大跨度鐵路斜拉橋主梁結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開大跨度鐵路斜拉橋主梁結構，包括鋼箱邊梁、縱橫梁橋面系和水平K撐；鋼箱邊梁位于截面兩側；縱橫梁橋面系位于截面中部，縱橫梁橋面系包括交叉連接的縱梁和橫梁，橫梁之間還設有與縱梁交叉連接的橫肋，縱橫梁橋面系頂部為混凝土橋面；縱橫橋面系通過水平K撐與鋼箱邊梁側部連接。將斜拉橋主梁分成鋼箱邊主梁鋼箱邊梁、縱橫梁橋面系和水平K撐三個部分，相比傳統(tǒng)的鋼箱梁可以能提供較大的橋面寬度，同時，鋼箱邊梁邊箱分布于截面兩側大大提高了橋梁的橫向剛度，解決了斜拉橋橫向剛度小的技術問題難題；相比傳統(tǒng)鋼桁梁，又提高了主梁抗風性能和列車運營風速閥值，節(jié)省用鋼量。
【專利說明】大跨度鐵路斜拉橋主梁結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及橋梁結構【技術領域】，具體的說是一種500?900米的大跨度鐵路斜拉橋主梁結構。
【背景技術】
[0002]目前主跨500米以上的鐵路斜拉橋主梁均采用鋼桁梁，或者在此基礎上改進為鋼箱桁梁，沒有應用過鋼箱梁。
[0003]在主跨500米以上的鐵路斜拉橋上不采用鋼箱梁主要是因為傳統(tǒng)鋼箱梁在橋面僅布置兩線列車時，橋面寬度較窄，但是，一味加大橋面寬度，會使得材料利用率大大降低，增加了成本。同時又不能滿足列車行車對橫向剛度的要求。
[0004]鋼桁梁雖然技術成熟，但應用在超大跨度(500?900米)鐵路橋梁上還是存在以下問題:首先，橋梁跨度較大時主梁需要較大的橫向剛度來保證行車的行車安全及舒適性，這就要求增加截面寬度，然而在僅有鐵路布置的的情況下，加寬鋼桁梁橋面寬度會導致橋梁的整體性降低且浪費較多材料；其次，鋼桁梁整體截面高度大，桿件多，風阻系數(shù)大，且鈍體截面抗風性能差，在沿海臺風多發(fā)地區(qū)列車的行車風速閥值低，需設擋風屏障保證行車安全性；最后，由于節(jié)點構造、螺栓孔削弱以及拼接板較多等因素，鋼桁梁材料利用率不高，用鋼量大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有鋼桁梁及傳統(tǒng)鋼箱梁在超大跨度(500?900米)鐵路斜拉橋上應用所需面對的一系列問題，提出一種既具備較大的橫向剛度，又能取得較好抗風性能，還能提高材料利用率降低工程造價的大跨度鐵路斜拉橋主梁結構。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案是:大跨度鐵路斜拉橋主梁結構，其特征在于:包括鋼箱邊梁、縱橫梁橋面系和水平K撐；所述鋼箱邊梁位于截面兩側；所述縱橫梁橋面系位于截面中部，所述縱橫梁橋面系包括交叉連接的縱梁和橫梁，所述橫梁之間還設有與縱梁交叉連接的橫肋，所述縱橫梁橋面系頂部為混凝土橋面；所述縱橫橋面系通過水平K撐與所述鋼箱邊梁側部連接。
[0007]優(yōu)選的，所述鋼箱邊梁包括頂板和底板，頂板和底板之間設有內(nèi)腹板和外腹板，所述外腹板上設有風嘴；
[0008]進一步優(yōu)選的，所述內(nèi)腹板上設有連接板，所述水平K撐一端與所述連接板連接。這樣，便于水平K撐的安裝。
[0009]優(yōu)選的，所述水平K撐包括多個水平設置的斜撐和平行所述橫梁設置的連接梁；所述斜撐一端與所述橫肋連接，一端與所述連接板連接；所述連接梁一端與所述橫梁連接，一端與所述連接板連接。
[0010]優(yōu)選的，所述橫梁底部設有橫梁底板，所述橫梁底板與所述鋼箱邊梁的底板連接。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:將斜拉橋主梁分成鋼箱邊梁、縱橫梁橋面系和水平K撐三個部分，從而使得鋼箱邊梁不再疊加橋面系的第二體系應力，避免了傳統(tǒng)鋼箱梁及鋼桁梁因兩體系應力疊加的影響導致材料利用率偏低的現(xiàn)象，材料利用率高；相比傳統(tǒng)的鋼箱梁可以提供較大的橋面寬度，同時，鋼箱邊梁分布于截面兩側大大提高了橋梁的橫向剛度，解決了斜拉橋橫向剛度小的技術問題；相比鋼桁梁，又提高了主梁抗風性能和列車運營風速閥值，節(jié)省用鋼量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的主視結構示意圖
[0013]圖2是本發(fā)明的局部俯視示意圖
【具體實施方式】
