一种公铁两用阿基米德桥的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种公铁两用阿基米德桥，由横置的椭圆形箱梁、双斜柱桥墩和圆端形基础构成；椭圆形箱梁的外周为椭圆形的外壁，外壁内部设置有支撑墙和行车道板，支撑墙竖直设置于外壁的中轴线上，铁路行车道设置于椭圆形箱梁内第一层行车道板的中间、支撑墙两侧，公路行车道设置于第一层行车道板的两侧以及整个第二层行车道板上，在第二层行车道下方设置有压风井和救援通道，外壁上侧的内壁上设置有吸风通道。本实用新型的公铁两用阿基米德桥，采用横置式椭圆形箱梁结构，便于进行车道布置；且由于横向弧度较大，能够降低横向洋流的流体阻力。等截面圆柱截面的双斜柱形桥墩提供了桥梁的竖向和水平向支撑刚度。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于土木工程桥梁【技术领域】，具体涉及一种跨越海峡的公铁两用阿基 米德桥。 -种公铁两用阿基米德桥
【背景技术】
[0002] 随着铁路、公路交通网络的不断发展，跨海交通的修建需求与日俱增。以往的轮渡 已经远远不能满足社会经济发展的要求。当铁路公路的交通线路遇到跨度大、水位深的环 境时，采用传统的大跨度桥梁和深水隧道将会遇到经济和技术上的极大困难。具体的说，若 采用大跨桥梁，会面临桥梁高度、通航跨度、引桥长度、桥墩深度等要求，主航道处必须采用 斜拉桥或悬索桥这样的大跨或超大跨桥梁形式，线路跨越要求和海洋航道要求大大增加了 跨海大桥的工程数量和建造难度。若采用深埋隧道，则隧道长度取决于水深以及海床以下 的地质条件，深水域的隧道长度可能会超出采用桥梁跨越方案的总体线路长度，此外，水下 地质勘探的难度远远大于陆地，不确定性因素较多。
[0003] 采用阿基米德桥是一种较为理想的跨越方案。这种桥是悬浮于水中的一种封闭式 桥跨结构，在航道处位于水下30m左右，能够满足海洋通航要求，其结构周围被水包围，受 自重、浮力、活载、海水波动等作用。这种桥梁的跨度比采用水面上大跨桥梁和水下深埋隧 道都要短，大大节省了投资。以往对阿基米德桥的研究以公路交通为主，而未考虑铁路方 案，而我国铁路网络已经得到了全面发展，覆盖范围不断扩大，海峡对铁路发展的限制问题 日益突出，目前我国铁路跨海只有轮渡形式，速度较慢，若能够实现铁路通过阿基米德桥梁 跨越海峡，则会突破海峡对铁路发展的瓶颈，极大的便利两岸的铁路交通。
[0004] 从具体的桥式和以往的建设经验看，以公铁两用桥梁跨越大江大河具有经济和技 术的双重优势，因此，有必要对跨越海峡的公铁两用桥进行专门的研究。其中铁路由于荷载 大，对线路要求高，其技术标准要高于公路，因此，在设计中如何充分考虑铁路特点是一个 重大难题。 实用新型内容
[0005] 本实用新型针对现有技术中存在的不足，提供了一种跨越海峡的公铁两用阿基米 德桥，实现公路和铁路跨越海峡的功能。
[0006] 本实用新型为解决这一问题所采取的技术方案是：
[0007] 本实用新型的公铁两用阿基米德桥，包括横置的椭圆形箱梁、双斜柱桥墩和圆端 形基础；椭圆形箱梁的外周为椭圆形的外壁，外壁内部设置有支撑墙和行车道板，椭圆形箱 梁由行车道板和支撑墙将内部划分为多个独立的空间，包括铁路行车道、公路行车道、救援 通道和压风井；支撑墙坚直设置于椭圆形箱梁的中轴线上，铁路行车道设置于椭圆形箱梁 内第一层行车道板的中间、支撑墙两侧，公路行车道设置于第一层行车道板的两侧以及整 个第二层行车道板上，在第二层行车道板下方设置有压风井和救援通道，外壁上侧的内壁 上设置有吸风通道。
[0008] 所述的椭圆形箱梁由下方的双斜柱桥墩支撑，双斜柱桥墩上部相交并形成与椭圆 形箱梁截面外轮廓尺寸相匹配的椭圆孔，下部向外倾斜，形成三角形框架式支撑；下端固定 连接在圆端形基础上。
[0009] 位于双斜柱桥墩底部的两个圆端形基础之间设置有基础联梁。
[0010] 本实用新型具有的优点和积极效果是：
[0011] 本实用新型的公铁两用阿基米德桥，比传统的桥梁或深埋隧道所用的结构物长度 都要少，所采用的横置式椭圆形箱梁结构首先适应了公路、铁路桥面横向分布较宽的特点， 便于进行车道布置；且由于横向弧度较大，能够降低横向洋流的流体阻力；其截面上、下面 的扁平形状能够更好的抵抗深水压力。采用等截面圆柱截面的双斜柱形桥墩很好的提供了 桥梁的坚向和水平向支撑刚度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型的椭圆形箱梁的结构示意图；
[0013] 图2是本实用新型的公铁两用阿基米德桥的结构示意图；
[0014] 图3是本实用新型的圆端形基础的结构示意图。
[0015] 附图中主要部件符号说明：
[0016] 1 :外壁 2 :支撑墙
[0017] 3:第一层行车道板 4:第二层行车道板
[0018] 5:铁路行车道 6 :公路行车道
[0019] 7:救援通道 8:压风井
[0020] 9 :吸风通道 10 :双斜柱桥墩
