钢管桁架拱桥的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢管桁架拱桥，包括两个空心圆钢管拱肋、空心圆钢管系梁和横撑，所述横撑焊接在两个空心圆钢管拱肋之间，所述空心圆钢管系梁上焊接有横梁，还包括拱脚连接装置，所述空心圆钢管拱肋的两端和空心圆钢管系梁的两端通过拱脚连接板形成刚结，所述空心圆钢管拱肋的腹部和空心圆钢管系梁之间连接有桁架式腹杆。本发明钢管采用工厂制造成品钢管，施工现场对钢管节段进行焊接，节段少，焊接质量易保证，施工方便，施工工期短。
【专利说明】钢管桁架拱桥
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁结构【技术领域】，具体为一种钢管桁架拱桥。
【背景技术】
[0002]钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度较高的均质材料，钢构件一般可设计得较为轻巧，因而钢结构的自重较轻。目前，采用相同的桥梁结构体系时，钢桥的跨越能力大于采用其他材料所建造的桥梁。对于中等跨径桥梁钢桥具有很强的竞争力，而对于超大跨径的桥梁，则非钢桥莫属。
[0003]按照力学体系分类，钢桥有梁、拱、索三大基本体系。钢梁桥主要承重结构是主梁，主梁弯矩控制结构设计，梁桥跨度较拱桥、索承桥小；钢拱桥由于自重轻、水平推力相对较小，跨越能力，但跨度超过300m后，其用钢量较索承类桥梁大，施工难度更大；钢斜拉桥、悬索桥经济跨度在300m以上。
[0004]钢梁桥中钢桁梁应用最广，经济指标较好。钢桁梁结构随着桥梁跨度的增大，桁高也是不断增加，随着跨度的增加，钢桁梁的经济指标逐渐增加。
[0005]钢拱桥跨越能力较钢桁梁大，但随着跨度的增加，钢拱桥矢高也逐渐增大，用钢量指标也在逐渐增加，对施工机械要求也越来越高，施工难度大，施工成本高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了克服上述不足提供一种结构简单的钢管桁架拱桥。
[0007]本发明包括两个空心圆钢管拱肋、空心圆钢管系梁和横撑，所述横撑焊接在两个空心圆钢管拱肋之间，所述空心圆钢管系梁上焊接有横梁，还包括拱脚连接装置，所述空心圆钢管拱肋的两端和空心圆钢管系梁的两端通过拱脚连接板形成刚结，所述空心圆钢管拱肋的腹部和空心圆钢管系梁之间连接有桁架式腹杆。
[0008]所述横梁上方全桥纵横向连续铺设钢桥面板，所述钢桥面板纵向与系梁焊接，所述横梁与钢桥面板之间垂直设置有I型肋梁，所述钢桥面板底部横向设置有U型肋梁，所述空心圆钢管系梁上套设有圆管加劲环。
[0009]所述拱脚连接装置包括节点板底板和节点板顶板，所述节点板底板和节点板顶板之间焊接有两块纵向节点板，所述纵向节点板的上半部分为梯形板、下半部分为矩形板，所述两块梯形板同侧的腰上焊接有横向拱肋连接板，所述两块矩形板的同侧焊接有横向系梁连接板，所述横向拱肋连接板与横向系梁连接板相连，所述横向拱肋连接板内侧垂直设有第一加劲肋，所述横向系梁连接板内侧垂直设有第二加劲肋，所述两块矩形板之间设有节点板横向隔板，所述矩形板外侧与节点板底板之间垂直设有多个横梁腹板。
[0010]所述节点板底板下方设有垫板。
[0011]所述节点板底板与节点板顶板之间垂直设有多个节点板横向隔板。
[0012]本发明拱肋、系梁及腹杆采用空心圆钢管，拱肋与系梁采用桁架式腹杆连接，受力均匀合理，用钢量低，节省了工程造价；钢管自重轻，可采用大节段施工，对施工机械要求低，特别适用于跨既有铁路、公路转体施工，降低了施工费用；钢管采用工厂制造成品钢管，施工现场对钢管节段进行焊接，节段少，焊接质量易保证，施工方便，施工工期短。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明立面结构示意图。
[0014]图2为本发明横截面示意图。
[0015]图3为图1中A-A向示意图。
[0016]图4为图3中部分结构放大示意图。
[0017]图5为拱脚连接装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及实施例进一步说明本发明。