[0014]如圖1和圖2所示，大跨度斜拉橋主梁結構，兩側為鋼箱邊梁1，中部為縱橫梁橋面系2，縱橫梁橋面系2通過水平K撐3與所述鋼箱邊梁I的側部連接；所述鋼箱邊梁I包括頂板1.1和底板1.2，頂板1.1和底板1.2之間設有內(nèi)腹板1.3和外腹板1.4，所述外腹板1.4上設有風嘴1.5 ;所述內(nèi)腹板1.3上設有連接板1.6，所述連接板1.6 一部分嵌入所述鋼箱邊梁I內(nèi)，這樣便于與其他構件的連接安裝；所述縱橫梁橋面系2包括交叉連接的縱梁2.1和橫梁2.2，所述橫梁2.2之間還設有與縱梁2.1交叉連接的橫肋2.3，所述縱橫梁橋面系2頂部為混凝土橋面2.4 ;所述縱橫橋面系2通過水平K撐3與所述鋼箱邊梁I連接。
[0015]優(yōu)選的，所述水平K撐3包括多個水平設置的斜撐3.1和平行所述橫梁2.2設置的連接梁3.2 ;所述斜撐3.1 一端與所述橫肋2.3連接，一端與所述連接板1.6連接；所述連接梁3.2 一端與所述橫梁2.2連接，一端與所述連接板1.6連接。
[0016]為了減小風阻，提高抗風性能，所述橫梁2.2底部設有橫梁底板2.21，所述橫梁底板2.21與所述鋼箱邊梁I的底板1.2連接，并形成弧形。
[0017]將鐵路斜拉橋主梁分成三個相對獨立的部分，即鋼箱邊梁、縱橫橋面系和水平K撐，三個部分可別進行制造生產(chǎn)，然后各自運輸?shù)浆F(xiàn)場在進行安裝。
[0018]采用水平K撐連接鋼箱邊梁與縱橫梁橋面系，保證了兩者之間的既能傳遞豎向荷載，又能傳遞水平面內(nèi)的剪力，從而保證主梁整體性的同時，增加了橋面寬度，同時進一步提高了截面橫向抗彎剛度。這樣，橫向剛度和橋面剛度得到了保證。
[0019]鐵路斜拉橋的豎向剛度主要由斜拉索來提供，主梁的豎向抗彎剛度對整體的豎向剛度而言影響很小，故采用豎向抗彎剛相對較小的鋼箱邊梁對整體的豎向剛度影響很小，不會影響豎向剛度。同時，縱橫橋面系采用縱橫梁體系疊合一定厚度的混凝土橋面板，可增加橋面系重量，進而提高斜拉索的截面面積，增大拉索應力，減小幾何非線性的影響，從而進一步提高整體的豎向剛度。這樣，豎向剛度得到了保證。
[0020]鋼箱邊梁采用現(xiàn)有的流線型斷面，具有風阻小，抗風性能好等優(yōu)點的同時，采用水平K撐連接方式，故在鋼箱邊梁和縱橫梁橋面系的連接段上可以形成多處鏤空，進一步改善主梁斷面的抗風性能，保證臺風多發(fā)區(qū)的橋梁結構自身及列車的行車安全。這樣，抗風性能大大提升。
[0021]鋼箱邊梁與行車系即縱橫橋面系分離，則梁頂無車輪荷載第二體系作用，僅第一體系整體受力作用，主梁容許應力可大大提高，從而減小主梁用鋼量；同時，相比鋼桁梁來說，該主梁結構形式可很好的與混凝土梁組合，這樣邊跨可采用混凝土箱梁，形成混合梁鐵路斜拉橋，大大減小全橋用鋼量，降低造價。
【權利要求】
1.大跨度鐵路斜拉橋主梁結構，其特征在于:包括鋼箱邊梁(I)、縱橫梁橋面系(2)和水平K撐(3);所述鋼箱邊梁(I)位于截面兩側；所述縱橫梁橋面系(2)位于截面中部，所述縱橫梁橋面系(2)包括交叉連接的縱梁(2.1)和橫梁(2.2)，所述橫梁(2.2)之間還設有與縱梁(2.1)交叉連接的橫肋(2.3)，所述縱橫梁橋面系(2)頂部為混凝土橋面(2.4);所述縱橫橋面系通過水平K撐(3 )與所述鋼箱邊梁(I)側部連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的大跨度斜拉橋主梁結構，其特征在于:兩側為鋼箱邊主梁(1)，所述鋼箱邊主梁(I)包括頂板(1.1)和底板(1.2),頂板(1.1)和底板(1.2)之間設有內(nèi)腹板(1.3)和外腹板(1.4)，所述外腹板(1.4)上設有風嘴(1.5)。
3.根據(jù)權利要求2所述的大跨度斜拉橋主梁結構，其特征在于:所述內(nèi)腹板(1.3)上設有連接板(1.6)，所述水平K撐(3 )與所述連接板(1.6 )連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的大跨度斜拉橋主梁結構，其特征在于:所述水平K撐(3)包括多個水平設置的斜撐(3.1)和平行所述橫梁(2.2)設置的連接梁(3.2);所述斜撐(3.1) —端與所述橫肋(2.3)連接，一端與所述連接板(1.6)連接；所述連接梁(3.2) 一端與所述橫梁(2.2)連接，一端與所述連接板(1.6)連接。
5.根據(jù)權利要求1- 4中任一所述的大跨度斜拉橋主梁結構，其特征在于:所述橫梁(2.2)底部設有橫梁底板(2.21)，所述橫梁底板(2.21)與所述鋼箱邊梁(I)的底板(1.2)連接。
【文檔編號】E01D19/00GK103556566SQ201310593742
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權日:2013年11月21日
【發(fā)明者】羅世東, 劉振標, 王新國, 曾敏, 瞿國釗 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司