专利名称：高架车站空间异型刚构拱桥的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及桥梁领域，特别是涉及一种高架车站空间异型刚构拱桥。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，桥梁建设亦得以快速推进。大跨径桥梁特别是大跨径 预应力混凝土连续刚构在我国桥梁建设中得到了广泛应用。连续刚构是墩梁固结的连续结 构，其显著特点有(1)由于墩梁固结，省去了大跨连续梁的支座，无需进行巨型支座的设 计、制造、养护和更换，节省了支座费用；(2)墩梁固结减少了桥墩与基础高差的材料用量；抗震性能好；(4)便于采用悬臂施工方法，省去了采取临时固结措施。因此，连续刚构桥成为一种常用的梁体形式，但是在高架车站的建设中如果采用 这种结构却存在着以下问题(1)连续刚构桥只能满足车辆荷载的要求，无法承受上部建 筑结构荷载；(2)除了需要承受车辆荷载与上部建筑荷载以外，高架车站轨道梁还需要承 受规范规定的站台荷载，而现有的连续刚构桥无法满足站台荷载的受力要求；(3)刚构桥 的造型过于单一，只有在大跨高墩结构体系中方能体现这种体系的结构美，而高架车站通 常跨度不会太大，且由于功能需要，墩高均不会太高，因此刚构桥用在高架车站内无法满足 整体建筑造型的需要。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种高架车站空间异型 刚构拱桥，使其能够满足上部建筑结构和站台荷载的受力要求，而且竖直桥墩延伸成的拱 形结构与梁体结构浑然一体，造型独特。本实用新型提供的一种高架车站空间异型刚构拱桥，包括桥墩和梁体固结的连续 结构，在桥墩与梁体结合处桥墩两侧的梁体下表面沿纵向设有桥拱，该桥拱表面为弧形面， 该弧形面的横截面为外凸的弧形，纵截面为内凹的弧形，纵截面靠近桥墩较厚，远离桥墩处 较薄；所述梁体的下表面为外凸的柱状弧面；所述梁体、桥拱和桥墩之间均固结在一起且 结合处平滑过渡。在上述技术方案中，所述桥拱横截面的外凸弧形轮廓线是圆曲线或椭圆线，纵截 面的内凹弧形轮廓线是圆曲线或椭圆线。在上述技术方案中，所述桥墩的横截面为圆形或椭圆形。在上述技术方案中，桥墩两侧均有桥拱的为主墩，该刚构拱桥设有至少两个主墩， 位于主墩两侧的桥墩为边墩；所述主墩中心线之间的长度为主跨E2，所述主墩中心线与边 墩中心线之间的长度为边跨El ；桥拱的长度L小于边跨E1，或者为主跨E2的一半。在上述技术方案中，所述桥拱上设有第一空洞和第二空洞，所述第一空洞位于两 个桥拱与主墩的结合处，所述第二空洞对称地分布于主墩两侧的桥拱上。在上述技术方案中，桥拱的水平长度L由长度L1、L2、L3和L4相加而成，其中，第 一空洞水平长度2L1为4 8m，第一空洞与第二空洞之间间隙的水平长度L2为2 4m，第二空洞的水平长度L3为4 6m，第二空洞到桥拱边缘的水平长度L4为12 15m。在上述技术方案中，位于主墩两侧的桥拱对称地设置在主墩中心线的两侧。本实用新型的高架车站空间异型刚构拱桥，具有以下有益效果(1)对刚构桥的 桥段进行优化，使竖直桥墩延伸成为拱形结构，根据建筑荷载的位置和大小，加大了建筑荷 载作用处桥梁结构的刚度，从而改善了桥梁结构的受力性能，能更好地满足上部建筑柱网 的要求；(2)对钢构桥的横断面进行优化设计，呈鱼腹式的高架车站轨道梁可以承受站台 荷载，且自重增加不多；(3)对刚构桥的整体进行了优化，利用结构构造，将竖直桥墩延伸 为拱形结构，与梁体浑然一体，并通过增加空洞，使造型更加独特。该高架车站空间异型刚 构拱桥巧妙地将桥梁与拱结构融为一体，大大提升了高架车站景观效果，增强了车站建筑 功能，并节省了投资。此高架车站空间异型刚构拱桥可广泛应用于高铁、轻轨、城市BRT、高 速公路等交通枢纽高架车站。
图1为本实用新型高架车站空间异型刚构拱桥纵向结构示意图；图2为图1中A-A横断面结构示意图；图3为本实用新型高架车站空间异型刚构拱桥立体仰视图；图4为本实用新型高架车站空间异型刚构拱桥边跨和主跨示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应理解 为对本实用新型的限制。参见图1至图3，本实用新型高架车站空间异型刚构拱桥包括梁体1、桥拱2、桥墩 3、承台4和桩基5。所述桥墩3、承台4和桩基5位于地面以下，承台4位于桩基5之上，桥 墩3位于承台4之上。在桥墩3与梁体1结合处桥墩3两侧的梁体1下表面沿纵向设有桥 拱2，桥墩3两侧均有拱桥2的为主墩3-1，在本实施例中，位于主墩3-1两侧的桥拱2对 称地设置在主墩3-1中心线的两侧。该刚构拱桥设有至少两个主墩3-1，在本实施例中，主 墩3-1数量为两个。位于主墩3-1两侧的桥墩3为边墩3-2。梁体1和桥拱2均位于地面 之上，该桥拱2表面为弧形面，该弧形面的横截面为外凸的圆曲线或椭圆线，纵截面为内凹 的圆曲线或椭圆线，在本实施例中，该弧形面的横截面为外凸的椭圆线，纵截面为内凹的椭 圆线，纵截面靠近桥墩3处较厚，远离桥墩3处较薄。