[0019]实施例:本发明包括两个空心圆钢管拱肋1、空心圆钢管系梁2和横撑5，所述横撑5焊接在两个空心圆钢管拱肋I之间，所述空心圆钢管系梁2上焊接有横梁6，还包括拱脚连接装置4，所述空心圆钢管拱肋I的两端和空心圆钢管系梁2的两端通过拱脚连接板形成刚结，所述空心圆钢管拱肋I的腹部和空心圆钢管系梁2之间连接有桁架式腹杆3。所述横梁6上方全桥纵横向连续铺设钢桥面板9，所述钢桥面板9纵向与系梁2焊接，所述横梁6与钢桥面板9之间垂直设置有I型肋梁7，所述钢桥面板9底部横向设置有U型肋梁8，所述空心圆钢管系梁2上套设有圆管加劲环10。所述拱脚连接装置4包括节点板底板11和节点板顶板12，所述节点板底板11和节点板顶板12之间焊接有两块纵向节点板13，所述纵向节点板13的上半部分为梯形板、下半部分为矩形板，所述两块梯形板同侧的腰上焊接有横向拱肋连接板15，所述两块矩形板的同侧焊接有横向系梁连接板16，所述横向拱肋连接板15与横向系梁连接板16相连，所述横向拱肋连接板15内侧垂直设有第一加劲肋17，所述覆盖在横向系梁连接板16内侧垂直设有第二加劲肋18，所述两块矩形板之间设有节点板横向隔板19，所述矩形板与节点板横向隔板19之间设有桥面板22，所述矩形板外侧与节点板底板11之间垂直设有多个横梁腹板14，所述横梁腹板14旁设有横梁加劲板23。所述节点板底板11下方设有垫板20。所述节点板底板11与节点板顶板12之间垂直设有多个节点板横向隔板21。
[0020]拱肋与系梁组合在一起共同承受荷载，拱肋、系梁及腹杆采用空心圆钢管，圆钢管采用工厂制造的成品钢管，桥面系采用密横梁体系的正交异性钢桥面板。桥梁竖向荷载的传递途径如下:竖向荷载通过钢桥面板9传递给桥面横梁6 ;横梁6通过空心圆钢管系梁2的纵梁传递给与桁架式腹杆3的节点，节点处的力通过桁架式腹杆3传递给空心圆钢管拱肋I ;拱脚处将空心圆钢管拱肋I与空心圆钢管系梁2刚结，空心圆钢管拱肋I与空心圆钢管系梁2通过拱脚连接装置4连接协调变形共同受力。
[0021]本发明的钢管桁架拱桥，兼具钢桁梁与钢拱桥的结构特点，有效的提高了跨越能力；同时，拱肋与系梁均采用空心圆钢管，圆钢管截面特性好，自重轻，分节段在工厂制造，采用大节段拼装施工。
[0022]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种钢管桁架拱桥，包括两个空心圆钢管拱肋(I)、空心圆钢管系梁(2)和横撑(5)，所述横撑(5)焊接在两个空心圆钢管拱肋(I)之间，所述空心圆钢管系梁(2)上焊接有横梁(6)，其特征在于:还包括拱脚连接装置(4)，所述空心圆钢管拱肋(I)的两端和空心圆钢管系梁(2)的两端通过拱脚连接板形成刚结，所述空心圆钢管拱肋(I)的腹部和空心圆钢管系梁(2 )之间连接有桁架式腹杆(3 )。
2.根据权利要求1所述的钢管桁架拱桥，其特征在于所述横梁(6)上方全桥纵横向连续铺设钢桥面板(9)，所述钢桥面板(9)纵向与系梁(2)焊接，所述横梁(6)与钢桥面板(9)之间垂直设置有I型肋梁(7)，所述钢桥面板(9)底部横向设置有U型肋梁(8)，所述空心圆钢管系梁(2)上套设有圆管加劲环(10)。
3.根据权利要求1或2所述的钢管桁架拱桥，其特征在于所述拱脚连接装置(4)包括节点板底板(11)和节点板顶板(12)，所述节点板底板(11)和节点板顶板(12)之间焊接有两块纵向节点板(13)，所述纵向节点板(13)的上半部分为梯形板、下半部分为矩形板，所述两块梯形板同侧的腰上焊接有横向拱肋连接板(15)，所述两块矩形板的同侧焊接有横向系梁连接板(16)，所述横向拱肋连接板(15)与横向系梁连接板(16)相连，所述横向拱肋连接板(15)内侧垂直设有第一加劲肋(17)，所述横向系梁连接板(16)内侧垂直设有第二加劲肋(18)，所述两块矩形板之间设有节点板横向隔板(19)，所述矩形板外侧与节点板底板(11)之间垂直设有多个横梁腹板(14)。
4.根据权利要求3所述的用于钢管桁架拱桥的拱脚连接装置，其特征在于所述节点板底板(11)下方设有垫板(20)。
5.根据权利要求4所述的用于钢管桁架拱桥的拱脚连接装置，其特征在于所述节点板底板(11)与节点板顶板(12)之间垂直设有多个节点板横向隔板(21 )。
【文档编号】E01D12/00GK103590321SQ201310613938
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】罗世东, 刘振标, 印涛, 马广, 任征, 夏正春 申请人:中铁第四勘察设计院集团有限公司