专利名称：一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构及其安装方法
技术领域：
本发明涉及重载、大跨公铁两用斜拉桥的设计及施工技术，具体^J 说是一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构及其安装方法。
背景技术：
公铁两用桥是指同时布置铁路交通和公路交通的桥梁。因为一桥两 用，可以有效节约资源，所以得到越来越多的应用。钢桁梁桥方便布置 双层桥面，使公路运输和铁路运输分流，是公铁两用桥的首选。斜拉桥 较简支梁桥和连续梁桥的跨越能力更大，采用钢桁梁为主梁的斜拉桥是 大跨度公铁两用桥发展的方向。我国首座公铁两用钢桁梁斜拉桥为芜湖 长江大桥，采用双索面布置，对应的钢桁梁为双主桁(两片主桁)结构， 公路桥面为四车道，铁路桥面为双线。随着交通运输需求的增加和桥梁 设计建造技术的发展，桥梁跨度加大、荷载加重成为趋势，如要在同 一座桥上布置六车道公路和四线铁路，需要宽度达30米的双层桥面。 由此引发新的问题，即常规的双主桁钢桁梁结构已不适应上述要求为 满足刚度及强度要求，钢梁的杆件截面需要更大，桁高更高，钢梁重量 过大，现有斜拉索不能满足要求；双主桁间距过大，导致桁梁变形大、 刚度小，桥面系结构重量大大增加；宽度加大后，双主桁桥梁的横向刚 度也偏弱，动力性能差，给行车安全带来隐患，行车舒适感降低。
双主桁公铁两用斜拉桥常规的建造方法是双悬臂单根杆件对称安 装方法以桥梁主塔柱为依托，向两侧对称悬臂安装钢桁梁，及时安装 斜拉索，减小钢桁梁的悬臂长度； 一个桁段的钢桁梁构件按照制造单元 逐一提升至桥梁上安装。钢桁梁散件安装的优点有起重量小，对起重 机械的要求低，钢梁杆件的对位、调整、安装方便。其不足之处有
1)安装速度慢，逐根杆件提升安装，不能同步作业，效率较低；2)工地焊接工作量大，桥面板和主桁间采用焊缝连接，受作业条 件限制，焊缝质量难以控制，焊缝焊接收縮对桥梁线形和内力分布的影 响较大。
在上述背景下，需要研制更宽的新型主梁结构，并探索新的安装方 法，提高桥梁品质和建造效率。
武汉天兴洲公铁两用长江大桥是我国首座三索面、三桁式钢桁梁斜 拉桥，能同时提供六车道公路和四线铁路。其主梁采用三片主桁、正交 异性板公路桥面、纵横梁体系铁路桥面。该桥在跨度、荷载等方面创造 了多项世界第一。
对该三索面钢桁梁斜拉桥的三桁式主梁安装而言，采用传统的逐根 杆件提升安装方法，不足之处十分突出 一个桁段的构件需要起吊20
余次，桥面板的工地焊缝多达6条。为提高钢桁梁的安装效率，提高钢
桁梁的安装质量，迫切需要突破传统建造方法的限制，本发明涉及的桁 段整体安装方法就是在此背景下诞生的。
桁段整体安装需要解决以下技术难题
1) 一个桁段的所有构件连接在一起，形成的是一个开口的结构体， 不是一个稳定的、小变形的结构体系，见附图1，在运输及提升状态下
其变形很大，甚至可能出现结构破坏；
2) 桁段与相邻桁段之间的适配预拼，桁段与桁段之间的连接为多
点同步对接，要保证安装时多对接点必须全部适配，避免出现个别节点
位置偏差、螺栓不能顺利安装的现象出现；
3) —个桁段的结构自重达到数百吨(武汉天兴洲长江大桥的一个 桁段重量近7000kN)，且各桁段构件结构尺寸不尽相同，桁段的重心位 置各异，对起重机的要求很高，安装时桁段的纵桥向、横桥向和竖向的 平动自由度和转动自由度必须可调可控；
