斜柱桥的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种斜柱桥，包括桥面系（4）和承台（6）；其中，在桥面系（4）两侧的每一个承台（6）上均分别设置两根纵桥竖向对称并且呈V型的斜柱（1），并且这两根斜柱（1）沿纵桥向采用系杆（2）相连接；在桥面系（4）下方的斜柱（1）上设置立柱（3）支撑桥面系（4）和/或在桥面系（4）上方的斜柱（1）设置吊杆（5）支撑桥面系（4）；两两相邻的斜柱（1）在端部固结或铰接；在桥面系（4）前后两端的斜柱（1）的端部采用立柱（3）及支座（7）支撑，或者采用支座（7）支撑。本实用新型与其它同跨度斜拉桥、拱桥相比，刚度大幅度提高，内力大幅度减小；施工工艺简单，可以采用滑模施工，工期较短，施工不存在体系转换。
【专利说明】
斜柱桥
技术领域
[0001]本实用新型属于一种桥梁结构形式，特别是一种斜柱桥，主要应用于桥梁领域。
【背景技术】
[0002]拱桥是将拱与梁两种基本结构形式组合在一起，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用;斜拉桥是以桥面系、拉索、索塔、承台、基础为传力路径的桥梁。中大跨度的桥梁多用这两种结构形式，在施工过程中，拱桥在裸拱、最大悬臂状态面内外稳定性极差，抗风稳定性能较低，拱轴线为曲线造成材料的浪费;斜拉桥施工工艺复杂，周期较长，斜拉索长索振动明显，影响结构的疲劳寿命。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对上述的问题，提供了一种斜柱桥。该斜柱桥在结构上，由两根斜柱连接成V型，两斜柱之间通过多根系杆连接，桥面荷载通过吊杆或者立柱传给斜柱;系杆的张拉力由使斜柱弯矩为零的条件来确定，其大小与吊杆力或立柱力、斜柱自重及斜柱倾角等有关，也就是使本V型柱桥变成斜柱桥。本实用新型的斜柱桥与其它同跨度斜拉桥、拱桥相比，刚度大幅度提高，内力大幅度减小。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0005]—种斜柱桥，包括桥面系和承台；其中:在桥面系两侧的每一个承台上均分别设置两根纵桥竖向对称并且呈V型的斜柱，并且这两根斜柱沿纵桥向采用系杆相连接;在桥面系下方的斜柱上设置立柱支撑桥面系和/或在桥面系上方的斜柱设置吊杆支撑桥面系;两两相邻的斜柱在端部固结;在桥面系前后两端的斜柱的端部采用立柱及支座支撑，或者直接采用支座支撑。
[0006]进一步说明，所述的系杆的张拉力S根据下式确定:
[0007]S=C P + mg ) ? tana;其中，mg为斜柱节段的自重，P为吊杆或立柱传来的力，α为斜柱的倾斜角度。
[0008]系杆拉力的确定原理为:在斜杆上取一小段作为隔离体ΑΒ，其中:S为水平索(系杆)的张拉力，mg为斜杆节段AB的自重，P为吊杆或立柱传来的力，则由力系在沿与斜杆轴线垂直方向平衡得S.cosa=( P + mg ).sina，
[0009]则得:s=( P + mg ).tana ；
[0010]由以上条件确定的水平索的拉力，就能保证斜杆只受轴力作用，或承受较小的弯矩，从而使斜杆成为斜柱。
[0011]进一步说明，所述的斜柱采用混凝土箱型结构或者采用钢箱结构。当斜柱采用混凝土箱型结构时，施工工艺采用滑模施工；当斜柱采用钢箱结构时，施工工艺采用自承式吊装斜拼。
[0012]进一步说明，所述的桥面系的浇筑材料采用C40混凝土;所述的承台的浇筑材料采用C25混凝土;所述的吊杆和系杆均分别采用钢杆。
[0013]与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果:
[0014]本实用新型的斜柱桥与其它同跨度斜拉桥、拱桥相比，刚度大幅度提高，内力大幅度减小;施工工艺简单，可以采用滑模施工，工期较短，施工不存在体现转换。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型中上承式斜柱桥的结构示意图。
[0016]图2是本实用新型中下承式斜柱桥的结构示意图。
[0017]图3是本实用新型中中承式斜柱桥的结构示意图。
[0018]图4是本实用新型中斜柱受力分析示意图。
[0019]附图标记:1-斜柱，2-系杆，3-立柱，4-桥面系，5-吊杆，6-承台，7-支座。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0021]实施例1:
[0022]如图1所示，一种(上承式)斜柱桥，包括桥面系4和承台6;在桥面系4两侧的每一个承台6上均分别设置两根纵桥竖向对称并且呈V型的斜柱1，并且这两根斜柱I沿纵桥向采用系杆2相连接;斜柱I完全处于桥面系4的下方，在桥面系4下方的斜柱I上设置立柱3支撑桥面系4;两两相邻的斜柱I在端部固结;在桥面系4前后两端的斜柱I的端部直接采用支座7支撑。所述的斜柱I采用混凝土箱型结构。
