[发明专利]一种高度受限条件下的大跨度桥梁结构及其施工方法

说明书

一种高度受限条件下的大跨度桥梁结构，包括主缆、吊索、斜拉索、主梁、桥塔、桥塔承台、桥塔基础、边跨桥墩、桥墩承台、桥墩基础，主梁为闭口钢箱主梁，主缆直接锚固于主梁上，桥塔为全钢结构桥塔，桥梁主跨的跨中区域为主缆承重区，桥梁主跨的靠近桥塔区域为斜拉索承重区，主缆承重区和斜拉索承重区之间为吊索和斜拉索交叉布置的共同承重区。还提供一种高度受限条件下的大跨度桥梁结构的施工方法。本大跨度桥梁结构通过合理分配主缆和斜拉索的承重比例，克服了高度受限条件下桥塔高度低、主缆垂跨比小、斜拉索角度小带来的不利影响，在实现大跨度的同时获得了良好的受力性能和较好的整体经济性。

技术领域

本发明属于桥梁技术领域，具体涉及一种高度受限条件下的大跨度桥梁结构及其施工方法。

背景技术

对于主跨跨径达到400m以上的大跨度桥梁，可采用的常规桥型主要有拱桥、斜拉桥、悬索桥等缆索承重体系桥梁。每种桥型在保证较好受力性能和良好经济性能前提下，与高度、跨度相关的主要结构参数比值如下：

1）拱桥：拱肋矢跨比在1/5左右；

2）斜拉桥：主塔桥面以上高度与主跨跨径比值在1/4左右；

3）地锚式悬索桥：主缆垂跨比在1/10左右；

4）自锚式悬索桥：主缆垂跨比在1/6左右。

在实际工程中，受桥位处建设条件限制，桥梁设计有时会遇到既要求超大的主跨跨径，同时又要求很低的桥梁高度的情况。例如，受港航、水利条件限制，桥梁跨径需达到一定的规模，同时位于机场限高范围内，桥梁总高度需满足航空限高要求。

大跨度和限高的双重控制条件给桥梁方案设计带来了较大的难度。当主跨跨度和桥梁高度与上述桥型的常规结构参数比值差距较大时，上述桥型将因受力性能差、经济性能差而丧失可行性。这个时候就需要构思一种既能满足建设条件，同时又具有较好受力性能、优越景观效果和良好经济性能的新型桥梁结构体系。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种高度受限条件下的大跨度桥梁结构及其施工方法。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：一种高度受限条件下的大跨度桥梁结构，包括主缆、吊索、斜拉索、主梁、桥塔、桥塔承台、桥塔基础、边跨桥墩、桥墩承台、桥墩基础，所述主梁为闭口钢箱主梁，所述主缆锚固于主梁上；所述桥塔为全钢结构桥塔；桥梁主跨的跨中区域为主缆承重区，桥梁主跨的靠近桥塔区域为斜拉索承重区，所述主缆承重区的纵向承重长度占主跨全长的30%~40%，斜拉索承重区的纵向承重长度占主跨全长的40%~50%，主缆承重区和斜拉索承重区之间为吊索和斜拉索交叉布置的共同承重区，所述共同承重区的纵向承重长度为2~3个索距。

进一步地，所述闭口钢箱主梁包括钢箱梁体及设置于钢箱梁体上的吊索锚固构造、斜拉索锚固构造、主缆锚固构造，所述吊索锚固构造在横桥向方向上位于钢箱主梁的外腹板外侧且设置于主缆承重区和共同承重区，所述斜拉索锚固构造在横桥向方向上位于钢箱主梁的外腹板内侧且设置于斜拉索承重区和共同承重区。

进一步地，所述全钢结构桥塔包括钢塔塔柱、钢塔横梁、永久斜拉索锚固构造、临时斜拉索锚固构造、主索鞍、钢塔与混凝土承台结合段。

更进一步地，所述钢塔塔柱为箱型断面且在横桥向分成三个箱室，所述永久斜拉索锚固构造位于钢塔塔柱的中间箱室，所述临时斜拉索锚固构造位于钢塔塔柱的两侧箱室。

进一步地，所述大跨度桥梁结构的支撑体系为连续半漂浮体系，包括设置于桥梁上的横向抗风支座、粘滞阻尼器、竖向支承。

进一步地，所述桥塔桥面以上高度与主跨跨径的比值为1/15~1/10，桥塔总高度与主跨跨径的比值为1/8~1/6，所述主缆的垂跨比为1/15~1/10，所述最外侧斜拉索的水平角度为10~15度。