4) 在自重荷载作用下桁段中桁片和两侧边桁片的变形不一致，中 桁的变形更大，导致待安装桁段与已安装主桁位置偏差，不能顺利对接， 吊机必须具备单独调节各桁片高程的能力；
5) 桁段安装时为多点同步对接，各杆件同步插入节点板、同步准确就位的难度大大增加，对接过程容易受阻、卡死、刮伤节点处的摩擦 面。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种公铁两用 斜拉桥的三桁式主梁结构及其安装方法，旨在克服传统双桁式主梁负荷 能力不足、刚度不足、经济指标不好以及传统斜拉桥钢桁梁散件安装方 法的不足，着重解决上述技术难题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案之一是
提供一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构，其特征在于特征桁 段包括中桁片和设置在中桁片左右两侧的边桁片，
所说的中桁片包括上下平行设置的中桁上弦杆、中桁下弦杆，中桁 上弦杆和中桁下弦杆的前端设有中桁竖腹杆，中桁上弦杆的前端和后一 桁段中桁下弦杆的前端间设有中桁斜腹杆；
所说的边桁片包括上下平行设置的边桁上弦杆、边桁下弦杆，边桁 上弦杆和边桁下弦杆的前端设有边桁竖腹杆，边桁上弦杆的前端和后一 桁段边桁下弦杆的前端间设有边桁斜腹杆；
中桁上弦杆和边桁上弦杆之间设有构成公路桥面的正交异性板，横
联桁架分别和中桁上弦杆、边桁上弦杆、正交异性板的下表面连接；
中桁下弦杆和边桁下弦杆的前端之间设有铁路横梁，位于正交异性 板下方的若干相互平行的铁路纵梁的两端与分别与相邻两个桁段的铁 路横梁垂直连接；
中桁下弦杆与边桁下弦杆之间设有平联剪刀撑，平联剪刀撑的顶面 与铁路纵梁的底面用螺栓连接；
中桁上弦杆1与边桁上弦杆的前端根据需要设置倾斜布置的索道 管，以供斜拉索穿索锚固，索道管是一根中空的钢管，穿过上弦杆并与 其焊接连接，其斜率等于相应斜拉索的斜率。
在以上技术方案的基础上，所说的桥梁主梁由若干个特征桁段依次 首尾以高强度螺栓群连接而成；连接时， 一个桁段的上弦杆(1、 5)后端分别与后一桁段的上弦杆(1、 5)前端的整体节点通过节点板连接， 一个桁段的下弦杆(2、 6)后端分别与后一桁段的下弦杆(2、 6)
前端的整体节点通过节点板连接，
一个桁段的斜腹杆的下端均插入后一桁段的下弦杆前端的整体节
点内，
一个桁段的铁路纵梁和平联剪刀撑的后端分别与后一桁段的相应 节点连接，
相邻桁段的正交异性板相互焊接连接。 本发明采取的技术方案之二是
提供一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构的安装方法，其特征在
于在桥梁主桁上固定设置一种三吊具起重机，从桥梁下方提升经过适
配预拼和临时性构造杆件加固的钢桁梁桁段，通过三吊具起重机调整桁 段之中桁片和边桁片至同一高程，并将桁段调整至水平，采用多点同步 对位连接工艺，使待安装的钢桁梁桁段的空间位置达到设计要求，与已 安装的钢桁梁固定连接，安装并同步张拉桥梁斜拉索，三吊具起重机纵 移一个桁段长度的距离后重新与桥梁主桁固定。
在技术方案二的基础上，所说的临时性构造杆件包括临时竖杆、临
时横梁、兜梁和临时平联杆件；
临时竖杆每桁段3根，每桁片1根，用螺栓连接在桁片的上弦杆和 下弦杆之间，位置靠近后端；包括相互螺栓连接的上节和下节；上节和 下节在中桁斜腹杆或边桁斜腹杆的位置变化为左右两肢，两肢间的空腔 用来穿过中桁斜腹杆或边桁斜腹杆；
