索協(xié)作結(jié)構(gòu)的主要難點(diǎn)。
[0007]因此，需要研究斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)剛度過(guò)渡勻順、抗疲勞性能好的新型斜拉-懸索協(xié)作橋方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0009]本實(shí)用新型綜合混合梁斜拉橋結(jié)構(gòu)剛度大、經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn)，以及在斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)域設(shè)置抗疲勞性能好的過(guò)渡區(qū)主梁、長(zhǎng)度可調(diào)的過(guò)渡區(qū)斜拉索和過(guò)渡區(qū)吊索的構(gòu)想，提出一種新型的混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋。
[0010](二)技術(shù)方案
[0011]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，包括橋塔1、輔助墩2、鋼主梁3、混凝土主梁4、結(jié)合部主梁5、過(guò)渡區(qū)主梁6、斜拉索7、過(guò)渡區(qū)斜拉索8、主纜9、吊索10、過(guò)渡區(qū)吊索11和長(zhǎng)度調(diào)整裝置12。其中，鋼主梁3位于橋體中央，鋼主梁3兩端均依次通過(guò)過(guò)渡區(qū)主梁6和結(jié)合部主梁5固接于混凝土主梁4 ;該橋兩端的邊跨部分I2全部長(zhǎng)度或部分長(zhǎng)度是采用混凝土主梁4，其支撐在輔助墩2上；該橋的中跨部分I1的跨中區(qū)域I3=IAl1~2/311;由主纜9懸吊。
[0012]上述方案中，所述結(jié)合部主梁5為用以保障鋼主梁3與混凝土主梁4之間結(jié)構(gòu)剛度過(guò)渡平順及應(yīng)力分布均勻的承壓-傳剪式的鋼-混凝土結(jié)構(gòu)。
[0013]上述方案中，所述鋼主梁3與混凝土主梁4的連接位置S，根據(jù)主梁彎曲應(yīng)變能U取極小值，以及施工方便和造價(jià)低因素確定。所述主梁彎曲應(yīng)變能U取極小值的計(jì)算公式為
【權(quán)利要求】
1.一種混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，其特征在于，包括橋塔(I)、輔助墩(2)、鋼主梁(3)、混凝土主梁(4)、結(jié)合部主梁(5)、過(guò)渡區(qū)主梁(6)、斜拉索(7)、過(guò)渡區(qū)斜拉索(8)、主纜(9)、吊索(10)、過(guò)渡區(qū)吊索(11)和長(zhǎng)度調(diào)整裝置(12);其中，鋼主梁(3)位于橋體中央，鋼主梁(3)兩端均依次通過(guò)過(guò)渡區(qū)主梁(6)和結(jié)合部主梁(5)固接于混凝土主梁(4);該橋兩端的邊跨部分I2全部長(zhǎng)度或部分長(zhǎng)度是采用混凝土主梁(4)，其支撐在輔助墩(2)上；該橋的中跨部分I1的跨中區(qū)域I3=IAl1~2/311;由主纜(9)懸吊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，其特征在于，所述結(jié)合部主梁(5)為用以保障鋼主梁(3)與混凝土主梁⑷之間結(jié)構(gòu)剛度過(guò)渡平順及應(yīng)力分布均勻的承壓-傳剪式的鋼-混凝土結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，其特征在于，所述鋼主梁(3)與混凝土主梁(4)的連接位置S，根據(jù)主梁彎曲應(yīng)變能U取極小值，以及施工方便和造價(jià)低因素確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，其特征在于，所述主梁彎曲應(yīng)變能U取極小值的計(jì)算公式為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，其特征在于，所述過(guò)渡區(qū)主梁(6)和與其相連接的鋼主梁(3)相比，抗彎強(qiáng)度提高10%及以上、鋼材選用抗疲勞性能更優(yōu)的鋼材，提高其抗彎強(qiáng)度和抗疲勞性能，保障斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)剛度過(guò)渡平順、應(yīng)力分布均勻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，其特征在于，所述過(guò)渡區(qū)斜拉索(8)和過(guò)渡區(qū)吊索(11)在主跨跨中兩側(cè)對(duì)稱布置，每側(cè)設(shè)置η對(duì)，η > 3。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合梁斜拉-懸索協(xié)作橋，其特征在于，所述過(guò)渡區(qū)斜拉索(8)和過(guò)渡區(qū)吊索(11)均選用松弛率低、抗疲勞性能優(yōu)的高性能鋼絲，且它們的長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)受力通過(guò)長(zhǎng)度調(diào)整裝置(12)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，從而保障斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)剛度過(guò)渡平順，提高斜拉-懸索過(guò)渡區(qū)主梁(6)、過(guò)渡區(qū)斜拉索(8)和過(guò)渡區(qū)吊索(11)的抗疲勞性倉(cāng)泛。
【文檔編號(hào)】E01D11/00GK203755129SQ201420067653
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】劉高, 唐亮, 張喜剛, 徐國(guó)平, 吳文明 申請(qǐng)人:中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司, 中交公路長(zhǎng)大橋建設(shè)國(guó)家工程研究中心有限公司