长联、大跨连续结构桥超高空心墩.pdf

本发明公开了一种长联、大跨连续结构桥超高空心墩，旨在确保结构整体安全性的前提下大幅度地节约桥墩圬工量。它包括墩体和与之固结的承台(30)，所述墩体的下段(20)由两条支腿(21、22、)和与之固结的横系梁(23)构成，其正面投影呈A型；所述墩体的上段(10)和支腿(21、22)采用空心截面。本发明的有益效果是，结构外形协调，刚度分配适应墩高变化对桥墩刚度要求，受力合理，传力明确；安全可靠，计算结果表明在施工阶段以及成桥运营阶段结构整体安全性可以得到完全保证；墩型美观，施工可行，经济合理，在确保结构纵、横向刚度情况下，节约桥墩圬工量30％以上，因此能显著降低工程造价。

1.  长联、大跨连续结构桥超高空心墩，包括墩体和与之固结的承台(30)，其特征是：所述墩体的下段(20)由两条支腿(21、22、)和与之固结的横系梁(23)构成，其正面投影呈A型；所述墩体的上段(10)和支腿(21、22、)采用空心截面。

2.  如权利要求1所述长联、大跨连续结构桥超高空心墩，其特征是：所述上段(10)采用横向圆弧面矩形空心截面。

3.  如权利要求1所述长联、大跨连续结构桥超高空心墩，其特征是：所述支腿(21、22、)采用横向圆弧面矩形空心截面。

4.  如权利要求1所述长联、大跨连续结构桥超高空心墩，其特征是：所述横系梁(23)采用空心截面或实心截面，并施加预应力筋。

5.  如权利要求1～4任意一项所述长联、大跨连续结构桥超高空心墩，其特征是：所述承台采用的是整体式承台(30)。

6.  如权利要求1～4任意一项所述长联、大跨连续结构桥超高空心墩，其特征是：所述承台采用带系梁的分离式承台，两条支腿(21、22)的下端分别与位于等高面上的两个承台(31、32)固结，两个承台(31、32)之间设置与其固结的系梁(33)，系梁(33)内设置预应力筋。

7.  如权利要求1～4任意一项所述长联、大跨连续结构桥超高空心墩，其特征是：所述承台采用分离式承台，两条支腿(21、22)的下端分别与两个承台(31、32)固结。