两相邻的下节间设有临时横梁，临时横梁下设有与铁路纵梁适配的 兜梁，通过兜梁将铁路纵梁的后端固定在临时横梁上；
中桁下弦杆的前端设有临时中桁加长杆，边桁下弦杆的后端设有临 时边桁加长杆，临时中桁加长杆、临时边桁加长杆间设有临时平联横杆; 临时平联横杆的两端和平联剪刀撑的悬臂端分别与临时中桁加长杆、临 时边桁加长杆连接，组成稳定的抗扭结构，避免桁段在运输途中因各桁 下运输小车走行不同步而受扭变形。在技术方案二的基础上，所说的钢桁梁桁段适配预拼的方法是在
预装台座上将三个桁段(L3、 L4、 L5)的所有构件全部组拼成一个整体 (L3+L4+L5)，安装临时竖杆、临时横梁和兜梁，将正交异性板与中桁 上弦杆和边桁上弦杆焊接连接，然后将该整体(L3+L4+L5)逐个分离为 三个桁段(L3、 L4、 L5)，安装临时平联杆件，将后方的两个桁段(L3、 L4)作为待安装桁段，运输至桥下待用，将前方的一个桁段(L5)留在 预装台座上，作为组拼下两个桁段的母体；临时平联杆件在桁段提升安 装前拆除，临时竖杆、临时横梁和兜梁，在桁段安装上桥后拆除，临时 性构造杆件均周转使用。
在技术方案二的基础上，所说的三吊具起重机配备三个独立吊具， 各吊具与主桁的三个桁片的位置一一对应，各吊具的提升力均由一套提 升机构单独控制，对应于边桁的两个吊具的提升机构可以联动；所说的 提升机构均采用变频器和涡流制动器组合调速控制。
在技术方案二的基础上，所说的三吊具起重机的吊具采用液压调平 机构，包括纵向分配梁、动滑轮组箱、短吊臂和调平油缸，动滑轮组箱 通过短吊臂铰接连接在纵向分配梁上，调平油缸的一端铰接在动滑轮组 箱侧面，另一端铰接在纵向分配梁顶面；通过调节调平油缸的长度，使 纵向分配梁在负荷不均的状态下保持水平，借此来调整钢桁梁桁段至水 平位置。
在技术方案二的基础上，所说的多点同步对位连接工艺是指在与三 桁式主梁斜腹杆对应的各整体节点内，横桥向各安装两台千斤顶，利用 千斤顶将各整体节点的两块节点板向外顶开一个可以弹性恢复的微小 距离，将待安装桁段的斜腹杆插入一定距离；千斤顶卸载，转换位置后 重新将各整体节点的两块节点板向外顶开一个可以弹性恢复的微小距 离，斜腹杆进一步插入；重复以上步骤，直至斜腹杆到达设计位置；斜 腹杆就位的过程中，其余各连接点如上弦杆(1、 5)、下弦杆(2、 6)、 铁路纵梁、平联剪刀撑等也能同步就位。
本发明的有益效果在于
1)提供了一种三桁式主梁新结构，包含正交异性板六车道公路桥面和纵横梁体系四线铁路桥面，推动公铁两用斜拉桥向大跨度、重负荷
方向发展；
2) 提高了钢桁梁安装的效率，节约了施工工期，较散件安装方法， 一个桁段的安装时间可减少5天以上；
3) 减少了工地焊缝的数量，提高了焊缝的质量，减小了焊接变形 对桥梁线形及内力的影响， 一个桁段的工地焊缝由6条减少至2条，其 余焊缝可以在工厂内焊接，由纵横向交错工地焊缝减少至只有横桥向工 地焊缝；
4) 采用高效易行的多节点同歩对位连接工艺，实现了桁段与主桁 间多点同步对接，有效保护了节点处的摩擦面，保证了主桁节点连接的 质量。
5) 采用了临时性构造杆件，使各桁段结构自成体系，具备了较大 的刚度和稳定性，在运输和提升安装过程中安全可靠、变形量小，临时 性构造杆件可以重复使用；
6) 釆 用多桁段杆件桥下预拼，固定后再解体为多个桁段，并留一 个桁段作为后续桁段预拼的母体，该桁段适配组拼技术使各相邻桁段具 有良好的适配性，降低了因制造误差等带来的不匹配风险；