[0023]如图4所示，所述的系杆2的张拉力S根据下式确定:S=(P + mg ).tana;其中，mg为斜柱节段的自重，P为吊杆或立柱传来的力，α为斜柱段的倾斜角度。
[0024]实施例2:
[0025]如图2所示，一种(下承式)斜柱桥，包括桥面系4和承台6;在桥面系4两侧的每一个承台6上均分别设置两根纵桥竖向对称并且呈V型的斜柱1，并且这两根斜柱I沿纵桥向采用系杆2相连接;桥面系4靠近斜柱I的底部，在桥面系4上方的斜柱I设置吊杆5支撑桥面系4，在桥面系4下方的斜柱I上设置立柱3支撑桥面系4;两两相邻的斜柱I在端部固结;在桥面系4前后两端的斜柱I的端部直接采用立柱3及支座7支撑。所述的斜柱I采用混凝土箱型结构。
[0026]所述的系杆2的张拉力S根据下式确定:S=(P + mg ).tana;其中，mg为斜柱节段的自重，P为吊杆或立柱传来的力，α为斜柱的倾斜角度。
[0027]实施例3:
[0028]如图3所示，一种(中承式)斜柱桥，包括桥面系4和承台6;在桥面系4两侧的每一个承台6上均分别设置两根纵桥竖向对称并且呈V型的斜柱1，并且这两根斜柱I沿纵桥向采用系杆2相连接;桥面系4处于斜柱I的中部位置，在桥面系4下方的斜柱I上设置立柱3支撑桥面系4，在桥面系4上方的斜柱I设置吊杆5支撑桥面系4;两两相邻的斜柱I在端部固结;在桥面系4前后两端的斜柱I的端部直接采用立柱3及支座7支撑。所述的斜柱I采用钢箱结构。
[0029]所述的系杆2的张拉力S根据下式确定:S=(P + mg ).tana;其中，mg为斜柱节段的自重，P为吊杆或立柱传来的力，α为斜柱的倾斜角度。
[0030]应用实例1:
[0031]一座斜柱桥，包含4根斜柱、40根吊杆、20根系杆、2个墩台(承台)；跨度105m，斜柱与桥面呈45°角，水平拉索(系杆)与斜柱呈45°夹角，吊杆与斜柱呈45°夹角，水平拉索(系杆)和吊杆有一个共同的端点。水平索(系杆)的力与吊杆力相等，合力沿着斜柱轴向方向，因此，斜柱只受轴向方向的压力。斜柱桥全长210m，主跨105m，桥面系材料采用C40混凝土；主梁(承台)材料采用C25混凝土；吊杆及系杆材料为钢材，采用直径0.085m的圆形截面，其中，E=2.0600e+008 KN/m2，容重为92.32 KN/m3，泊松比为0.3。
[0032]建一座拱桥模型比较跨度105m，拱肋、主梁横截面尺寸及材料与斜柱桥的斜柱均相同，立柱横截面采用宽6.1m，高0.6m的实腹长方形截面，材料选择C40混凝土。
[0033]提取结果可知:斜柱桥自重作用下，主跨最大位移:3.183cm，主跨最大应力发生在主跨一侧斜柱根部:-9.5Mpa ；拱桥模型自重作用下，最大位移:5.015cm，最大应力:
11.7Mpa，分析结果比较:与相同跨度的拱桥相比，斜柱桥刚度提高了 36.34%，内力减少了
18.8%o
[0034]应用实例2:
[0035]斜柱桥全长400m，主跨200m，桥面系材料采用C40混凝土;承台材料采用C25混凝土 ；吊杆及系杆材料为钢材，采用直径0.085m的圆形截面，其中，E=2.0600e+008 KN/m2，容重为92.32咖/1113，泊松比为0.3。
[0036]斜拉桥全长400m，主跨200m，桥面系材料采用C40混凝土；系杆材料采用C25混凝土;拉索材料为钢材，采用直径0.085m的圆形截面，其中，E=2.0600e+008 KN/m2，容重为92.32咖/1113，泊松比为0.3。
[0037]提取结果可知:斜柱柱桥在25KN/m均布荷载工况作用下，主跨最大位移:1.883cm。斜拉桥只在25KN/m均布荷载作用下，主跨最大位移:10.086cm。与相同跨度的斜拉桥相比，斜柱桥刚度提高了81.33%。
【主权项】
1.一种斜柱桥，包括桥面系(4)和承台(6);其特征在于:在桥面系(4)两侧的每一个承台(6)上均分别设置两根纵桥竖向对称并且呈V型的斜柱(1)，并且这两根斜柱(I)沿纵桥向采用系杆(2)相连接;在桥面系(4)下方的斜柱(I)上设置立柱(3)支撑桥面系(4)和/或在桥面系(4)上方的斜柱(I)设置吊杆(5)支撑桥面系(4);两两相邻的斜柱(I)在端部固结或铰接;在桥面系(4)前后两端的斜柱(I)的端部采用立柱(3)及支座(7)支撑，或者直接采用支座(7)支撑。2.根据权利要求1所述的斜柱桥，其特征在于:所述的系杆(2)的张拉力S根据下式确定: S=C P + mg ).tana;其中，mg为斜柱节段的自重，P为吊杆或立柱传来的力，α为斜柱的倾斜角度。3.根据权利要求1所述的斜柱桥，其特征在于:所述的斜柱(I)采用混凝土箱型结构或者采用钢箱结构。
【文档编号】E01D1/00GK205443896SQ201620193823
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】谢肖礼
【申请人】广西大学