- 鐵路鋼箱混合組合梁斜拉橋
- 羅世東 劉振標
- 1464字
- 2020-06-24 17:39:32
1.2 鐵路混合組合梁斜拉橋主要結構形式
1.2.1 雙塔三跨橋式
雙塔三跨式混合梁斜拉橋的主跨根據橋梁跨越功能的需要,一般采用比較大的跨徑,主跨跨越河流、河口、海灣或主航道后,兩個邊跨可以設在岸邊、灘地或淺水區,兩個邊跨跨徑可以是對稱的,也可以是不對稱的,如圖1-17所示,相應的邊跨布置一個或多個輔助橋墩。邊跨內增設輔助橋墩支承加勁梁,此時,邊跨加勁梁為連續梁受力結構,減少了加勁梁的彎矩,縮短了邊跨的跨徑。這樣不僅可以將端錨索在最不利活載布載作用下的應力變幅控制在一定范圍內,緩和端錨索的應力集中,以減少端錨索疲勞的影響,還可以增大斜拉橋的整體剛度。

圖1-17 雙塔三跨式混合梁斜拉橋
雙塔三跨式混合梁斜拉橋邊跨可以與引橋上部結構一起設置為連續梁結構,如法國的諾曼底大橋,也可以將邊跨加勁梁在端錨索向外延伸設為無索區輔助跨,如圖1-18所示,以使得邊跨梁端轉角變位滿足橋上無縫軌道受力和變形的需要。

圖1-18 帶有無索區輔助邊跨雙塔三跨式混合梁斜拉橋
此外,根據地形、地質及河道條件,雙塔三跨式混合梁斜拉橋也有雙塔采用不等高的高低塔形式,如圖1-19所示。

圖1-19 雙塔三跨式不等高塔混合梁斜拉橋
1.2.2 獨塔雙跨橋式
獨塔雙跨式混合梁斜拉橋可以布置為一個主跨和一個邊跨的不對稱形式,如圖1-20所示,也可以布置為兩個主跨的對稱形式,如圖1-21所示。當獨塔雙跨式混合梁斜拉橋為不對稱布置時,主跨側必須設置至少一個輔助跨,以使得主跨梁端轉角變位滿足橋上無縫軌道受力和變形的需要。當獨塔雙跨式混合梁斜拉橋為兩個主跨等跨對稱布置時,兩個主跨側均須設置混合梁輔助跨,這樣不僅可以使得主跨梁端轉角變位滿足橋上無縫軌道受力和變形的需要,還可以使得端錨索能有效地約束塔頂位移,在受力和變形方面能充分發揮混合梁斜拉橋的優勢。

圖1-20 獨塔雙跨式不對稱布置混合梁斜拉橋

圖1-21 獨塔雙跨式對稱布置混合梁斜拉橋
獨塔雙跨式混合梁斜拉橋不對稱布置適用于跨越河道的主河槽或主航道偏向河道一岸側、一側山坡較陡峭另一側相對緩坡的谷地,以及交通道路;主跨根據橋梁跨越功能的需要大于邊跨,邊跨中間布置一個或多個輔助橋墩,橋塔和邊跨設置于岸坡或河流的淺灘區。獨塔雙跨式混合梁斜拉橋對稱布置適用于兩跨跨越河流或分叉河流,橋塔設置在河道中間或河床相對凸起的部位或分叉河流的淺灘區。
1.2.3 多塔多跨橋式
多塔多跨式是指多于等于三塔和多于等于四跨混合梁斜拉橋,適用于較寬的河流、河口、海灣,以及多條航道和寬而深的谷地。四塔五跨式混合梁斜拉橋如圖1-22所示。

圖1-22 四塔五跨式混合梁斜拉橋
多塔多跨式混合梁斜拉橋的邊塔受到邊跨的錨固作用,而中間塔兩側斜拉索隨主跨荷載作用會產生位移,沒有相對固定的端錨索來有效地限制塔頂的變位。因此,柔性結構的斜拉橋采用多塔多跨式將使結構中間塔頂部及加勁梁的變形過大,關鍵技術是如何約束和減少中間橋塔的位移和變形?目前,比較有效的措施是:其一,將中間橋塔頂部用長斜拉索與具有錨跨的邊塔下部結構連接錨固,這是一個直接對中間塔頂起到錨固作用的方法,受力簡單明確,經濟性也好;其二,將中間橋塔采取塔梁固結的結構形式,塔墩梁固結使得加勁梁在中間塔位置錨固,起到減少加勁梁自身變形的作用,但仍然會隨塔頂變位而轉動;其三,將中間橋塔設置為相對較剛性的結構。
如圖1-23所示,在多塔多跨式混合梁斜拉橋可以創新采用斜拉索在主跨中部一定范圍內交叉錨固的布置形式,以增大多塔多跨式混合梁斜拉橋的整體剛度。

圖1-23 多塔多跨式斜拉索交叉布置混合梁斜拉橋
此外,多塔多跨式斜拉橋的多塔可以不一樣的高度,多跨可以是等跨度也可以是不等跨度,如圖1-24所示。

圖1-24 多塔多跨不等高塔不等跨度混合梁斜拉橋