专利名称：钢混叠合、塔梁固结千米级连跨悬索桥的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及桥梁结构，更具体地说是一种悬索桥，尤其是千米级大跨径悬索桥。
背景技术：
传统的桥梁主要有梁桥、拱桥、斜拉桥、立交桥、悬索桥及其他体系。中小跨径中梁桥、立交桥、拱桥应用较为普遍，斜拉桥、悬索桥主要应用于大跨径，而尤以悬索桥良好的跨越能力越来越为大型通道工程所研究并应用。
图1所示，悬索桥是通过索塔悬挂并锚固于两端锚碇，以承受拉力的缆索作为主要承重构件的桥梁，由缆索3a、索塔la、锚碇2a、吊杆4a、桥面系等部分组成。从缆索3a垂下许多吊杆4a，把加劲梁5a吊住，在加劲梁5a之上设置桥面，同缆索形成组合体系。
随着现代桥梁工程向超大跨度、跨海(峡)工程的发展，图1所示的传统的双塔悬索桥由于主跨跨度增加带来的工程难度及造价几何级增大，其发展应用在超大跨桥梁上产生了瓶颈。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种结构受力合理、施工难度较小、造价更经济的钢混叠合、塔梁固结千米级连跨悬索桥。本实用新型解决技术问题采用如下技术方案
本实用新型钢混叠合、塔梁固结的千米级连跨悬索桥，包括以加劲主梁形成的行车道、用于悬吊加劲主梁的均匀布置的竖向吊索、承受竖向压力的主缆索、承受主缆索拉力的两岸锚碇，以及左右两索塔。
本实用新型的结构特点是沿桥轴线，在所述左右两索塔之间增加设置至少一个中塔，所述各中塔在其中塔下横梁与加劲主梁之间至少有一个中塔为固结，相邻塔间形成一跨，共有至少两跨相连形成连跨悬索桥。
本实用新型钢混叠合、塔梁固结的千米级连跨悬索桥的结构特点也在于
所述一跨的跨度不小于1000m。
所述中塔设置为由混凝土下塔身和钢结构上塔柱构成的钢混叠合结构。本实用新型的具体施工过程为
1、 分别施工左右两索塔、中塔及两岸锚碇；
2、 对中塔釆用钢混叠合结构，下塔身采用刚度较大、后期养护方便的混凝土结构，上塔柱采用钢结构。
3、 架设中塔下横梁与加劲主梁，中塔与加劲梁采用固结的连接方式。4、当所有主塔及锚碇施工完毕后，安装索鞍，依次架设缆索，吊索及加劲主梁并合拢， 上述过程中监控并最终保证结构体系线形，最后完成桥面铺装及其他相关附属工程施工。 与已有技术相比，本实用新型有益技术效果体现在
1、 本实用新型结构受力合理、施工难度小、造价更为经济。
2、 本实用新型克服了传统单跨悬索桥跨度大于2000m难以满足工程要求或工程难度、
风险大、造价高的缺点，通过合理的中塔刚度选择来满足大跨度桥梁的抗风、抗震、车辆荷 载等外力作用的变形、稳定要求。
3、 本实用新型减小主跨度有效地减小了悬索桥缆索拉力，从而减小主缆索工程量及锚
碇建设规模，减小了大跨度桥梁的施工难度和锚碇对堤防的影响，增强了悬索桥的跨越能力， 增强了结构的安全可靠度，尤其对于江河地区常见地质条件较差的情况。
4、 本实用新型相对于多墩常规桥梁，能更好的适应河流水文变化，即深涨线变化的要 求、水运通航要求，减小通航风险的同时也更好地保证了桥梁本身的安全。
5、 本实用新型相对于超大单主跨悬索桥，避免了超大单主跨悬索桥由于通航净高与桥 梁净跨比例的失调形成的景观压抑感，双主跨悬索桥优化了比例，增加了悬索桥梁的建筑美 及韵律美感。中塔减小了桥梁跨中在强风、汽车荷载等作用下行车道的竖向、横向位移，增 强了行车舒适感。
图1为已有技术中双塔悬索桥主桥立面结构示意图，
图l中标号la索塔、2a锚碇、3a缆索、4a吊杆、5a加劲梁。
图2为本实用新型立面结构示意图，
图3a为本实用新型中塔立面主视示意图，
图3b为本实用新型中塔立面侧视示意图，
图4为图2的1/2主梁截面及吊索截面横断面图。
图5a、图5b和图5c分别为本实用新型中可选择的中塔结构示意图。
图2、图3a、图3b、图4、图5a和图5b中各标号为l左锚碇、2右锚碇、3左塔基础、4 右塔基础、5左索塔、6右索塔、7主缆索、8吊索、9加劲主梁、IO河流、ll堤顶、12中塔基 础、13中塔、14中塔上横梁、15中塔下横梁、16钢塔上塔柱、17混凝土下塔身、18分隔带、 19路灯。
