斜拉拱组合桥.pdf

斜拉拱组合桥，包括主拱肋(1)、吊杆(2)、斜拉索(3)、桥塔(4)、边拱(5)、边跨主梁(6)、主跨桥面系(7)、主桥墩(9)，其特征是位于主跨两端的桥塔(4)与主桥墩(9)刚性连接；所述主拱肋(1)的两端分别与两个主桥墩(9)刚性连接；所述主跨中的斜拉索(3)两端分别与桥塔(4)及主拱肋(1)相连，边跨中的斜拉索(3)两端分别与桥塔(4)及边跨主梁(6)相连；所述主跨桥面系(7)通过吊杆(2)与主拱肋(1)相连；所述边拱(5)上端与边跨主梁刚性连接，下端与主桥墩(9)刚性连接。本实用新型综合了拱桥、斜

1、  斜拉拱组合桥，包括主拱肋(1)、吊杆(2)、斜拉索(3)、桥塔(4)、边拱(5)、边跨主梁(6)、主跨桥面系(7)、主桥墩(9)，其特征是位于主跨两端的桥塔(4)与主桥墩(9)刚性连接；所述主拱肋(1)的两端分别与两个主桥墩(9)刚性连接；所述主跨中的斜拉索(3)两端分别与桥塔(4)及主拱肋(1)相连，边跨中的斜拉索(3)两端分别与桥塔(4)及边跨主梁(6)相连；所述主跨桥面系(7)通过吊杆(2)与主拱肋(1)相连；所述边拱(5)上端与边跨主梁刚性连接，下端与主桥墩(9)刚性连接。

2、  根据权利要求1所述斜拉拱组合桥，其特征是所述主跨桥面系(7)由桥面板与钢纵横梁组成悬吊系统。

3、  根据权利要求1所述斜拉拱组合桥，其特征是所述主拱肋采用钢管混凝土结构或空钢管结构或钢箱拱结构；所述桥塔为混凝土或钢结构桥塔。

4、  根据权利要求1或2或3所述斜拉拱组合桥，其特征是在主跨桥面系(7)和边跨主梁(6)中沿桥面纵向设有系杆(8)，该系杆(8)的两端固定在边跨主梁(6)上，并有预紧力。

