[发明专利]双拼式矮塔斜拉桥

说明书

技术领域

本发明属于交通基础设施建设的技术领域，具体涉及一种双拼式矮塔斜拉桥。

背景技术

矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥，它兼有斜拉桥和悬浇变截面预应力混凝土连续梁桥二种桥型的结构优点，具有较大的刚度和较低的桥塔高度，桥型美观，跨越能力大，在100-300米跨径范围内具有很强的竞争力，是一种很有发展潜力的桥型结构。近十年来，其发展速度尤为迅猛，在全世界范围内已有近百座矮塔斜拉桥建成，其中有50余座在我国境内。施文杰在《矮塔斜拉桥在国内外的发展与实践》（《现代交通技术》2012年第3期P22-25）一文中，介绍了矮塔斜拉桥在国内外的发展历史，归纳出了其结构特点，并给出了目前已建成或在建的部分国内、国外矮塔斜拉桥的工程实例。

矮塔斜拉桥的结构体系主要有二大类型：塔梁墩固结体系，以及塔梁固结、塔墩分离体系。

矮塔斜拉桥受力特点：其受力性能介于梁式桥和斜拉桥之间。矮塔斜拉桥以主梁受弯、受压、受剪和索受拉共同承受竖向荷载，斜拉索从受力特征上更像主梁的体外索，承受部分荷载，对主梁起加劲作用。斜拉索只分担部分荷载，还有大部分的荷载由梁的受弯、受剪来承受。其主梁刚度较大，不仅受轴向压力，还要承担相当部分的弯矩和剪力，其受力分工更具有选择性。

矮塔斜拉桥以梁受力为主，以索为辅，主梁和桥塔刚度较大，可以人为地设计成各种结构体系、支承体系和不同参数的受力体系，每一座此类型桥梁的动力特性不尽相同。

矮塔斜拉桥作为一种新兴的组合体系桥梁结构形式，兼有斜拉桥和变截面连续梁桥的特点。陈明宪编著的《斜拉桥建造技术》（人民交通出版社出版发行）P52给出了矮塔斜拉桥具有以下特点：1、塔较矮，塔高与跨度之比为1/8-1/12，常规斜拉桥的塔高与跨度之比为1/4-1/5；2、梁的无索区较长，没有端锚索；3、边跨与主跨的比值较大，一般大于0.5；4、梁高较大，高跨比为1/30-1/40，常做成变高度梁；5、拉索对竖向恒活载分担率小于30%，受力以梁为主，索为辅；6、斜拉索的应力变幅较小，可按体外预应力索设计。

矮塔斜拉桥按拉索索面的设置分为单索面、双索面（又分为竖向和斜向）、三索面3种类型。采用单索面时，拉索对主梁抗扭不起作用，主梁应采用抗扭刚度较大的截面。单索面的优点是桥面上视野开阔。采用双索面时，作用于桥梁上的扭矩可由拉索的轴力来抵抗，主梁可采用较小抗扭刚度的截面。至于斜向双索面，它对桥面梁体抵抗风力扭振特别有利（斜向双索面限制了主梁的横向摆动）。采用三索面时，除具有双索面的作用特点外，还可将桥梁建成宽幅桥梁。

矮塔斜拉桥按桥梁宽度和索面的布置分为单索面矮塔斜拉桥、双索面矮塔斜拉桥、双索面宽幅矮塔斜拉桥、三索面矮塔斜拉桥、四索面矮塔斜拉桥。

矮塔斜拉桥按照其主梁之箱梁所采用的结构材料分类，可分为预应力混凝土结构、钢结构、钢与混凝土的混合梁结构、波形钢腹板结构等。

美国新珍珠港纪念大桥为双塔三索面矮塔斜拉桥，全桥总宽33.70米。宁夏银川艾倚河上的景观水道斜拉桥单幅桥宽60米，是目前世界上已建成的单幅最宽的矮塔斜拉桥。

杨曙岚等人在《宽幅矮塔斜拉桥抗震分析与设计》(《公路交通科技·应用技术版》2012年第12期P257-261）一文中所提及的背景工程——江苏省丹阳市齐梁路京杭运河大桥，主桥为（70+120+70）米双塔双索面预应力混凝土矮塔斜拉桥，总体采用塔梁固结、墩梁分离的形式，主梁采用双箱梁加横梁组合体系，桥面全宽43米，采用整体式断面，主塔（即拉索区）设于侧分带，双塔中间为双向6车道，双塔外侧为非机动车道和人行道。该桥采用双箱梁加横梁组合体系，形成整体式断面，构成了“双箱梁+中虚拟纵梁（桥面板）+横梁”的空间梁格模式。该桥具有双拼单索面矮塔斜拉桥成桥后的外观。

205国道江苏省淮安市西绕城公路京杭运河特大桥，该桥系单索面矮塔斜拉桥，采用单箱三室箱梁,双向6车道，其横断面组成为：栏杆0.50米+快车道12.50米（路缘带0.50米+行车道3.75米*3 +路缘带0.75米）+中间带2.50米（护栏0.50米+索塔区1.50米+护栏0.50米）+快车道12.50米（路缘带0.75米+行车道3.75米*3+路缘带0.50米）+栏杆0.50米。桥面总宽28.50米。

福建省泉州市晋江大桥主梁采用高性能预应力混凝土双波浪鱼腹式梁体新技术，有效抵御台风的袭击和防止桥梁产生涡流共振，为国内首创。其正桥两箱梁之间设置连接横梁，从而使得主梁宽度达38米，其横梁连接方式值得借鉴。

发明内容