(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111809501 A(43)申请公布日 2020.10.23
(21)申请号 202010832980.7(22)申请日 2020.08.18
(71)申请人 中交第一公路勘察设计研究院有限
公司
地址 710075 陕西省西安市高新技术开发
区科技二路63号(72)发明人 侯旭 冯云成 翟晓亮 杨雨豪
郭聪敏 樊冰冰 何磊 (74)专利代理机构 西安新思维专利商标事务所
有限公司 61114
代理人 黄秦芳(51)Int.Cl.
E01D 11/02(2006.01)E01D 2/00(2006.01)E01D 19/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图2页
E01D 19/02(2006.01)E01D 19/12(2006.01)E01D 19/16(2006.01)
(54)发明名称
拱形排架悬吊桥梁结构(57)摘要
本发明涉及一种拱形排架悬吊桥梁结构，所述结构包括纵向的主梁，主梁上方设置多组横向且互相平行的拱肋并横跨主梁，拱肋与主梁之间设置有竖向的吊索。本发明相比采用门架式墩的连续梁，用拱肋替代了门架墩，景观性更好；用吊索悬吊的支撑形式代替了支座支撑，降低了主梁建筑高度，解决了桥下净空紧张的问题。相比斜拉桥，减小了主跨跨径，降低了造价；布置灵活，更适应桥位处平面曲线线形；同时，本发明也为路线设计提供了一种小角度跨越既有道路的选择，是一种适用性较强的桥梁结构。
CN 111809501 ACN 111809501 A
权 利 要 求 书
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1.拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：所述结构包括纵向的主梁（2），主梁（2）上方设置多组横向且互相平行的拱肋（1）并横跨主梁（2），拱肋（1）与主梁（2）之间设置有竖向的吊索（3）。
2.根据权利要求1所述的拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：拱肋（1）包括三道弧形的拱架，中间的拱架铅垂，两侧的拱架向外倾斜，相邻拱架之间设置多道肋条。
3.根据权利要求1所述的拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：拱肋（1）包括两道弧形的拱架，两道拱架铅垂或向外倾斜，之间设置多道肋条。4.根据权利要求1所述的拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：拱肋（1）包括两道弧形的拱架，一道拱架铅垂，另一道拱架向外倾斜，两道之间设置多道肋条。
5.根据权利要求2、3或4所述的拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：纵向相邻的两组拱肋（1）之间设置有多道纵向的纵撑（5），纵撑（5）的两端连接到拱肋（1）边侧的拱架上。
6.根据权利要求5所述的拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：拱肋（1）的两侧底端固定到主梁（2）两侧下方的拱座基础（4）上，每组拱肋（1）的拱架共用同一个拱座基础（4）。
7.根据权利要求6所述的拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：吊索（3）顶端固定到拱肋（1）的拱架上，底端固定到主梁（2）两侧边缘。8.根据权利要求7所述的拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：拱肋（1）的拱架和肋条、以及纵撑（5）为方钢管、圆钢管或工字钢。9.根据权利要求8所述的拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：拱肋（1）内部分灌注混凝土，灌注位置为从拱脚处到拱肋高度的1/5~1/3处。10.根据权利要求9所述的拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：主梁（2）由下方的边墩（6）、或边墩（6）和辅助墩（7）支撑。
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CN 111809501 A
说 明 书拱形排架悬吊桥梁结构
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技术领域
[0001]本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种拱形排架悬吊桥梁结构。
背景技术