斜拉拱组合桥
技术领域：
本实用新桥型涉及桥梁，尤其涉及一种斜拉拱组合桥。
背景技术：
近年来，大跨度桥梁工程技术有了长足发展，悬索桥跨越能力大，一般来说适合于大于600m的桥梁孔跨，但是悬索桥巨大的锚锭及主缆、加劲梁的施工都会使桥梁造价增加；斜拉桥则需提高梁高、塔高与主跨的比值及增设辅助墩等措施来改善结构刚度；对拱桥而言，钢拱桥钢材用量大，钢管混凝土拱桥，所需拱肋截面重为了平衡拱肋推力，需采用较大的系杆，且其边跨跨越能力有限。
我国正在修建的苏通长江大桥主跨达1088m为世界上最大跨度的斜拉桥，主塔高度308m，斜拉索长度580m；已建成的重庆巫山长江大桥主跨净跨径为460m，是世界上最大跨径的钢管混凝土中承式拱桥，但拱角坐落在两岸的岩石上，广州丫髻沙钢管混凝土中承式拱桥，主跨达360m，边跨仅76m。
组合形式的桥式结构是指将两种不同的基本桥式结构进行恰当地组合，可以充分发挥不同桥式结构的优点，使得结构受力更加合理，结构更加稳定，从而可以增大桥式结构的跨越能力。目前各种组合桥式可谓方兴未艾，但国内外修建的组合桥多为梁拱组合桥式结构，将斜拉桥与拱桥二者相组合的桥梁结构，目前尚未见有相关研究报导，仅在马来西亚有一座单孔跨度300m的类似桥梁(Putrajaya桥)，Putrajaya桥斜拉索是直接拉在桥面上，索、拱分别受力，是在斜拉桥上再加上一座拱桥。
实用新型内容：
本实用新型的目的是为了将现代的斜拉桥和古典的拱桥有机结合组成一种新型的斜拉拱组合桥式结构，使其具有良好的受力性能、合理的技术经济指标、丰富的景观效果。
为实现上述目的，本实用新型桥型采用如下技术方案：斜拉拱组合桥，包括主拱肋1、吊杆2、斜拉索3、桥塔4、边拱5、边跨主梁6、主跨桥面系7、主桥墩9，其特征是位于主跨两端的桥塔4与主桥墩9刚性连接；所述主拱肋1的两端分别与两个主桥墩9刚性连接；所述主跨中的斜拉索3两端分别与桥塔4及主拱肋1相连，边跨中的斜拉索3两端分别与桥塔4及边跨主梁6相连；所述主跨桥面系7通过吊杆2与主拱肋1相连；所述边拱5上端与边跨主梁刚性连接，下端与主桥墩9刚性连接。
上述主跨桥面系7可以由桥面板与钢纵横梁组成悬吊系统。
上述主拱肋可以采用钢管混凝土结构或空钢管结构或钢箱拱结构；上述桥塔可以为混凝土或钢结构桥塔。
在上述主跨桥面系7和边跨主梁6中沿桥面纵向设有系杆8，该系杆8的两端固定在边跨主梁6上，并有预紧力。
本实用新型主跨中的斜拉索由于直接拉在主拱肋上，因此，在拼装主拱施工过程中可以起到临时扣索作用，而在桥梁运营阶段，它又参与拱肋受力；主拱范围内主跨桥面系的荷载作用通过吊杆和斜拉索传到主拱肋和桥塔上，桥塔上的力直接传给桥墩，主拱肋内的力，在拱脚汇集，再由拱脚传给桥墩。
本斜拉拱组合桥创新技术关键在于充分发挥了斜拉桥与拱桥的索拱相互作用、共同受力的特性，体现了以下一些结构优点：
(1)斜拉索作为结构的弹性支承，可以提高结构跨越能力，通过合适的索力可以调整主拱和边梁的弯矩。斜拉索的存在可提高主拱结构的刚度，增大了主跨和边跨的跨越能力。
(2)和同跨度拱相比，由于斜拉索对梁部的支承作用，可避免设置拱上立柱。作用在拱上的斜拉索可以与主拱共同承担荷载，减小
主拱的水平推力，提高结构的整体刚度，增强全桥的稳定性，起到了对主拱的优化作用。
(3)与同跨度斜拉桥相比，由于主拱承受了部分桥面荷载，可降低斜拉索索力，缩短了斜拉索索长，减少斜拉索根数，降低了塔高。同时由于边拱的作用，可避免设置辅助墩。
(4)对于施工而言，桥塔既是永久的受力结构，又可施工中作为扣索塔架和缆索吊装塔架的支撑体系，减少了结构实施的难度；斜拉索可兼有临时扣索的作用，减少了施工临时设备，降低了工程造价。
(5)斜拉拱桥造型新颖美观，别具一格，具有丰富的景观效果，可作为城市的标志性建筑。
研究结果表明，该组合桥式结构桥梁，具有良好的受力性能与合理的技术经济指标。该桥型为世界首创，造型新颖美观，具有丰富的桥梁景观效应，必将推动现代桥梁的发展。
而斜拉拱组合体系综合了拱桥、斜拉桥的特点，将斜拉索拉在拱上，形成索拱共同受力的新型斜拉拱桥，拱的存在增加了斜拉桥式的刚度，减少了斜拉索的索力、索长及索数，降低了塔高。同时由于边拱的作用，可避免设置辅助墩。主塔的存在，还能在施工中作为扣索塔架和缆索吊装塔架的支撑体系，减少了结构实施的难度。斜拉索协助主拱受力，起到调整拱肋轴线、改善结构刚度以及减少主拱推力的作用。和同跨度拱相比，由于斜拉索对梁部的支承作用，可避免设置拱上立柱。这种新的桥型具有独创性，在国内外均为空白。
附图说明：
图1：斜拉拱组合桥结构示意图。
图2：斜拉拱组合桥主拱肋示意图。
图3：斜拉拱组合桥边拱和边跨主梁示意图。
图4：斜拉拱组合桥桥塔示意图。
具体实施方式
本实用新型主要包括主拱肋1、吊杆2、斜拉索3、桥塔4、边拱5、边跨主梁6、主跨桥面系7、系杆8和主桥墩9，其中，位于主跨两端的桥塔4与主桥墩9刚性连接，所谓刚性连接就是固定连接，即将混泥土结构的桥塔与主桥墩用混泥土浇注在一起，或将钢结构的桥塔先与主桥墩9中的钢结构焊接在一起，再用混泥土浇注在一起；所述主拱肋1采用钢管混凝土结构或空钢管结构或钢箱拱结构，其两端分别与两个主桥墩9刚性连接；所述主跨中的斜拉索3两端分别与桥塔4及主拱肋1相连，也可以有部分斜拉索直接拉在主跨桥面系7上，边跨中的斜拉索3两端分别与桥塔4及边跨主梁6相连；所述主跨桥面系7是由桥面板与钢纵横梁组成悬吊系统，它主要通过吊杆2与主拱肋1相连，在主跨桥面系7和边跨主梁6中沿桥面纵向设有系杆8，该系杆8的两端固定在边跨主梁6上，最好固定在边跨主梁6外端，在安装系杆8时，对系杆8要设有预紧力，以防止主跨桥面系7纵向变形。所述边拱5上端与边跨主梁6刚性连接，下端与主桥墩9刚性连接。
本斜拉拱组合桥综合了拱桥、斜拉桥的特点，将斜拉索拉在拱上，形成索拱共同受力的新型斜拉拱桥，拱的存在增加了斜拉桥式的刚度，减少了斜拉索的索力、索长及索数，降低了塔高。同时由于边拱的作用，可避免设置辅助墩。主塔的存在，还能在施工中作为扣索塔架和缆索吊装塔架的支撑体系，减少了结构实施的难度。斜拉索协助主拱受力，起到调整拱肋轴线、改善结构刚度以及减少主拱推力的作用。和同跨度拱相比，由于斜拉索对梁部的支承作用，可避免设置拱上立柱。