7) 采用三独立吊具起重机，每个吊具均配备液压调平机构，解决 了三桁式主梁桁段结构在提升状态下变形各异、各桁段重心位置不一致 等问题，为桁段的准确就位提供了保障。
本发明有如下附图
图l:三桁式主梁之特征桁段结构立体示意图
图2:钢桁梁桁段安装示意图
图3:桁段之临时性构造杆件安装立面示意图
图4:桁段之临时性构造杆件安装侧面示意图(A—A断面)
图5:桁段之临时性构造杆件安装平面示意图
图6:多桁段适配预拼示意7:多桁段适配预拼后解体示意图
图8:三吊具起重机侧面示意图
图9:三吊具起重机之吊具液压调平机构示意图
图10 14:斜腹杆插入下弦杆前端的整体节点过程示意图
图15:下弦杆前端的整体节点侧面示意图
上述图中，
卜中桁上弦杆，2-中桁下弦杆，3-中桁竖腹杆，4-中桁斜腹杆， 5-边桁上弦杆，6-边桁下弦杆，7-边桁竖腹杆，8-边桁斜腹杆， 9-横联桁架，10-正交异性板，11-铁路横梁，12-铁路纵梁， 13-平联剪刀撑，14-临时竖杆，14a-临时竖杆上节， 14b-临时竖杆下节，15-临时横梁，16-兜梁，17-临时平联杆件， 17a-临时中桁加长杆，17b-临时边桁加长杆，17c-临时平联横杆， 18-索道管，19-上弦杆前端的整体节点， 20-下弦杆前端的整体节点，21-中吊具，22边吊具， 23-纵向分配梁，24-动滑轮组箱，25-短吊臂，26-调平油缸， 27-吊具中心线，28-待安装桁段的重心线，29-千斤顶， L3^AL5-均为桁段的编号，100-已安装桥梁主桁，101-起重机， 102-待安装桁段，103-斜拉索。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为三桁式主梁之特征桁段结构立体示意图
所谓特征桁段，是指主梁的绝大多数桁段都和本桁段具有相同的构 造特点，少数桁段(如墩顶桁段)因结构需要在构造上有所变化的除外。
本发明所涉及的三桁式主梁特征桁段包括中桁片和设置在中桁片 左右两侧的边桁片，
所说的中桁片包括上下平行设置的中桁上弦杆1、中桁下弦杆2， 中桁上弦杆1和中桁下弦杆2的前端设有中桁竖腹杆3，中桁上弦杆1 的前端和后一桁段中桁下弦杆2的前端间设有中桁斜腹杆4;所说的边桁片包括上下平行设置的边桁上弦杆5、边桁下弦杆6， 边桁上弦杆5和边桁下弦杆6的前端设有边桁竖腹杆7，边桁上弦杆5 的前端和后一桁段边桁下弦杆6的前端间设有边桁斜腹杆8;
中桁上弦杆1和边桁上弦杆5之间焊接有构成公路桥面的正交异性 板10，横联桁架9分别和中桁上弦杆1、边桁上弦杆5、正交异性板10 的下表面以螺栓连接；
中桁下弦杆2和边桁下弦杆6的前端之间设有铁路横梁ll，位于正 交异性板10下方的若干相互平行的铁路纵梁12的两端与分别与相邻两 个桁段的铁路横梁11垂直连接；
中桁下弦杆2与边桁下弦杆6之间固定设置有平联剪刀撑13，平联 剪刀撑13的顶面与铁路纵梁12的底面用螺栓连接；
中桁上弦杆1与边桁上弦杆5的前端根据需要设置倾斜布置的索道 管18，以供斜拉索穿索锚固，索道管18是一根中空的钢管，穿过上弦 杆并与其焊接连接，其斜率等于相应斜拉索的斜率。
图中编号为"14"的杆件为安装过程中使用的临时竖杆，并不包含 在特征桁段的构件之中。
桥梁主梁由若干个特征桁段依次首尾以高强度螺栓群连接而成；连 接方式如下
一个桁段的上弦杆(1、 5)后端分别与后一桁段的上弦杆(1、 5) 前端的整体节点19通过节点板连接，
