[发明专利]一种流线型主梁结构

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁，特别涉及一种组合主梁结构。

背景技术

车辆在强风区桥梁上行驶时，侧风很可能影响车辆的行驶安全，甚至引起严重事故。在强风区桥梁上设置防风系统是解决上述问题的有效途径之一。已有的桥上行车防风系统主要是在车行道两侧设置风屏障，如英国赛文桥、赛文二桥、香港青马大桥等桥都采用了风屏障技术。

在1940年美国华盛顿州塔科马桥风致损毁事故之后，柔性桥梁结构的抗风问题受到重视，行业内进行很多研究和创新。已有的桥梁抗风技术，在主梁结构的气动外形方面，主要有：其一，在主梁两侧增设风嘴，英国赛文桥之后修建的几乎全部需要抗风设计的桥梁都采用了此技术；其二，在主梁中部开槽，使部分侧风绕流可以从主梁中部通过，如西喉门桥和意大利墨西拿海峡桥；其三，在桥梁外轮廓上增加竖直或水平稳定板，如湖南矮寨大桥等。

前述桥梁防风抗风技术具有以下缺陷：其一，桥梁在运营阶段的气动外形，受到桥上护栏、风屏障、桥上车辆外形不规则、桥上车辆排布无规律等因素的影响，不能维持在设计阶段使用的气动外形，导致桥梁在运营阶段的实际气动性能弱于在设计阶段作出的预测和评估，不利于桥梁结构的安全；其二，风屏障防风能力的增加往往会导致桥梁整体结构抗风能力的降低，为了保证桥梁整体结构安全，常须限制风屏障，导致其对行车安全性的保障能力较低。

发明内容

要克服现有技术的不足，需要解决的问题是：目前桥梁在运营阶段的实际外形的气动性能不良的问题；风屏障设计受桥梁整体结构抗风设计所牵制，保障行车安全的能力不能满足使用需求的问题。

本发明提供了一种能够有效改善行车条件、保障行车安全、在运营阶段能保持优秀气动外形的桥梁主梁结构，其具体方案是：

一种流线型主梁结构，用于桥梁，所述桥梁还包括车行道，所述车行道包括行车净空，其特征在于，具有流线型外轮廓，所述包括行车净空的车行道位于所述流线型外轮廓的内部。不同于两侧具有棱角、中部鼓起、上下缘光滑的梭形（或称枣核形），所述流线型是表面光滑、没用棱角的外形，如圆端形、椭圆形等。

还包括桥梁侧风导流构件。

所述桥梁侧风导流构件包括膜结构。

所述桥梁侧风导流构件是位于主梁上方的膜结构导流罩。

所述膜结构导流罩包括若干个膜结构导流罩单元。

所述膜结构导流罩单元包括膜体、夹具系统和支架，膜体的边缘与夹具系统相连接，夹具系统与主梁侧边及支架相连接，支架与主梁相连接。

本发明的有益效果如下：

本发明实现了一种气动外形是流线型的隧道式主梁，不布置风屏障，将车行道、护栏、桥上车辆等布置在其内部；主梁在运营阶段的气动外形不受风屏障、护栏、车辆外形、车辆排布情况等因素的影响，始终保持性能理想的流线型；从而解决了目前桥梁在运营阶段的实际外形的气动性能不良、防风措施对行车安全保障不力等问题，并具有以下优点：

1、显著改善行车条件。与风障法采用降低车道侧风风速的方法的防风原理不同，本发明将桥上车辆布置在主梁内部，使桥上车辆完全与强风暴雨隔离，因此可以显著改善行车条件、可靠保障行车安全。

2、安全可靠，成本可控。采用了风阻形状系数很小（可参见《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）条文说明4.4.1）的流线型，完全可以抵消迎风面积较大的不利影响；流线型外形使主梁的断面趋向船型，与目前两侧为尖角状风嘴、大致为梭形的主梁断面相比较，更易于具有较大的纵横向抗弯及抗扭模量；流线型外形侧边的斜率大，利于包裹行车净空而不会导致桥宽增加；膜结构的夹具系统与支架及承重主梁相连接处，有一些细小构造缝隙，可以少量通风，故不会产生严重的隧道风，也无需为通风增加设施；膜结构是一种新兴建筑结构形式，可采用PTFE（玻璃纤维基布聚四氟乙烯涂层）膜体材料，其强度高、耐腐蚀、耐紫外线、自重轻、防火难燃、自洁性好、透光性较好、价格较低，随着建筑用膜材料技术的快速发展，其性能还会进一步增强、价格还会进一步降低；导流构件采用单元化、模块化的膜结构，在工厂制作，运输安装方便快捷，且与桥梁主体结构施工相分离，运营中方便只修缮被损坏的局部单元。