所述梁体1的下表面为外凸的柱状弧 面，所述桥墩3的横截面为圆形或椭圆形，在本实施例中，梁体1的下表面为外凸的柱状圆 形面，桥墩3的横截面为圆形。所述梁体1、桥拱2和桥墩3之间均固结在一起且结合处平 滑过渡。每个主墩3-1与两个桥拱2结合处设有第一空洞6，在本实施例中，所述第一空洞 6近似于一个椭圆。主墩3-1两侧的桥拱2上对称地分布有第二空洞7，在本实施例中，第 二空洞7近似于一个梯形。梁体1上部设有V形支撑8，所述V形支撑8与梁体1固结在一起。V形支撑8荷 载作用于梁体1的位置距离桥墩3中心线水平长度为Dl，Dl是根据上部造型的需要确定 的；桥拱2的水平长度L依据V形支撑荷载作用位置而定，即Dl长度而定。[0021]参见图4，所述主墩3-1中心线之间的水平长度为主跨E2，所述主墩3-1中心线与 边墩3-2中心线之间的水平长度为边跨E1。桥拱2的水平长度L通常小于边跨水平长度 E1，或者为主跨水平长度E2的一半。参见图1，桥拱2水平 长度L由长度Li、L2、L3和L4四部分相加而成，其中，第一 空洞6水平长度为2L1，L2为第一空洞6和第二空洞7之间间隙的水平长度，L3为第二空 洞7的水平长度，L4为第二空洞7到桥拱2边缘的水平长度，Ll的长度为2 4m，L2长度 为2 4m，L3长度为4 6m，L4长度为12 15m，在本实施例中，Ll为3m，L2为2. 25m， L3 为 4. 2m, L4 为 12. 55m。Dl 小于(L1+L2+L3)。梁体1的梁高Hl根据桥梁的跨度确定；桥拱2的拱高H2根据高架车站的建筑高 度距离地面而定，桥墩3的墩高H3需要满足结构的受力要求。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求一种高架车站空间异型刚构拱桥，包括桥墩(3)和梁体(1)固结的连续结构，其特征在于在桥墩(3)与梁体(1)结合处桥墩(3)两侧的梁体(1)下表面沿纵向设有桥拱(2)，该桥拱(2)表面为弧形面，该弧形面的横截面为外凸的弧形，纵截面为内凹的弧形，纵截面靠近桥墩(3)较厚，远离桥墩(3)处较薄；所述梁体(1)的下表面为外凸的柱状弧面；所述梁体(1)、桥拱(2)和桥墩(3)之间均固结在一起且结合处平滑过渡。
2.根据权利要求1所述的高架车站空间异型刚构拱桥，其特征在于所述桥拱(2)横 截面的外凸弧形轮廓线是圆曲线或椭圆线，纵截面的内凹弧形轮廓线是圆曲线或椭圆线。
3.根据权利要求1所述的高架车站空间异型刚构拱桥，其特征在于所述桥墩(3)的 横截面为圆形或椭圆形。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的高架车站空间异型刚构拱桥，其特征在 于桥墩(3)两侧均有桥拱(2)的为主墩(3-1)，该刚构拱桥设有至少两个主墩(3-1)，位于 主墩(3-1)两侧的桥墩(3)为边墩(3-2)；所述主墩(3-1)中心线之间的长度为主跨E2，所 述主墩(3-1)中心线与边墩(3-2)中心线之间的长度为边跨El ；桥拱(2)的长度L小于边 跨E1，或者为主跨E2的一半。
5.根据权利要求4所述的高架车站空间异型刚构拱桥，其特征在于所述桥拱(2)上 设有第一空洞(6)和第二空洞(7)，所述第一空洞(6)位于两个桥拱(2)与主墩(3-1)的结 合处，所述第二空洞(7)对称地分布于主墩(3-1)两侧的桥拱(2)上。
6.根据权利要求4所述的高架车站空间异型刚构拱桥，其特征在于桥拱(2)的水平 长度L由长度L1、L2、L3和L4相加而成，其中，第一空洞(6)水平长度2L1为4 8m，第一 空洞(6)与第二空洞(7)之间间隙的水平长度L2为2 4m，第二空洞(7)的水平长度L3 为4 6m，第二空洞(7)到桥拱⑵边缘的水平长度L4为12 15m。
7.根据权利要求4所述的高架车站空间异型刚构拱桥，其特征在于位于主墩(3-1) 两侧的桥拱(2)对称地设置在主墩(3-1)中心线的两侧。
专利摘要本实用新型公开了一种高架车站空间异型刚构拱桥，包括桥墩(3)和梁体(1)固结的连续结构，在桥墩(3)与梁体(1)结合处桥墩(3)两侧的梁体(1)下表面沿纵向设有桥拱(2)，该桥拱(2)表面为弧形面，该弧形面的横截面为外凸的弧形，纵截面为内凹的弧形，纵截面靠近桥墩(3)较厚，远离桥墩(3)处较薄；所述梁体(1)的下表面为外凸的柱状弧面；所述梁体(1)、桥拱(2)和桥墩(3)之间均固结在一起且结合处平滑过渡。本实用新型能够满足上部建筑结构和站台荷载的受力要求，而且竖直桥墩延伸成的拱形结构与梁体结构浑然一体，造型独特，可以广泛应用于桥梁领域。
文档编号E01D19/02GK201770936SQ20102051027
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者史娣, 吴智勇, 张晓江, 王小莉, 罗斌, 翟润奇, 蒋启明, 金福海, 高原 申请人:中铁第四勘察设计院集团有限公司