[发明专利]混合吊杆拱桥

说明书

本发明公开了一种混合吊杆拱桥，主要由拱肋、主梁、柔性吊杆和拱肋横撑组成；所述的柔性吊杆布置在拱肋和主梁之间；其中：在拱肋和主梁之间还设有若干根刚性斜杆，并且相邻之间的刚性斜杆的端部依次相连，形成以拱肋、主梁中心点连线为对称轴进行对称排布的若干个三角形结构；所述的刚性斜杆的顶部将拱肋进行均分，通过三角形结构的角点对拱肋均匀约束，提高拱肋的线刚度；底部则落在原结构主梁位移包络图的最大位移处及跨中位置处，使主梁的薄弱处得到加强，线刚度亦得到提高。本发明的混合吊杆拱桥的强度承载力、动力特性、稳定性较传统拱桥亦有较大提高，还可消除拱桥在受半跨荷载作用时的“跷跷板”效应，对高速铁路桥特别适用。

技术领域

本发明属于一种拱桥体系，具体涉及了一种混合吊杆拱桥。

背景技术

拱是人类在结构领域最早和最伟大的发明，从早期的砖，到18世纪的铁、钢和混凝土， 最早应用于桥梁结构之中时，都是先用于拱桥。拱桥在我国的应用有着悠久的历史，取得过 辉煌的成就。建于公元605年左右的赵州石拱桥，跨径达37.4m，采用了空腹式圆弧拱,彪 炳于世界技术发展桥梁史。解放后，我国的拱桥技术不断创新，不断进步，继续保持着世界 先进水平，现如今，拱桥不仅在公路上应用十分广泛，而且是高速铁路桥梁中最为常用的桥 型。

拱桥的主要受力特点是，在竖向荷载作用下，两端支承处除有竖向反力外，还产生水平 推力，而正是由于这个水平推力的存在，使得拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩， 使它的主拱截面主要承受轴向压力，同时截面上的应力分布比受弯梁更加均匀，使主拱截面 的材料强度得到充分发挥，跨越能力增大。

拱桥的形式多种多样，构造各有差异，可以按照不同的方式来进行分类。例如：按照主 拱圈(肋、箱)所使用的建筑材料可以分为圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥及 钢拱桥等；按照结构体系可以分为简单体系拱桥与组合体系拱桥；按照拱上建筑的形式可以 分为实腹式拱桥和空腹式拱桥；按照拱轴线的形式可以分为圆弧拱桥、抛物线拱桥和悬链线 拱桥等；按照矢跨比的大小可以分为陡拱(f/L≥1/5)、坦拱(f/L＜1/5)；按照桥面的位置 可以分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥；按照拱圈截面形式可以分为板拱、肋拱、 双曲拱和箱型拱等；按照有无水平推力可以分为有推力拱桥和无推力拱桥等。

拱桥在受力性能方面具有极大优越性，且景观性好，目前已成为我国最常用的一种桥梁 型式，在公路、铁路线上，一座座气势如虹的拱桥成为跨越江河和峡谷的彩带，为我国经济 的建设和发展发挥了巨大的作用。中国当代已建和在建的各类拱桥已取得了举世瞩目的成就， 在公路桥方面，如目前世界上跨度最大的拱桥是重庆朝天门长江大桥，跨径达552米；在公 铁两用桥方面，如目前世界上最大跨径的公铁两用刚性梁柔性拱桥是天生港航道桥，主跨达 336米；在高速铁路桥方面，大胜关长江大桥代表了中国当前桥梁建造的最高水平，被誉为 “世界铁路桥之最”，是世界首座六线铁路大桥。双跨连拱为世界同类级别高速铁路大桥中跨 度最大，是目前世界上设计荷载最大的高速铁路大桥。

我国已修建了大量的拱桥，目前仍处于大规模的基础设施建设时期，拱桥的应用仍有着 广阔的前景。拱桥的技术创新是必要的，也是有潜力和大有可为的。当下我国高速铁路建设 正处在蓬勃发展期，高速铁路桥梁的跨径越来越大、桥宽越来越宽，为满足铁路高速行车的 要求，在拱桥的设计中，需着重关注结构体系的选择和刚度、变形的问题。随着列车速度越 来越快，拱桥的结构刚度已越来越不能满足高铁安全舒适运行的要求，如何使该体系桥梁获 得更大的刚度以提高高铁速度和行车舒适性已成为近年来学者们研究的重要课题。面临21世 纪的桥梁发展要求，拱桥仍需应对诸多技术挑战，为了使拱桥在激烈竞争中继续保持优势并 获得长足发展，广大桥梁工作者还需以坚韧不拔的意志为之奋斗。

发明内容