[发明专利]钢箱混凝土桁拱桥

说明书

技术领域

本发明涉及一种由钢桁架与拱结构组合而成的组合体系桥梁，尤其是涉及一种钢箱混凝土桁拱桥。

背景技术

目前，桁拱组合体系桥梁均局限于钢筋混凝土结构桥梁，因而跨越能力受到了较大限制，并且混凝土结构的开裂现象也比较普遍。另外，采用钢管混凝土组合结构的拱桥，尤其是上承式结构的拱桥，其拱上立柱的稳定性较差，且与主拱圈连接节点的剪力传递性能较差，与立柱连接的钢管壁往往由于局部受力过大而产生破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钢箱混凝土桁拱桥，其结构简单、制作施工方便且结构力学性能优越，具有结构自重轻、受力体系合理、材料物理性能良好、造价低等特点，能有效解决目前大跨径钢结构拱桥存在的诸多问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钢箱混凝土桁拱桥，包括桥梁承重结构和布设在所述桥梁承重结构上部的桥面板，其特征在于：所述桥梁承重结构由多个并排布设的平面桁架组成，多个所述平面桁架的结构均相同且相邻两个所述平面桁架之间通过多根横联杆紧固连接为一体；所述平面桁架包括下弦杆、布设在所述下弦杆正上方的上弦杆和固定连接在所述下弦杆和上弦杆之间的多根腹杆，所述下弦杆为拱肋，所述拱肋为内部从头至尾均填充混凝土的箱形杆件或根据受力分析结果仅在受压力较大的节段内填充混凝土的箱形杆件，所述上弦杆、拱肋和多根所述腹杆均布设在同一平面上；所述上弦杆为平直杆件，多个所述平面桁架中的上弦杆布设在同一平面上且共同组成供桥面板铺装的铺装平台。

上述钢箱混凝土桁拱桥，其特征是：所述拱肋根据受力分析结果分为受压力较大的拱底段以及受压力较小的拱顶段和过渡段，且拱肋由拱顶段、两个过渡段和两个拱底段组成，两个过渡段和两个拱底段对称布设在所述拱顶段的左右两侧，所述过渡段位于拱顶段与拱底段之间；所述拱底段内填充有混凝土。

上述钢箱混凝土桁拱桥，其特征是：所述过渡段内填充有混凝土。

上述钢箱混凝土桁拱桥，其特征是：所述拱肋的左右两侧拱脚，固定安装在能对拱肋拱脚处所承受的水平力进行约束的桥梁下部支撑结构上。

上述钢箱混凝土桁拱桥，其特征是：所述横联杆为内部为空心的箱形杆件，所述上弦杆为内部为空心的箱形杆件。

上述钢箱混凝土桁拱桥，其特征是：多个所述平面桁架均呈竖直向布设，且多个所述平面桁架中的上弦杆布设在同一水平面上。

上述钢箱混凝土桁拱桥，其特征是：多根所述腹杆包括呈竖直向布设的竖腹杆和呈倾斜向布设的斜腹杆，所述竖腹杆和斜腹杆的数量均为多根，且每根斜腹杆均布设在相邻两根竖腹杆之间；所述竖腹杆为内部为空心的箱形杆件或根据受力分析结果仅在受力较大的节段内填充混凝土的箱形杆件。

上述钢箱混凝土桁拱桥，其特征是：所述斜腹杆为H型钢或内部为空心的箱形杆件。

上述钢箱混凝土桁拱桥，其特征是：所述箱形杆件中填充混凝土的节段为内部全部填充有混凝土的实心杆件或仅在杆件承受压力的一侧填充部分填充混凝土的杆件。

上述钢箱混凝土桁拱桥，其特征是：所述拱肋为曲线形杆件，且所述曲线形杆件的线型为悬链线、抛物线或圆弧线线型。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、采用钢箱混凝土拱肋作为下弦杆，拱脚处水平力受到支座的约束，充分发挥了钢箱混凝土受压的力学性能，形成了桁架与拱的组合体系，结构的自重轻，跨越能力强。

2、各杆件间采用腹板或翼板直接连接，力学性能好，结构合理。

3、与钢管混凝土结构相比，钢箱截面抗压、抗弯及稳定性均较好，且节点构造简单，施工简便，质量易控制。

4、与上承式拱桥相比，拱上立柱采用桁架的竖腹杆，结构整体性好，受力合理。

5、采用钢箱截面的上弦杆，形成了与桥面板连接的良好构造。

6、设计新颖且整体结构简单、合理，施工方便，巧妙地将平面桁架的下弦杆设计为拱桥的拱肋，充分发挥平面桁架与拱肋的受力特性，大幅度提高了桥梁的承载能力；并且可直接在平面桁架的上弦杆上铺装桥面板，施工方便且施工效果好。同时，由于拱肋拱底段所承受的压力最大，而本发明中将拱肋左右两侧拱脚分别固定安装在桥梁下部支撑结构上，能实现通过桥梁下部支撑结构简便、直接且很好地对拱肋拱脚处所承受的水平力进行有效约束的目的，从而进一步增强了拱桥的承载能力。