[发明专利]一种利用悬挑外伸式桥墩增大跨度的架空管道结构

说明书

本发明公开了一种利用悬挑外伸式桥墩增大跨度的架空管道结构，它包括位于两岸上的镇墩、悬挑外伸式桥墩、架空管道、管道支座、设于架空管道两侧的检修便桥，以及伸缩节。悬挑外伸式桥墩上部的两侧边缘均安装有一个管道支座，整个架空管道形成长、短跨相互交替的连续梁结构；两端镇墩作为架空管道的固定端，管道支座设于架空管道中部；伸缩节布置在两岸中间的悬挑外伸式桥墩上，且位于该短跨的中间；检修便桥采用抱箍安装于架空管道两侧，检修便桥与悬挑外伸式桥墩之间采用人行斜踏步贯通，形成检修通道。本发明有效地加大了架空距离，能确保温度伸缩调节性能，可方便地进行管道维修和养护工作。

技术领域

本发明涉及一种应用于水利工程和桥梁建设的架空管道结构，尤其是一种利用悬挑外伸式桥墩增大跨度的架空管道结构，适用基础跨度在30～50m之间，并且无附加承载结构的应用场景。

背景技术

在长距离输水工程中，常常需要解决输水线路跨越江河湖库、山涧峡谷、交通线路等自然或人工障碍物的问题。现有的解决方案是设置倒虹吸或架空管道从空间上错开后从障碍的下方或上方通过。通常条件下架空管道的方案布置灵活，作业条件相对良好，实际施工难度较小，环境影响友好，应用范围较广。

架空管道的主要型式有管拱、梁式管桥、悬索式管桥、斜拉式管桥等，其中梁式管桥是最常用的，该方式将管道以连续梁的形式支承在管架上，适用于支座距离在50m以下的空间跨越。如果相邻桥墩之间的跨度小于30m，对于管径在DN300～DN1800之间的管道，可以充分利用管道材料自身的承载能力，简化甚至取消管架结构，采用自承式平直钢管直接架立于相邻的桥墩之间。但是当相邻桥墩之间的跨度达到30～50m时，就需要采用桁架结构增强管道的承载能力，并需要处理长距离管道的温度变形和管道运行时的维修和养护条件。但实际中经常受场地、景观等因素制约，无法采用桁架结构加强管道时，就需要一种轻型结构既能稳定支撑管道，又能妥善布置温度伸缩变形的调节装置，还能兼顾管道的维修和养护。

发明内容

为了克服现有自承式平直形架空钢管跨度不足的缺陷，本发明提供一种利用悬挑外伸式桥墩增大跨度的架空管道结构，该结构可以利用管道自身和管道支座的结构性能，有效地加大桥墩间的架空距离，并能确保温度伸缩装置的调节性能，而且可以方便地进行管道维修和养护工作。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种利用悬挑外伸式桥墩增大跨度的架空管道结构，包括分别位于两岸上的镇墩、架空范围内布置的悬挑外伸式桥墩、架空管道、管道支座、设于架空管道两侧的检修便桥，以及伸缩节。所述悬挑外伸式桥墩的下部结构包括桩基础、承台、立柱和纵向盖梁，用以向下传递竖向荷载。所述悬挑外伸式桥墩上部的两侧边缘均安装有一个管道支座，用以支撑所述架空管道。同一个悬挑外伸式桥墩上两个支座之间的架空管道部分形成短跨，相邻悬挑外伸式桥墩之间的架空管道部分形成长跨，整个架空管道构成长、短跨相互交替的连续梁结构；所述两端镇墩作为架空管道的固定端，所述管道支座设于架空管道沿线，作为架空管道的简支支座。整个结构的受力原理是利用悬挑外伸式桥墩上短跨自重内力减小长跨中的内力，达到增大悬挑外伸式桥墩间临空跨度的目的；所述伸缩节布置在两岸中间的悬挑外伸式桥墩上，且位于该短跨的中间，作为两侧架空管道的弹簧连接，伸缩节至最近管道支座之间的架空管道形成外伸悬臂结构。伸缩节两侧的架空管道长度相同或两侧的架空管道长度差小于5％，外伸悬臂结构的竖向变形大小才能一致或基本一致，相对位移差最小，可以充分发挥伸缩节的调节性能。所述检修便桥采用抱箍安装于所述架空管道两侧，检修便桥与所述悬挑外伸式桥墩之间采用人行斜踏步贯通，形成检修通道。检修便桥包括设于检修便桥两边的外侧栏杆、设于架空管道两边的内侧栏杆和检修桥面，用以进行架空管道的除锈、防腐作业。检修便桥与架空管道之间采用抱箍等间距连接，相邻抱箍之间设置内侧栏杆并与抱箍采用焊接或螺栓连接，内侧栏杆高度应大于架空管道与检修桥面之间的间隙，防止人员跌落。

上述的架空管道结构，所述管道支座由支撑环和支座下部结构组成，支撑环在支座下部结构上可以沿管轴方向进行移动或转动，以消除架空管道的温度变形。支座下部结构采用预埋件与所述悬挑外伸式桥墩连接。