本發明涉及斜拉索橋梁結構技術領域,具體地指一種非完形斜拉橋結構。
背景技術:
在V形峽谷中建橋時,通常會選擇拱橋結構,借助于山體岸坡提供的水平推力克服拱橋拱腳水平分力,可以節省較多的基礎工程造價,但是,當峽谷岸坡的邊坡穩定性不可靠,即存有潛在的滑坡風險,此時,拱腳基礎必須挖除可能滑動的山坡滑動體,把基礎放到穩定層上,這樣勢必產生很大的挖方,造成對環境的破壞。因此,T構橋應運而生,但T構橋不能適應非對稱V形峽谷,且跨度也有一定的限制,一般最大懸臂長約為120-150米。
對于一些峽谷結構較為復雜、跨度較大的地形結構來說,單獨使用T構橋梁結構顯然不能滿足要求,因此,有人提出了使用T構橋與懸索橋相結合的方式來達到橫跨大跨度峽谷和減小施工難度的目的。如2007年8月發表在昆明理工大學學報上面的名為“龍盤特大橋方案設計比選與研究”的論文,該論文介紹了三種橋梁結構。
第一種為懸索橋,采用兩根索塔,索塔下端固定在峽谷岸坡上,索塔之間的跨中區段通過懸索支撐固定,索塔與岸坡之間的橋段通過樁群支撐,樁群的下端都錨固在岸坡的山體中。這樣的橋梁結構需要在山體岸坡中設置多個樁基,會大幅度的提高橋梁施工的難度,對于存在滑坡危險的山體結構,在山體岸坡上施工樁群需要將可能滑坡土層全部挖掉才能進行施工,開挖量太大。
第二種為雙塔地錨式斜拉索橋,同樣的采用兩根索塔,索塔之間的跨中區段使用斜拉索支撐固定,索塔與岸坡之間的橋段也通過斜拉索錨固固定。岸坡上設置有地錨結構,地錨通過斜拉索與索塔連接,增加索塔的穩定性。這種橋梁結構需要在峽谷岸坡或是峽谷河灣上設置索塔,索塔的施工難度較大,對于一些橋梁架設高度較大的區段來說,索塔施工成本占據整個橋梁施工成本的大頭,不利于橋梁的施工。
第三種為高低塔雙塔斜拉橋,采用一高一低兩個索塔支撐橋梁,不用設置地錨結構,直接通過索塔上的斜拉索支撐整個橋梁。同樣的,這種橋梁結構主要建筑難度在于索塔的建筑,一是索塔地基錨固的問題,二是索塔高度的問題,采用這種橋梁結構不會增加峽谷岸坡的負擔,但是增加了橋梁施工的難度和成本。
由此可見,現有技術對于峽谷橋梁結構存在施工難度大、施工成本高昂的問題。
技術實現要素:
本發明的目的就是要解決上述背景技術中提到的現有技術的峽谷橋梁存在施工難度大、施工成本高昂的問題,提供一種非完形斜拉橋結構。
本發明的技術方案為:一種非完形斜拉橋結構,包括橫跨峽谷的橋梁梁段,其特征在于:還包括錨固在峽谷一側第一岸坡上的第一橋臺和第一錨梁;所述的第一橋臺上設置有沿豎直方向布置的第一索塔,第一橋臺與梁段端部固定連接;所述的第一索塔位于梁段上方塔體的順橋向兩側設置有第一斜拉索結構;所述的第一斜拉索結構包括下端端錨固在第一錨梁上的第一錨梁斜拉索和下端錨固在梁段上的第一梁段斜拉索;所述的第一錨梁為錨固在第一岸坡巖面上的沿第一岸坡傾斜布置的鋼筋混凝土錨固結構;所述的梁段靠近第一岸坡的部分通過第一梁段斜拉索支撐懸置于峽谷上方,梁段靠近峽谷另一側的第二岸坡的部分通過設置于第二岸坡上的索塔錨固結構支撐固定。
進一步的所述的索塔錨固結構包括錨固在第二岸坡上的第二橋臺和第二錨梁;所述的第二橋臺上設置有沿豎直方向布置的第二索塔,第二橋臺與梁段的另一端固定連接;所述的第二索塔位于梁段上方塔體的順橋向兩側設置有第二斜拉索結構;所述的第二斜拉索結構包括下端端錨固在第二錨梁上的第二錨梁斜拉索和下端錨固在梁段上的第二梁段斜拉索;所述的第二錨梁為錨固在第二岸坡巖面上的沿第二岸坡傾斜布置的鋼筋混凝土錨固結構;所述的梁段靠近第二岸坡的部分通過第二梁段斜拉索支撐懸置于峽谷上方。
進一步的所述的索塔錨固結構包括錨固在第二岸坡上的第三索塔;所述的第三索塔沿豎直方向布置,包括錨固在第二岸坡上的橋墩、固定在橋墩上的下塔柱和固定在下塔柱上的上塔柱;所述的上塔柱與下塔柱分置于梁段的上下兩側,上塔柱順橋向的兩側設置有多根第三梁段斜拉索;所述的第三梁段斜拉索的下端錨固在位于上塔柱順橋向兩側的梁段上;所述的梁段靠近第二岸坡的部分通過第三梁段斜拉索的支撐懸置于峽谷上方。
進一步的所述的梁段靠近第二岸坡的部分以上塔柱為中心對稱布置于上塔柱的兩側。
進一步的所述的第二岸坡上設置有第三橋臺;所述的梁段靠近第二岸坡的一端固定在第三橋臺上。
本發明的優點有:1、本橋梁通過在岸坡上設置錨梁結構,無需在岸坡山體上設置橋梁基礎,避免對峽谷岸坡的大量開挖,降低了造價、保護了環境,極大程度的降低了施工的難度;