[0021] 11:圆端形基础 12:基础联梁
[0022] 13 :椭圆形箱梁。
【具体实施方式】
[0023] 以下参照附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。
[0024] 图1是本实用新型的椭圆形箱梁的结构示意图；图2是本实用新型的公铁两用阿 基米德桥的结构示意图；图3是本实用新型的圆端形基础的结构示意图。如图1至图3所 示，本实用新型的公铁两用阿基米德桥，包括横置的椭圆形箱梁13、双斜柱桥墩10和圆端 形基础11。椭圆形箱梁13的外周为椭圆形的外壁1，外壁1内部设置有支撑墙2和行车道 板，椭圆形箱梁由行车道板和支撑墙2将内部划分为多个独立的空间，包括铁路行车道5、 公路行车道6、救援通道7和压风井8。
[0025] 椭圆形箱梁13截面长轴平行于水平面，这样可以有效地减小横向洋流的流动阻 力，进而降低梁体所受的洋流荷载，同时也增强了结构抵抗水压的能力。
[0026] 支撑墙2坚直设置于椭圆形箱梁13的中轴线上，椭圆形箱梁内部由支撑墙2分割 为左右两对称部分，从上至下共分为三层。铁路行车道5设置于椭圆形箱梁内第一层行车 道板3的中间、支撑墙2两侧，公路行车道6设置于第一层行车道板3的两侧以及整个第二 层行车道板4上，在第二层行车道板4下方设置有压风井8和救援通道7,救援通道7设置 在居中位置，压风井8设置在两侧位置。外壁1上侧的内壁上设置有吸风通道9。这样布置 可以有效的降低铁路坡度，进一步缩小工程长度。
[0027] 椭圆形箱梁13由下方的双斜柱桥墩10支撑，纵向每隔一段距离设置双斜柱桥墩 10,以抵抗海流作用下的力矩，提高抗倾覆稳定性。
[0028] 双斜柱桥墩10上部相交并形成与椭圆形箱梁13截面外轮廓尺寸相匹配的椭圆 孔，下部向外倾斜，形成三角形框架式支撑；下端固定连接在圆端形基础11上。两斜置圆柱 墩在顶部相交，双斜柱桥墩10上部成贴合椭圆形箱梁断面形状的包围形环状结构，增强了 墩梁结合的稳定性。双斜柱桥墩10由空心圆形斜钢筋混凝土柱以及内部填充的碎石混凝 土构成。
[0029] 圆端形基础11分别位于双斜柱桥墩10中两根圆柱支撑墩底部，浅埋于海床内，两 个圆端形基础11之间采用基础联梁12连接。这种结构使得梁体支撑于桥墩和基础所形成 的三角形稳定框架之上，整个结构形式刚性大，更好的满足铁路对结构刚度的要求。
[0030] 双斜柱桥墩10、圆端形基础11和基础联梁12构成一个稳定的三角形体系。
[0031] 一个具体实施例：所采用的阿基米德桥椭圆箱梁截面外轮廓尺寸为长轴33m，短 轴25m，箱梁外壁厚1. 5m，支撑墙和第一层行车道板厚lm，第二层行车道板厚0. 5m，救援通 道与压风井间隔墙厚0. 5m。双斜柱桥墩每隔200m设置一个，斜柱尺寸为壁厚0. 75m外径 l〇m的空心混凝柱并内填碎石混凝土。圆端形基础为外轮廓尺寸为24mX44mX 2m的扩大基 础，基础平面长边采用半径1.2m的圆端形形式。两个圆端形基础之间设置基础联梁。实施 时，首先在岸边修筑干坞，箱形截面梁段、桥墩混凝土管及基础在岸上的干坞制造，密封节 段两端，给干坞注水，然后浮运到指定地点沉放、固定、结合。
[0032] 本实用新型的阿基米德桥作为一种悬浮于水中的特殊桥梁结构形式，与传统大跨 桥梁或海底隧道相比，其工程总长度最短，与既有线路衔接最为便利，能提供最高效率的路 网连接。该桥的坡度平缓、长度小，为铁路、公路提供了更好的通行能力和通风条件，还可以 起到节省能耗的作用。
【权利要求】
1. 一种公铁两用阿基米德桥，其特征在于：该桥包括横置的椭圆形箱梁（13)、双斜柱 桥墩（10)和圆端形基础（11);椭圆形箱梁的外周为椭圆形的外壁（1)，外壁内部设置有支 撑墙（2)和行车道板，椭圆形箱梁由行车道板和支撑墙将内部划分为多个独立的空间，包 括铁路行车道（5 )、公路行车道（6 )、救援通道和压风井；支撑墙（2 )坚直设置于椭圆形箱梁 (13)的中轴线上，铁路行车道（5)设置于椭圆形箱梁内第一层行车道板（3)的中间、支撑墙 (2)两侧，公路行车道（6)设置于第一层行车道板（3)的两侧以及整个第二层行车道板（4) 上，在第二层行车道板（4)下方设置有压风井和救援通道，外壁（1)上侧的内壁上设置有吸 风通道（9)。
2. 根据权利要求1所述的公铁两用阿基米德桥，其特征在于：椭圆形箱梁由下方的双 斜柱桥墩（10)支撑，双斜柱桥墩上部相交并形成与椭圆形箱梁截面外轮廓尺寸相匹配的椭 圆孔，下部向外倾斜，形成三角形框架式支撑；下端固定连接在圆端形基础（11)上。
3. 根据权利要求1所述的公铁两用阿基米德桥，其特征在于：位于双斜柱桥墩（10)底 部的两个圆端形基础（11)之间设置有基础联梁（12)。
【文档编号】E01D12/00GK203846387SQ201420101101
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】陈后军, 王召祜, 苏伟, 张雷, 马广 申请人:铁道第三勘察设计院集团有限公司