一种斜拉上承式拱协作体系桥梁的制作方法

本实用新型涉及一种斜拉上承式拱协作体系桥梁，属于建筑工程技术领域。

背景技术：

我国从20世纪70年代中期开始修建斜拉桥，特别在近20年中，斜拉桥的发展异常迅速，建成斜拉桥的数量居世界前列。斜拉桥是大跨度桥梁的主要桥型，技术方案合理的中、大桥梁跨径范围内，斜拉桥受力合理，具有明显的经济优势，而且结构形式丰富、造型优美、构造简洁。

斜拉桥是一种由塔、梁、索3种基本构件组成的组合桥梁结构体系，通过拉索将主梁重力和车辆荷载等传递给桥塔，再经由桥塔传递至基础。斜拉桥的拉索相当于在主梁跨内增加了若干弹性支承，从而减小了梁内弯矩、梁体尺寸和重力，提高了桥梁的跨越能力。然而，斜拉桥在使用过程中，也存在一些问题，诸如面内屈曲稳定、拉索的疲劳破坏和风致振动、主梁的侧向变形和颤振稳定性等。其中，主梁因受到较大压力而失去稳定性的问题应重点关注。斜拉桥主梁受到拉索的水平分力产生的轴向预压力，使得主梁成为偏心受压构件，过大的轴向力会使得梁体的稳定性和抗风性能变差，限制了桥梁的跨越能力，而通过增大截面尺寸来提高主梁的稳定性则会增加材料的耗费，使得桥梁的经济性能变差，而且让主梁显得笨重，影响桥梁的外观。如何有效地降低主梁受到的压力，同时不增加主梁截面的尺寸成为亟待解决的问题；现代桥梁设计对结构功能要求的提高和结构体系的研究发展使得协作体系桥梁成为该问题的一种可能的解决途径。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种斜拉上承式拱协作体系桥梁。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种斜拉上承式拱协作体系桥梁，包括索塔、桥墩和主梁，所述主梁水平设置，所述桥墩设置有若干个，且若干个所述桥墩分别对应设置在主梁的四角处，所述主梁的中部前后端分别设置有槽口，所述索塔分别竖直对应设置在槽口内与主梁连接，且所述索塔的底部与桥墩的底部位于同一水平面上，所述索塔上由上至下分别对称设置有若干个斜拉索，且若干个所述斜拉索的另一端分别与同侧的主梁连接，所述对称设置的两个斜拉索形成开口向下的v字形结构，且所述v字形结构的开口由上至下递减；以主梁的竖直中心线为中心线，在主梁的底部对称设置有主拱，且所述主拱的其中一端与两个索塔连接，主拱的另一端与主梁的侧端底部连接，所述主拱的拱体顶部与主梁之间设置有若干个立柱，且由竖直中心线向侧面延伸的立柱的长度递减。

优选的是，在索塔、桥墩的底部分别设置有基础块。

进一步的，所述斜拉索的两端分别与索塔、主梁锚接连接。

本实用新型的有益效果在于：

1.与斜拉桥相比，下部拱结构的存在减小了主梁所受的轴向压力，同时拱上立柱的支撑为主梁提供了多点的弹性支承，减小了主梁的弯矩，使主梁截面的设计尺寸减小，降低主梁自重，减小主梁的耗材。

2.与斜拉桥相比，由于有主拱承受部分来自桥面的荷载，可降低斜拉索索力，使得在索塔的另外一侧可不必增设辅助墩，同时可降低索塔的截面积，减少工程造价。

3.由于下部拱结构的协助，减小了斜拉索承担的桥梁荷载，使得斜拉索的索长得以缩短，降低了索垂度的影响，提高了索面刚度，从而提高了桥面横向的抗风刚度。

4.与拱桥相比，主梁的部分重力由斜拉索承担，减小了由立柱传递至主拱的荷载，提高了拱结构的稳定性，降低拱脚处的弯矩和水平推力，增大拱桥的跨径，使主拱线形更为轻盈，增加结构体系的视觉美观性。

5.索塔、斜拉索、主拱、立柱、主梁共同形成了一个完整的主梁拉压自平衡体系，提高了体系的整体刚度，降低了体系对基础的要求，改善了体系的抗风性和稳定性，同等情况下提高了斜拉桥和拱桥各自的跨越能力。

6.在桥梁的施工阶段，可利用斜拉桥索塔进行缆索吊装法施工，降低了施工阶段的成本，提高结构的利用率。

附图说明

图1为一种斜拉上承式拱协作体系桥梁立面图；

图2为一种斜拉上承式拱协作体系桥梁三维视图；

图中主要附图标记含义如下：

1、索塔，2、桥墩，3、主梁，4、斜拉索，5、主拱，6、立柱，7、基础块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做具体的介绍。