长联、大跨连续结构桥超高空心墩
技术领域
本发明涉及桥墩，特别涉及一种应用于高速铁路长联、大跨连续结构桥的超高空心墩。
背景技术
随着交通运输事业的飞速发展，跨越江河、峡谷的大跨度桥梁必然大量涌现。我国西部地区铁路建设由于极其复杂的地质、地貌特征，各种不良地质和陡坡峡谷层出不穷，大跨长联结构和超高桥墩将不可避免。
国内目前最大墩高的铁路桥梁是宜万线的渡口河大桥，设计速度160km/h，主桥为(72+128+72)m的双线预应力混凝上连续刚构桥，最高主墩128m，采用扫帚形空心墩；最大跨度铁路刚构桥是襄渝线的牛角坪大桥，主桥为(100+192+100)m预应力混凝上连续刚构桥，最高主墩99m，也采用扫帚形空心墩。国内典型的公路大跨连续刚构桥有，湖北沪蓉西高速公路龙潭河大桥最高主墩178m，双壁墩，其主桥为(106+3×200+106)m五跨预应力混凝土连续刚构；双河口大桥最高主墩166m，其主桥为90+2×170+90曲线连续刚构。由于受横向刚度的限制，墩高大于100m左右的铁路连续刚构高桥墩一般采用空心高墩(扫帚形墩)，横向放坡，纵向放坡或不放坡。这种空心高墩造型单调，形式简单，仅在桥墩承载安全性和使用性能加以考虑，混凝土用量大。如李子沟大桥主跨128m，107m高的主墩混凝土用量达8300m³；渡口河大桥主跨128m，128m高主墩混凝土用量达16600m³，牛角坪大桥主跨192m，99m高主墩混凝土用量达14895m³，对于主跨144m，139m高主墩混凝土用量将达22800m³以上。
由此可见，随着速度及大跨高墩墩高的增加，采用传统设计的扫帚形空心高墩结构型式，为满足高速行车时桥梁的动力性能，墩身混凝土用量将成几何级数增大，工程造价将随之大幅度增加。因此，提供一种结构安全、造价经济、整体美观的超高空心墩，对提高铁路桥梁的跨越能力，推动我国铁路桥梁建设事业的发展，有着非常重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于高速铁路的长联、大跨连续结构桥超高空心墩，在确保结构整体安全性的前提下，可大幅度地节约桥墩圬工量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明长联、大跨连续结构桥超高空心墩，包括墩体和与之固结的承台，其特征是：所述墩体的下段由两条支腿和与之固结的横系梁构成，其正面投影呈A型；所述墩体的上段和支腿采用空心截面。
本发明的有益效果是，结构创新，结构外形协调，刚度分配适应墩高变化对桥墩刚度要求，受力合理，传力明确；安全可靠，计算结果表明在施工阶段以及成桥运营阶段结构整体安全性可以得到完全保证；施工可行，经济合理，在确保结构纵、横向刚度情况下，节约桥墩圬工量30％以上，因此能显著降低工程造价；墩型美观，外形宏伟、线条连续流畅、比例与尺度协调、富有韵律，与深谷地形交相辉映，景观效果极佳，可充分体现桥梁的美学原理。
附图说明
本说明书包括如下六幅附图：
图1是本发明长联、大跨连续结构桥超高空心墩横断面构造示意图；
图2是图1中A-A截面构造示意图；
图3是图1中B-B截面构造示意图；
图4是图1中C-C截面构造示意图；
图5是本发明长联、大跨连续结构桥超高空心墩横断面构造示意图；
图6是本发明长联、大跨连续结构桥超高空心墩横断面构造示意图。
图中示出零部件、部位名称及所对应的标记：上段10、下段20、支腿21、支腿22、横系梁23、整体式承台30、承台31、承台32、系梁33。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1，本发明长联、大跨连续结构桥超高空心墩，包括墩体和与之固结的承台，所述墩体的下段20由两条支腿21、22和与之固结的横系梁23构成，其正面投影呈A型；所述墩体的上段10和支腿21、22采用空心截面。
参照图2，所述上段10采用横向圆弧面矩形空心截面，与传统空心墩截面类似。参照图3，所述支腿21、22采用横向圆弧面矩形空心截面，但支腿坡度由于刚度及美观等要求，可采用流线变化型式。横系梁23受墩高及支腿强度等要求优化设置，截面可为空心截面(参照图4)，或实心截面，并施加预应力筋，根据结构受力要求而定。
超高空心墩的基础属大体积钢筋混凝土结构，承台受较大水平拉力，根据不同的地质、地形情况可设计为如下三种结构型式：
1.采用整体式承台。参照图1，两条支腿21、22的下端分别与位于等高面上的整体式承台30固结。该结构适用于地质情况相对较差，地形相对平缓，墩身高度相对偏矮，承台横向尺寸相对不是很大的情况。
2.采用带系梁的分离式承台。参照图5，两条支腿21、22的下端分别与位于等高面上的两个承台31、32固结，两个承台31、32之间设置与其固结的系梁33，系梁33内设置预应力筋。该结构适用于地质情况相对较差，地形相对平缓，墩身高度相对偏高，承台横向尺寸相对很大的情况。
3.采用分离式承台。参照图6，所述承台采用分离式承台，两条支腿21、22的下端分别与承台31、32固结。该结构适用于地质情况较好，地形平缓或较陡，分离支腿可不等高的情况。
本发明长联、大跨连续结构桥超高空心墩具有结构创新、安全可靠、施工可行、经济合理和墩型美观的特点。申请人将其成功地运用于新建渝利铁路的桥梁设计中。渝利铁路为时速200公里客货共线铁路，长联大跨高桥众多。其中蔡家沟双线特大桥为全线最高桥，主桥为(80+3×144+80)m预应力混凝土连续刚构一连续组合桥，桥高178m，最大墩高139m，建成后将成为目前国内外铁路桥梁墩高之最。该桥若按现有扫帚形空心高墩设计，其主墩混凝土用量将达22800m³，采用本发明超高空心墩后主墩混凝土用量只有15600m³，可节约桥墩圬工量30％以上，大幅度地降低了桥梁造价。
以上所述只是周图解说明本发明长联、大跨连续结构桥超高空心墩的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。