[0002]随着城市化进程不断推进，既有道路扩容的需求与日俱增，城市道路的立体化扩容改造成为深度城市化地区解决道路拥挤最为直接有效的方法。立体改扩建过程中立体层桥梁往往受地形、地物等限制需反复跨越地面层道路，为了保证线型平顺，立体层桥梁往往需要小夹角跨越底面层。这种情况下，受地面层道路保通、安全需要的限制，地面层道路桥墩设置困难。
[0003]针对立体层桥梁小夹角跨越地面层道路难题，常规解决方案为采用门架式桥墩小跨度跨越或采用斜拉桥大跨度跨越。采用门架式桥墩的连续梁存在施工中保通难度大，景观性差的缺点，同时随着跨径增大梁高增加，需要调高线路来保障桥下净空，建设成本增加；大跨度斜拉桥存在主梁不能很好适应桥位处平面线形，受力复杂，经济性差，高耸的桥塔与周边环境不协调等问题。[0004]综上所述，目前针对立体层桥梁小夹角跨越地面层道路的情况，常规解决方案均存在一定的局限性，亟需一种兼顾实用与景观的桥梁结构作为解决途径。发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种拱形排架悬吊桥梁结构，解决了改扩建项目中立体层与地面层道路小夹角跨越难题，实现了功能与景观的统一，结构形式新颖，丰富了桥梁结构的选择。
[0006]本发明所采用的技术方案为：
拱形排架悬吊桥梁结构，其特征在于：所述结构包括纵向的主梁，主梁上方设置多组横向且互相平行的拱肋并横跨主梁，拱肋与主梁之间设置有竖向的吊索。[0007]拱肋包括三道弧形的拱架，中间的拱架铅垂，两侧的拱架向外倾斜，相邻拱架之间设置多道肋条。
[0008]拱肋包括两道弧形的拱架，两道拱架铅垂或向外倾斜，之间设置多道肋条。[0009]拱肋包括两道弧形的拱架，一道拱架铅垂，另一道拱架向外倾斜，两道之间设置多道肋条。
[0010]纵向相邻的两组拱肋之间设置有多道纵向的纵撑，纵撑的两端连接到拱肋边侧的拱架上。
[0011]拱肋的两侧底端固定到主梁两侧下方的拱座基础上，每组拱肋的拱架共用同一个拱座基础。
[0012]吊索顶端固定到拱肋的拱架上，底端固定到主梁两侧边缘。[0013]拱肋的拱架和肋条、以及纵撑为方钢管、圆钢管或工字钢。
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说 明 书
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拱肋内部分灌注混凝土，灌注位置为从拱脚处到拱肋高度的1/5~1/3处。
[0015]主梁由下方的边墩、或边墩和辅助墩支撑。[0016]本发明具有以下优点：
一、与立体层桥梁小夹角跨越地面层道路的常规桥型方案相比，本发明比采用门架式墩的连续梁主梁高度低，解决了桥下净空不够的问题；比斜拉桥主跨跨径小，造价低，且布置灵活，更适应桥位处平面曲线线形。[0017]二、本发明对桥面宽度的适应性较强，可根据主梁横向宽度，选择索面的数量，从单索面到多索面，无需增加额外的塔柱。[0018]三、本发明将荷载分配到数个所述拱座，单个基础的规模小，占地少，无需大规模开挖。
[0019]四、本发明所述拱座及辅助墩、过渡墩均在地面层道路两侧，地面层道路中分带无桥墩，对施工期间地面层道路保通和行车安全有利。[0020]五、本发明造型独特，层次分明，有极强的个性化设计和美学设计创新空间，景观效果好。
附图说明
[0021]图1为本发明实施例1的整体布置示意图；
图2为本发明实施例1的侧视图；图3为本发明实施例1的平面图；图4为本发明实施例3的平面图；图中，1-拱肋，2-主梁，3-吊索，4-拱座基础，5-纵撑，6-边墩，7-辅助墩。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。[0023]本发明涉及一种拱形排架悬吊桥梁结构，所述结构包括纵向的主梁2，主梁2由下方的边墩6、或边墩6和辅助墩7支撑。主梁2上方设置多组横向且互相平行的拱肋1并横跨主梁2，拱肋1与主梁2之间设置有竖向的吊索3。[0024]拱肋1包括三道弧形的拱架，中间的拱架铅垂，两侧的拱架向外倾斜，相邻拱架之间设置多道肋条。如图2中位于中部的拱肋1。[0025]拱肋1也可以包括两道弧形的拱架，两道拱架铅垂或向外倾斜，之间设置多道肋条。如图4中的拱肋1。
[0026]拱肋1也可以包括两道弧形的拱架，一道拱架铅垂，另一道拱架向外倾斜，两道之间设置多道肋条。如图2中位于边部的拱肋1。
[0027]纵向相邻的两组拱肋1之间设置有多道纵向的纵撑5，纵撑5的两端连接到拱肋1边侧的拱架上。
[0028]拱肋1的两侧底端固定到主梁2两侧下方的拱座基础4上，每组拱肋1的拱架共用同一个拱座基础4。
[0029]吊索3顶端固定到拱肋1的拱架上，底端固定到主梁2两侧边缘。[0030]拱肋1的拱架和肋条为方钢管或圆钢管，纵撑5为方钢管、圆钢管或者工字型截面。
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说 明 书
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1/3处。
[0032]