2、本橋梁通過在岸坡上布置地錨錨梁結構,錨梁結構剛度較大,間接提高了橋梁的整體剛度,對橋梁的結構使用性能具有很大的改善,在同樣剛度設計目標的情況下,本橋梁能夠更大程度的減小橋梁各部分的尺寸從而降低橋梁的建造成本,降低了材料的消耗。
本發明通過在峽谷岸坡設置地錨錨梁結構,極大增強了橋梁的整體剛度,無需在岸坡修建橋梁基礎,極大程度的降低了施工難度,削減了橋梁施工的成本,具有極大的推廣價值。
附圖說明
圖1:本發明的第一種索塔錨固結構示意圖;
圖2:本發明的第二種索塔錨固結構示意圖;
其中:1—第一岸坡;2—第二岸坡;3—梁段;4—第一橋臺;5—第二橋臺;6—第三橋臺;7—第一索塔;8—第二索塔;9—第一梁段斜拉索;10—第二梁段斜拉索;11—第三梁段斜拉索;12—第一錨梁斜拉索;13—第二錨梁斜拉索;14—第一錨梁;15—第二錨梁;16—橋墩;17—下塔柱;18—上塔柱。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
如圖1~2,一種非完形斜拉橋結構,包括橫跨峽谷的橋梁梁段3,為了增強橋梁整體剛度,本實施例在第一岸坡1上設置有第一錨梁14,第一錨梁14為錨固在第一岸坡1的巖面上的鋼筋混凝土結構,第一錨梁14沿第一岸坡1的巖面傾斜布置,通過第一錨梁14的支撐固定作用,增強斜拉索的穩定性,能夠有效的提高橋梁的張悌剛度。
第一岸坡1上還設置有第一橋臺4,第一橋臺4為錨固在第一錨梁14下方的第一岸坡1巖面上的墩臺結構,用于支撐第一索塔7,第一索塔7沿豎直方向布置,下端錨固在第一橋臺4上。第一索塔7位于梁段3上方塔體的順橋向兩側設置有第一斜拉索結構,第一斜拉索結構包括下端端錨固在第一錨梁14上的第一錨梁斜拉索12和下端錨固在梁段3上的第一梁段斜拉索9。其中,第一梁段斜拉索9全部位于第一索塔7背離第一岸坡1的一側,上端錨固在第一索塔7上,下端錨固在梁段3上。第一錨梁斜拉索12全部位于第一索塔7面向第一岸坡1的一側,上端錨固在第一索塔7上,下端等距間隔錨固在第一錨梁14上。
通過增加第一錨梁14,減少了橋梁位于岸坡上的基礎建設,減少了土方開挖量,降低了施工的難度,削減了橋梁建筑的成本。另外第一錨梁14結構剛度較大,能夠大幅度的提升橋梁的整體剛度。
對于橋梁梁段3另一側的索塔錨固結構的設置有兩種情況,對于峽谷跨度不大的情況下,可以使用圖1中的橋梁結構,對于峽谷跨度較大的橋梁來說,可以使用圖2中的橋梁結構。
如圖1所示,索塔錨固結構包括錨固在第二岸坡2上的第二橋臺5和第二錨梁15,第二橋臺5上設置有沿豎直方向布置的第二索塔8,第二橋臺5與梁段3的另一端固定連接,第二索塔8位于梁段3上方塔體的順橋向兩側設置有第二斜拉索結構,第二斜拉索結構包括下端端錨固在第二錨梁15上的第二錨梁斜拉索13和下端錨固在梁段3上的第二梁段斜拉索10,第二錨梁15為錨固在第二岸坡2巖面上的沿第二岸坡2傾斜布置的鋼筋混凝土錨固結構,梁段3靠近第二岸坡2的部分通過第二梁段斜拉索10支撐懸置于峽谷上方。
該索塔錨固結構與橋梁梁段3靠近第一岸坡1一側的錨固結構相同,使用的索塔均無下塔柱支撐結構,直接將索塔固定在岸坡上,能夠大幅度降低索塔的修筑難度,而增加的錨梁結構會大幅度地增強橋梁的整體剛度。
如圖2所示,為另一種索塔錨固結構,包括錨固在第二岸坡2上的第三索塔,第三索塔沿豎直方向布置,包括錨固在第二岸坡2上的橋墩16、固定在橋墩16上的下塔柱17和固定在下塔柱17上的上塔柱18,上塔柱18與下塔柱17分置于梁段3的上下兩側,上塔柱18順橋向的兩側設置有多根第三梁段斜拉索11,第三梁段斜拉索11的下端錨固在位于上塔柱18順橋向兩側的梁段3上,梁段3靠近第二岸坡2的部分通過第三梁段斜拉索11的支撐懸置于峽谷上方。梁段3靠近第二岸坡2的部分以上塔柱18為中心對稱布置于上塔柱18的兩側。第二岸坡2上設置有第三橋臺6,梁段3靠近第二岸坡2的一端固定在第三橋臺6上。
通過布置第三索塔結構,第三索塔的下端通過橋墩16固定在峽谷的第二岸坡或是河谷上,利用對稱的斜拉索結構增加了橋梁梁段3的跨度,適用于峽谷跨越較大的區域。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解,本發明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理,在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。