一个桁段的下弦杆(2、 6)后端分别与后一桁段的下弦杆(2、 6) 前端的整体节点20通过节点板连接，
一个桁段的斜腹杆的下端均插入后一桁段的下弦杆前端的整体节 点20内，
一个桁段的铁路纵梁12和平联剪刀撑13的后端分别与后一桁段的 相应节点连接，
相邻桁段的正交异性板10相互焊接连接。
如附图2，在已安装的桥梁主桁100上固定布置一种三吊具起重机 101，从桥梁下方提升经过适配预拼和临时性构造杆件加固的待安装桁段102，通过三吊具起重机101调整桁段之中桁片和边桁片至同一高程， 并将桁段调整至水平，采用多点同步对位连接工艺，使待安装桁段102 的空间位置达到设计要求，与己安装的桥梁主桁100固定连接，安装并 同步张拉桥梁斜拉索103，三吊具起重机101纵移一个桁段长度的距离 后重新与桥梁主桁固定。如此往复进行，直至钢桁梁合龙，全桥贯通。
如附图3 5，临时性构造杆件包括临时竖杆14、临时横梁15、兜 梁16和临时平联杆件17;
如附图3、附图4，临时竖杆14分上节14a和下节14b两节制造， 在斜腹杆4(8)的位置变化成两肢，两肢间的空腔用来穿过斜腹杆4(8)， 临时竖杆上下节彼此以螺栓连接，并分别用螺栓安装在主桁的上弦杆1 (5)和下弦杆2 (6)之间，位置靠近杆件的悬臂端；
如附图4，临时横梁15分别以螺栓安装在中桁临时竖杆下节14b 的两侧，并分别与两侧边桁的临时竖杆下节14b用螺栓连接，在临时横 梁15下设置兜梁16，通过兜梁16将铁路纵梁12的悬臂端固定在临时 横梁15上；
如附图5，临时平联杆件17包括临时中桁加长杆17a、临时边桁加 长杆17b、临时平联横杆17c，临时中桁加长杆17a安装中桁下弦杆前 端，临时边桁加长杆17b安装中桁下弦杆前端，临时平联横杆17c的两 端和钢桁梁平联剪刀撑13的悬臂端分别与临时中桁加长杆17a和临时 边桁加长杆17b连接，组成稳定的抗扭结构，避免桁段在运输途中因各 桁下运输小车不同步而受扭变形。
主梁桁段适配预拼的方法是在钢桁梁桁段预装台座上，采用常规 的散件组拼法，将至少将三个桁段(图中编号为L3、 L4、 L5)组拼成整 体，如附图6，将正交异性板分别与上弦杆焊接，桁段之间正交异性板 的接缝不焊接；然后将该整体分解成单个桁段，如附图7，后方两个桁 段L3、 L4作为待安装桁段，前方剩余的至少一个桁段L5作为组拼下两 个桁段的母体；适配预拼阶段需要安装临时竖杆14、临时横梁15和兜 梁16，分解成单独桁段后，在运输之前还要安装临时平联杆件17，在 该桁段运输到桥下，准备提升安装前拆除临时平联杆件17，其余临时性构造杆件在桁段安装上桥后再予拆除并周转使用。
如附图8，提升钢桁梁桁段的三吊具起重机101设置三个独立的吊 具，分别为一个中吊具21和两个边吊具22。各吊具与主梁的三个桁片 的位置一一对应，各吊具的提升力均由一套提升机构单独控制，对应于 边桁的两个边吊具22的提升机构可以联动；所说的提升机构均采用变 频器和涡流制动器组合调速控制。
如附图9，所说的起重机吊具采用液压调平机构，包括纵向分配梁 23、动滑轮组箱24、短吊臂25和调平油缸26，动滑轮组箱24通过短 吊臂25连接在纵向分配梁23上，调平油缸26的一端铰接在动滑轮组 箱24侧面，另一端铰接在纵向分配梁23顶面；通过调节调平油缸26 的长度，使纵向分配梁23在负荷不均的状态下保持水平，借此来使待 安装桁段102保持水平。此液压调平机构的作用是当待安装桁段102的 重心线28与吊具中心线27不完全重合，存在一定的偏差(A^0)时， 仍能保证待安装桁段102的水平，这样就解决了各桁段重心位置不一致 的问题。