如图1-2所示：本实施例是一种斜拉上承式拱协作体系桥梁，包括索塔1、桥墩2和主梁3，主梁3水平设置，桥墩2设置有若干个，且若干个桥墩2分别对应设置在主梁3的四角处，主梁3的中部前后端分别设置有槽口，索塔1分别竖直对应设置在槽口内与主梁3连接，且索塔1的底部与桥墩2的底部位于同一水平面上，索塔1上由上至下分别对称设置有若干个斜拉索4，且若干个所述斜拉索4的另一端分别与同侧的主梁3连接，对称设置的两个斜拉索4形成开口向下的v字形结构，且v字形结构的开口由上至下递减；以主梁3的竖直中心线为中心线，在主梁3的底部对称设置有主拱5，且主拱5的其中一端与两个索塔1连接，主拱5的另一端与主梁3的侧端底部连接，所述主拱5的拱体顶部与主梁3之间设置有若干个立柱6，且由竖直中心线向侧面延伸的立柱6的长度递减；在索塔1、桥墩2的底部分别设置有基础块7。

本实施例中，斜拉索4的两端分别与索塔1、主梁3锚接连接。

主梁3由沿纵向分布的斜拉索4及立柱6连接到索塔1及主拱5上，对主梁3起到弹性支承的作用，斜拉索4两端分别锚固于主梁3及索塔1上，主拱5纵桥向一端与主梁3刚接，一端与索塔1底部固结，桥墩2支承在主梁3的两端，立柱6竖向支承固结在主拱5上，在实际应用时，各斜拉索4所受的拉力、立柱6所受的压力、截面尺寸、布置间距及所用材料可依据实际情况进行设计；索塔1、桥墩2、主梁3，斜拉索4、主拱5的材料、线形以及截面尺寸可按设计要求择优选用，且全桥结构体系可根据实际情况变化，可以是塔梁固接体系、刚构体系等。

综上所述，本实用新型提供了一种斜拉上承式拱协作体系桥梁，该体系减小了主梁所受的轴向压力，增强了主梁的稳定性，减小了主拱承担的荷载，降低拱脚处的弯矩和水平推力，提高了拱结构的稳定性。同时，增加了桥梁的整体刚度，使得斜拉桥和拱桥两种体系协同作用，发挥出各自的优势，表现出良好的受力性能。

以上所述仅是本实用新型专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型专利的保护范围。

技术特征：

1.一种斜拉上承式拱协作体系桥梁，其特征在于：包括索塔（1）、桥墩（2）和主梁（3），所述主梁（3）水平设置，所述桥墩（2）设置有若干个，且若干个所述桥墩（2）分别对应设置在主梁（3）的四角处，所述主梁（3）的中部前后端分别设置有槽口，所述索塔（1）分别竖直对应设置在槽口内与主梁（3）连接，且所述索塔（1）的底部与桥墩（2）的底部位于同一水平面上，所述索塔（1）上由上至下分别对称设置有若干个斜拉索（4），且若干个所述斜拉索（4）的另一端分别与同侧的主梁（3）连接，所述对称设置的两个斜拉索（4）形成开口向下的v字形结构，且所述v字形结构的开口由上至下递减；以主梁（3）的竖直中心线为中心线，在主梁（3）的底部对称设置有主拱（5），且所述主拱（5）的其中一端与两个索塔（1）连接，主拱（5）的另一端与主梁（3）的侧端底部连接，所述主拱（5）的拱体顶部与主梁（3）之间设置有若干个立柱（6），且由竖直中心线向侧面延伸的立柱（6）的长度递减。

2.根据权利要求1所述的一种斜拉上承式拱协作体系桥梁，其特征在于，在索塔（1）、桥墩（2）的底部分别设置有基础块（7）。

3.所述的根据权利要求1所述的一种斜拉上承式拱协作体系桥梁，其特征在于，所述斜拉索（4）的两端分别与索塔（1）、主梁（3）锚接连接。

技术总结
本实用新型公开了一种斜拉上承式拱协作体系桥梁，包括索塔、桥墩和主梁，主梁水平设置，桥墩分别设置在主梁的四角处，索塔竖直对应设置在槽口内与主梁连接，索塔上由上至下分别对称设置有若干个斜拉索，且若干个斜拉索的另一端分别与主梁连接，以主梁的竖直中心线为中心线，在主梁的底部对称设置有主拱，主拱的拱体顶部与主梁之间设置有若干个立柱，由竖直中心线向侧面延伸的立柱的长度递减；本实用新型减小了主梁所受的轴向压力，增强了主梁的稳定性；减小了主拱所受的压力荷载，降低拱脚处的弯矩和水平推力，提高了拱结构的稳定性；增加了桥梁的整体刚度，改善了结构的抗风性能，使得斜拉桥和拱桥两种体系协同作用，表现出良好的受力性能。

技术研发人员：王静妤;袁万城;党新志;贺金海
受保护的技术使用者：南京同杰桥梁工程技术有限公司
技术研发日：2019.05.24
技术公布日：2020.05.19