拱肋1的拱架和肋条内部分灌注混凝土，灌注位置为从拱脚处到拱肋高度的1/5~
参见附图1-4，本发明的结构中，多组拱肋1横向跨越地面层道路，各组拱肋1以纵
撑5相连，形成拱形排架，主梁2从拱形排架下方穿过，通过吊索3悬吊在拱形排架上。拱座基础4分别位于地面层道路两侧，拱肋1两侧分别锚固在拱座基础4上。主梁2的两端支承于边墩6上，根据受力需要可设置若干辅助墩7辅助支承主梁2。[0033]拱肋1数量根据主梁跨度和拱肋1间距确定，每组拱肋1之间可平行设置，也可根据桥梁设计线线形需要呈一定角度设置；根据结构受力需要，每组拱肋1共用一组拱座基础4。[0034]纵撑5布置的形式和数量可根据受力及景观要求设置。随着拱肋1数量增加，温度荷载效应增大，可通过在其中一组或多组相邻拱肋1间设置伸缩式纵撑5或不设纵撑5，将拱形排架在纵向上分为两个或多个相对独立的部分，来降低温度荷载效应。[0035]吊索3一端锚固在主梁2上。可根据主梁2的车道布置，设置中央单索面、两侧双索面或前两者的组合。吊索3另一端锚固在拱肋1上。沿拱肋1轴线方向，根据索面数量在拱肋1上设置对应数量的吊点；沿主梁2纵向方向，可根据受力和景观需要布置吊点位置，使吊索3呈铅垂或倾斜布置。
[0036]本发明具有以下几种不同的结构形式：
实施例1：
图1为实施例1主体结构立体图，图2为实施例1主体结构侧视图，图3为实施例1主体结构平面，该实施例由拱肋1、主梁2、吊索3、拱座基础4、纵撑5、边墩6、辅助墩7组成。[0037]拱肋1采用全钢结构，矩形截面，横向跨越地面层道路既有道路。三道拱架为一组拱肋1，端部为两道拱架组成一组拱肋1，中间拱架铅垂，两侧拱架以一定角度向外倾斜。每组拱肋1共用一组拱座基础4，拱座基础4分别位于地面层道路边线两侧。沿主梁2纵桥向设若干组上述拱。纵撑5采用矩形截面，沿拱肋拱轴线布置若干根，将各组拱肋1连接成拱形排架，增强结构的整体稳定性。为减小结构温度效应，将拱形排架在纵向上分为若干部分，各部分之间不设纵撑5或将纵撑5设置成可伸缩式。主梁2为扁平钢箱梁，通过两侧的吊索3与拱肋1相连，每个拱肋1上均设两个吊点。主梁2设计线处于小半径曲线及缓和曲线上，调整拱肋1拱轴线线形，避免吊索3长度过短。主梁2跨越地面层道路后，两端支撑于边墩6上，为了改善主梁2和边吊索受力，在边吊索与边墩6之间设置辅助墩7。边墩6和辅助墩7均设置在地面层道路外侧。
[0038]在实际应用中，所述拱肋1、主梁2、吊索3、拱座基础4、纵撑5、边墩6、辅助墩7的材料、线形以及截面尺寸可按照受力、景观需要择优选用，拱肋1的横向跨径和纵向间距，片数和排列形式，纵撑5的布置及吊索3的布置等，均可根据桥位特点、结构受力需要进行调整。[0039]实施例2：
本实施例将实施例1中的拱肋1改为每组两道拱架，两道拱架分别向两侧倾斜，以纵撑5相连。其余构造与实施例1相同。[0040]实施例3：
图4为实施例3主体结构平面图，该体系由拱肋1、主梁2、吊索3、拱座基础4、纵撑5、边墩6组成。
[0041]拱肋1采用圆形钢管截面，两道拱架平行布置，之间以若干纵撑5连接，纵撑5采用
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说 明 书
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圆形钢管截面。两道拱架共用一组拱座基础4，拱座基础4分别位于地面层道路边线两侧，拱肋1横向跨越地面层道路。沿地面层道路路线方向设若干组上述拱，其中部分组相互平行布置，部分组与前组拱呈一定夹角布置，以适应主梁平面线形。各组拱之间以若干纵撑5连接，将各组拱肋1连接成整体。主梁2为钢板组合梁，横向布置三道梁，每道钢板梁通过吊索3与拱肋1相连，每个拱肋1上均设三个吊点。主梁2跨越地面层道路后，两端支撑于边墩6上。边墩6设置在地面层道路外侧，施工阶段和运营阶段对地面层道路均无干扰。[0042]在实际应用中，所述拱肋1、主梁2、吊索3、拱座基础4、纵撑5、边墩6的材料、线形以及截面尺寸可按照受力、景观需要择优选用，拱肋1的横向跨径和纵向间距，片数和排列形式，纵撑5的布置及吊索3的布置等，均可根据桥位特点、结构受力需要进行调整。[0043]实施例4：
本实施例将实施例1中的拱肋1内部分灌注混凝土，混凝采用C40~C80微膨胀混凝土，灌注位置为从拱脚处到拱肋高度的1/5~1/3处。其余构造与实施例1相同。[0044]实施例5：
本实施例将实施例2中的拱肋1内部分灌注混凝土，混凝采用C40~C80微膨胀混凝土，灌注位置为从拱脚处到拱肋高度的1/5~1/3处。其余构造与实施例2相同。[0045]实施例6：
本实施例将实施例3中的拱肋1内部分灌注混凝土，混凝采用C40~C80微膨胀混凝土，灌注位置为从拱脚处到拱肋高度的1/5~1/3处。其余构造与实施例3相同。[0046]本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
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