[发明专利]斜腿连续刚构桥梁的结构与悬臂浇注施工的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于土木工程桥梁技术领域，更具体涉及一种斜腿(空腹式)连续刚构桥梁的结构的方法及其悬臂浇注施工的方法，在保持与一般连续刚构桥梁的施工要求、耐久性特征基本相同的前提下，实现了一种具备更大的跨越能力和更佳经济性的新的桥梁型式。 

背景技术

桥梁是公路、铁路、城市道路和农村道路及水利建设中，为了跨越各种障碍(如河流、或其它结构)的结构物。按结构受力特点划分，桥梁可分为梁、拱、刚架、吊与组合体系。混凝土结构主要采用梁、拱、刚架体系。预应力混凝土连续刚构桥是大跨度桥梁的一种基本桥型，它具备以下三个特点：(1)主墩采用墩梁固结，主墩具备一定柔度从而形成摆动支撑体系；(2)上部结构仍然具有连续梁的受力特点，结构断面一般为箱梁，箱梁高度与跨径比值，根部为1/16～1/18，跨中为1/30～1/60；(3)上部结构采用悬臂法施工，墩梁固结省掉大型支座。 

传统的预应力混凝土连续刚构桥的技术经济适用跨径约在60～200m，在跨径超过200m时，易出现跨中下挠、梁体变形、开裂等缺陷，严重影响了桥梁的使用寿命和耐久性，限制了这种桥型的跨越能力。目前，国内外的研究者为了提高连续刚构桥的跨越能力多从材料方面入手：世界跨径最大的挪威stolma大桥，主跨径301m，跨中184m箱梁采用LC60轻质混凝土；中国重庆石板坡大桥，主跨径330m，跨中103m区段采用钢箱梁。由于我国材料、施工、管理技术存在差距，采用钢梁又受制于运输条件，连续刚构桥的技术进步停滞不前。 

总体上看，传统的预应力混凝土连续刚构桥的主要不足是：(1)跨越能力小， 材料利用率较低，在跨径大于200m时，工程经济性急剧恶化；(2)结构承载效率低，应用于跨径大于200m桥梁时，易出现开裂、下挠问题，技术风险增大，结构的安全性和耐久性劣化；(3)上部结构重量大，导致桥墩、基础受力大，抵抗地震的能力差。 

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种斜腿(空腹式)连续刚构桥梁的结构的方法及其悬臂浇注施工的方法，方法简单，操作方便，与传统的施工方法衔接良好，便于质量控制。 

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施： 

一种斜腿(空腹式)连续刚构桥梁的结构形式包括；根部腹板挖空，构成斜腿-空腹式桥梁体系和受力特征。 

1、斜腿-空腹式桥梁体系 

设桥梁的跨径(两相邻桥墩之间的距离)为L，则空腹部分的长度(斜腿水平长度)可取 

(1/6～1/5)L 

其中，跨径L一般为100～350m。 

对于一个典型的三跨斜腿(空腹式)连续刚构桥梁，其结构基本体系如图1。同传统的连续刚构类似，可以有多个相等或不等的主跨。 

斜腿根部至梁顶总高度可取 

(1/10～1/8)L 

其中，跨径L一般为100～350m。 

为了方便悬臂施工，斜腿与水平面的夹角控制在不大于25～30度。 

2、受力特征 

斜腿(空腹式)连续刚构桥梁的受力特征是： 

1)通过腹板挖空，加大根部总高度，提高根部区段的结构刚度； 

2)形成根部三角桁架区域，上弦为拉弯受力，下弦斜腿为压弯受力，提高了结构承载效率； 

3)通过合理确定三角桁架区的上、下弦截面和桁架高度，使跨中实腹式区段与 扣掉桁架区长度的相当跨径的传统悬臂施工连续刚构桥的受力相当； 

4)在施工合龙段之前，上、下弦桁架、实腹式区段与墩柱一起，构成一个在自重作用下平衡的T形体系。 

一种斜腿(空腹式)连续刚构桥梁的结构形式的实施包括： 

1、合理确定下弦(斜腿)的长度 

下弦(斜腿)长度要根据下弦悬臂施工时的受力要求、成桥后下弦压应力、跨中实腹式区段的受力要求综合考虑，根据力学计算进行优化，一般取跨径L(两相邻桥墩之间的距离)的1/6～1/5。 

2、合理确定根部桁高和各区段梁高 

下弦(斜腿)根部至梁顶的高度——即根部桁高，一般取跨径L(两相邻桥墩之间的距离)的1/10～1/8，为了方便下弦悬臂施工，下弦的倾角不大于25～30度。 

实腹式区段的最大梁高可取实腹式区段长度的1/15～1/17，跨中梁高取跨径L(两相邻桥墩之间的距离)的1/50～1/70。 

3、节段划分 

根据悬臂浇注挂篮、模板的能力，划分节段。节段要均衡、悬臂左右两侧的节段重量应相等、平衡。