如附图10 附图15，在斜腹杆4 (8)对应的下弦杆前端的整体节 点20内，横桥向各安装两台千斤顶29，利用千斤顶29将各整体节点的 两块节点板向外顶开一个可以弹性恢复的微小距离，将待安装桁段102 的斜腹杆4 (8)插入一定距离；千斤顶29卸载，转换位置后重新将各 整体节点的两块节点板向外顶开一个可以弹性恢复的微小距离，斜腹杆 4 (8)进一步插入；重复以上步骤，直至斜腹杆4 (8)到达设计位置。 上述方法即多点同步对位连接的工艺要点，斜腹杆4(8)就位的过程中， 其余各连接点如上弦杆l (5)、下弦杆2 (6)、铁路纵梁12、平联剪刀 撑13等也能同步就位。
下面结合武汉天兴洲公铁两用长江大桥工程实践对多点同步对 位连接工艺作举例说明。
如附图10，桁段提升至设计高程，精确调平后，在合适的受力点 布置2台10t的手动螺旋千斤顶29。每台千斤顶29施加10t的顶力， 节点板在斜腹杆4 (8)根部的相对位移(撑开量)约为3mm，此时斜腹杆4 (8)可自由插入约为431腿的水平距离；
如附图11，在上述步骤完成的基础上，将2台10t的手动螺旋千斤 顶29卸载，重新布置受力点，2台千斤顶29同步施加10t的顶力，此 时节点板在斜腹杆4 (8)根部的相对位移(撑开量)约2mm，此时斜腹杆 4 (8)可继续插入约344mm的水平距离。
如附图12，在上述步骤完成的基础上，将2台10t的手动螺旋千斤 顶29卸载，重新布置受力点，2台千斤顶29同步施加10t的顶力，此 时节点板在斜腹杆4 (8)根部的相对位移(撑开量)约3mm，此时斜腹杆 4 (8)可继续插入约510mm的水平距离。
如附图13，在上述步骤完成的基础上，将2台10t的手动螺旋千斤 顶29卸载，重新布置受力点，2台千斤顶29同步施加10t的顶力，此 时节点板在斜腹杆4 (8)根部的相对位移(撑开量)约3mm，此时斜腹杆 4 (8)可继续插入约167mm的水平距离。
如附图14，在上述步骤完成的基础上，将2台10t的手动螺旋千斤 顶29卸载，重新布置受力点，2台千斤顶29同步施加10t的顶力，此 时节点板在斜腹杆4 (8)根部的相对位移(撑开量)约3皿，此时斜杆可 继续插入约292mm的水平距离。至此斜腹杆4 (8)已完全插入至设计。
如附图15，所说的手动螺旋千斤顶29布置在下弦杆前端的整体节 点20的两块主节点板之间，其移位次数、施加的顶力大小、作用点的 位置根据节点具体情况由计算确定，作用点位置选择的原则是以尽量 小的顶力获得较大的节点板在斜腹杆根部的相对位移量(撑开量)，且 不妨碍斜腹杆的插入；顶力施加的原则是不能使节点板产生塑性变形、 不损坏节点板摩擦面，且斜腹杆可以自由地插入。
权利要求
1.一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构，其特征在于特征桁段包括中桁片和设置在中桁片左右两侧的边桁片，所说的中桁片包括上下平行设置的中桁上弦杆1、中桁下弦杆2，中桁上弦杆1和中桁下弦杆2的前端设有中桁竖腹杆3，中桁上弦杆1的前端和后一桁段中桁下弦杆2的前端间设有中桁斜腹杆4；所说的边桁片包括上下平行设置的边桁上弦杆5、边桁下弦杆6，边桁上弦杆5和边桁下弦杆6的前端设有边桁竖腹杆7，边桁上弦杆5的前端和后一桁段