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
具体实施方式
按常规，本实施例的结构设置包括以加劲主梁9形成的行车道、用于悬吊加劲主梁9 的均匀布置的竖向吊索8、承受竖向压力的主缆索7、承受主缆索7的拉力的左锚碇1、右 锚碇2，以及设置在左塔基础3上的左索塔5和设置在右塔基础4上的右索塔6; 本实施例中，沿桥轴线，在左索塔5和右索塔6之间增加设置至少一个中塔13。 图3a所示，中塔13由两侧塔柱、 一道或多道中塔上横梁14，以及一道中塔下横梁15 构成；图3b所示，中塔下横梁15与加劲主梁9之间为固结，通过中塔13与加劲主梁9的 固结来限制桥梁在强风、汽车荷载等作用下加劲主梁9的竖向和横向位移，能更好地保证结 构安全。
图1和图3b所示，中塔13设置为钢混叠合结构，包括设置钢结构的钢塔上塔柱16、 设置混凝土结构的混凝土下塔身17，中塔基础12也设置为混凝土结构。这一结构形式中， 混凝土下塔身17能较好地与中塔基础12形成整体并保证较大的刚度，也有利于涉水结构的 养护及耐久性。钢塔上塔柱16能较好地满足连跨悬索桥中塔13的柔度要求，同时采用钢结 构也有利于工业化标准制作，对工程质量及工期控制均有利。
图1所示，本实施例是在相邻塔间形成一跨，整体悬索桥共有至少两跨相连形成连跨悬 索桥，每一跨的跨度均不小于1000m。
图4所示，具体实施中，通过悬挂于主缆索7的吊索8将加劲主梁9的两侧吊起形成行 车道，同时在中部设置分隔带18、在两侧设置路灯19等附属实施来满足行车条件。
悬索桥主缆索拉力计算公式-(1)
其中H为悬索桥主缆索拉力，g为重力加速度，L为悬索桥的单跨跨度，h为主缆垂度。 依据公式(1)，并以图1和图2进行对比，采用同样主缆垂度，跨越跨度为A的河流， 图l所示的双塔悬索桥，即一跨过江与图2所示的三塔悬索桥，即两跨过江的主缆拉力之比 为4: 1。显然，图1所示结构使提供主缆索拉力的两岸锚碇建造规模大大增加，造价及工 程难度也将大大增加，对于千米级悬索桥尤为明显。图2所示，本实用新型通过减小单跨跨 度来满足跨越宽为Z的河流10，同时减小设置于堤顶11之外的锚碇的工程规模减小了施工 对河流堤防的影响。
图5a、图5b和图5c所示，中塔13的结构型式可以"A"字型、"人"字型或"I"字型。
权利要求1、钢混叠合、塔梁固结的千米级连跨悬索桥，包括，以加劲主梁(9)形成的行车道、用于悬吊加劲主梁(9)的均匀布置的竖向吊索(8)、承受竖向压力的主缆索(7)、承受主缆索拉力的两岸锚碇，以及左右两索塔，其特征是沿桥轴线，在所述左右两索塔之间增加设置至少一只中塔(13)，所述各中塔(13)与加劲主梁(9)之间至少一个中塔为固结，相邻塔间形成一跨，共有至少两跨相连形成连跨悬索桥。
2、 根据权利要求1所述的钢混叠合、塔梁固结的千米级连跨悬索桥，其特征是所述一 跨的跨度不小于1000m。
3、 根据权利要求1所述的钢混叠合、塔梁固结的千米级连跨悬索桥，其特征是所述中 塔(13)设置为由混凝土下塔身(17)和钢结构上塔柱(16)构成的钢混叠合结构。
专利摘要钢混叠合、塔梁固结的千米级连跨悬索桥，包括以加劲主梁形成的行车道、用于悬吊加劲主梁的均匀布置的竖向吊索、承受竖向压力的主缆索、承受主缆索拉力的两岸锚碇，以及左右两索塔，其特征是沿桥轴线，在左右两索塔之间增加设置至少一只中塔，各中塔与加劲主梁之间至少一个中塔为固结，相邻塔间形成一跨，共有至少两跨相连形成连跨悬索桥。本实用新型克服了传统单跨悬索桥跨度大于2000m难以满足工程要求或工程难度、风险大、造价高的缺点，合理的中塔刚度选择能满足大跨度桥梁的抗风、抗震、车辆荷载等外力作用的变形和稳定要求。其结构受力合理、施工难度小、经济性好。
文档编号E01D11/02GK201411627SQ200920172219
公开日2010年2月24日 申请日期2009年5月25日 优先权日2009年5月25日
发明者吕奖国, 吴志刚, 孙敦华, 屠筱北, 强 张, 敏 张, 张立奎, 徐宏光, 朱福春, 进 杨, 杨光武, 殷永高, 王胜斌, 征 章, 赵先民, 车承志 申请人:安徽省高速公路总公司