边桁下弦杆6的前端间设有边桁斜腹杆8；中桁上弦杆1和边桁上弦杆5之间设有构成公路桥面的正交异性板10，横联桁架9分别和中桁上弦杆1、边桁上弦杆5、正交异性板10的下表面连接；中桁下弦杆2和边桁下弦杆6的前端之间设有铁路横梁11，位于正交异性板10下方的若干相互平行的铁路纵梁12的两端与分别与相邻两个桁段的铁路横梁11垂直连接；中桁下弦杆2与边桁下弦杆6之间设有平联剪刀撑13，平联剪刀撑13的顶面与铁路纵梁12的底面用螺栓连接；中桁上弦杆1与边桁上弦杆5的前端根据需要设置倾斜布置的索道管18，以供斜拉索穿索锚固，索道管18是一根中空的钢管，穿过上弦杆并与其焊接连接，其斜率等于相应斜拉索的斜率。
2. 如权利要求1所述的公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构，其特 征在于桥梁主梁由若干个特征桁段依次首尾以高强度螺栓群连接而 成；连接时， 一个桁段的上弦杆(1、 5)后端分别与后一桁段的上弦杆 前端的整体节点19通过节点板连接，一个桁段的下弦杆(2、 6)后端分别与后一桁段的下弦杆前端的整 体节点20通过节点板连接，一个桁段的斜腹杆的下端均插入后一桁段的下弦杆前端的整体节 点20内，一个桁段的铁路纵梁12和平联剪刀撑13的后端分别与后一桁段的相应节点连接，相邻桁段的正交异性板io相互焊接连接。
3. —种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构的安装方法，其特征在于在桥梁主桁上固定设置一种三吊具起重机101，从桥梁下方提升经过适配预拼和临时性构造杆件加固的钢桁梁桁段102，通过三吊具起重机调整桁段之中桁片和边桁片至同一高程，并将桁段调整至水平，采用 多点同步对位连接工艺，使待安装的钢桁梁桁段的空间位置达到设计要求，与已安装的钢桁梁固定连接，安装并同步张拉桥梁斜拉索103，三 吊具起重机101纵移一个桁段长度的距离后重新与桥梁主桁固定。
4. 根据权利要求3所述的一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构 的安装方法，其特征在于所说的临时性构造杆件包括临时竖杆14、临 时横梁15、兜梁16和临时平联杆件17;临时竖杆14每桁段3根，每桁片1根，用螺栓连接在桁片的上弦 杆和下弦杆之间，位置靠近后端；包括相互螺栓连接的上节14a和下节 14b;上节14a和下节14b在中桁斜腹杆4或边桁斜腹杆8的位置变化 为左右两肢，两肢间的空腔用来穿过中桁斜腹杆4或边桁斜腹杆8;两相邻的下节14b间设有临时横梁15，临时横梁15下设有与铁路 纵梁12适配的兜梁16，通过兜梁16将铁路纵梁12的后端固定在临时 横梁15上；中桁下弦杆2的前端设有临时中桁加长杆17a，边桁下弦杆6的后 端设有临时边桁加长杆17b，临时中桁加长杆17a、临时边桁加长杆17b 间设有临时平联横杆17c;临时平联横杆17c的两端和平联剪刀撑13 的悬臂端分别与临时中桁加长杆17a、临时边桁加长杆17b连接，组成 稳定的抗扭结构，避免桁段在运输途中因各桁下运输小车走行不同步而 受扭变形。
5. 根据权利要求3所述的一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构的安装方法，其特征在于所说的钢桁梁桁段适配预拼的方法是在预装台座上将三个桁段(L3、 L4、 L5)的所有构件全部组拼成一个整体 (L3+L4+L5)，安装临时竖杆14、临时横梁15和兜梁16，将正交异性板10与中桁上弦杆1和边桁上弦杆5焊接连接，然后将该整体 (L3+L4+L5)逐个分离为三个桁段(L3、 L4、 L5)，安装临时平联杆件 17，将后方的两个桁段(L3、 L4)作为待安装桁段，运输至桥下待用， 将前方的一个桁段(L5)留在预装台座上，作为组拼下两个桁段的母体; 临时平联杆件17在桁段提升安装前拆除，临时竖杆14、临时横梁15 和兜梁16，在桁段安装上桥后拆除，临时性构造杆件均周转使用。
6. 根据权利要求3所述的一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构的 安装方法，其特征在于所说的三吊具起重机101配备三个独立吊具， 各吊具与主桁的三个桁片的位置一一对应，各吊具的提升力均由一套提 升机构单独控制，对应于边桁的两个吊具的提升机构可以联动；所说的 提升机构均采用变频器和涡流制动器组合调速控制。
7. 根据权利要求3所述的一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构的 安装方法，其特征在于所说的三吊具起重机101的吊具釆用液压调平 机构，包括纵向分配梁23、动滑轮组箱24、短吊臂25和调平油缸26， 动滑轮组箱24通过短吊臂25铰接连接在纵向分配梁23上，调平油缸 26的一端铰接在动滑轮组箱24侧面，另一端铰接在纵向分配梁23顶面； 通过调节调平油缸26的长度，使纵向分配梁23在负荷不均的状态下保 持水平，借此来调整钢桁梁桁段至水平位置。
8. 根据权利要求3所述的一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构的 安装方法，其特征在于所说的多点同步对位连接工艺是指在与三桁式 主梁斜腹杆对应的各整体节点内，横桥向各安装两台千斤顶，利用千斤 顶将各整体节点的两块节点板向外顶开一个可以弹性恢复的微小距离， 将待安装桁段的斜腹杆插入一定距离；千斤顶卸载，转换位置后重新将 各整体节点的两块节点板向外顶开一个可以弹性恢复的微小距离，斜腹 杆进一步插入；重复以上步骤，直至斜腹杆到达设计位置；斜腹杆就位 的过程中，其余各连接点如上弦杆(1、 5)、下弦杆(2、 6)、铁路纵梁 12、平联剪刀撑13等也能同步就位。
全文摘要
一种公铁两用斜拉桥的三桁式主梁结构及其安装方法，涉及重载、大跨公铁两用斜拉桥的设计及施工技术。三主桁结构包括中桁片和分居其两侧的边桁片，中桁片和边桁片上缘间设有正交异性板和横联桁架，下缘间设有铁路横梁、铁路纵梁和平联剪刀撑；开发了多桁段适配预拼，设临时性构造杆件，逐桁段整体提升、多节点同步对位的安装方法。本发明的有益效果在于1.推动公铁两用斜拉桥向大跨度、重负荷方向发展，2.提高了安装效率和质量，3.减少了工地焊缝的数量，4.创新实践多点同步对接工艺，5.临时杆件解决了桁段在运输、提升过程中失稳和大变形问题，6.使相邻桁段间的适配性加强，7.解决了中桁边桁变形不一致、各桁段重心位置不一致的问题。
文档编号B66C1/10GK101603288SQ200910062899
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者姚发海, 李军堂, 毛伟琦, 潘东发, 秦顺全, 涛 马, 高宗余 申请人:中铁大桥局股份有限公司;中铁大桥勘测设计院有限公司