一種公鐵兩用阿基米德橋的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種公鐵兩用阿基米德橋，由橫置的橢圓形箱梁、雙斜柱橋墩和圓端形基礎(chǔ)構(gòu)成；橢圓形箱梁的外周為橢圓形的外壁，外壁內(nèi)部設(shè)置有支撐墻和行車道板，支撐墻豎直設(shè)置于外壁的中軸線上，鐵路行車道設(shè)置于橢圓形箱梁內(nèi)第一層行車道板的中間、支撐墻兩側(cè)，公路行車道設(shè)置于第一層行車道板的兩側(cè)以及整個(gè)第二層行車道板上，在第二層行車道下方設(shè)置有壓風(fēng)井和救援通道，外壁上側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)置有吸風(fēng)通道。本實(shí)用新型的公鐵兩用阿基米德橋，采用橫置式橢圓形箱梁結(jié)構(gòu)，便于進(jìn)行車道布置；且由于橫向弧度較大，能夠降低橫向洋流的流體阻力。等截面圓柱截面的雙斜柱形橋墩提供了橋梁的豎向和水平向支撐剛度。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于土木工程橋梁【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種跨越海峽的公鐵兩用阿基 米德橋。 -種公鐵兩用阿基米德橋
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鐵路、公路交通網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，跨海交通的修建需求與日俱增。以往的輪渡 已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。當(dāng)鐵路公路的交通線路遇到跨度大、水位深的環(huán) 境時(shí)，采用傳統(tǒng)的大跨度橋梁和深水隧道將會遇到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的極大困難。具體的說，若 采用大跨橋梁，會面臨橋梁高度、通航跨度、引橋長度、橋墩深度等要求，主航道處必須采用 斜拉橋或懸索橋這樣的大跨或超大跨橋梁形式，線路跨越要求和海洋航道要求大大增加了 跨海大橋的工程數(shù)量和建造難度。若采用深埋隧道，則隧道長度取決于水深以及海床以下 的地質(zhì)條件，深水域的隧道長度可能會超出采用橋梁跨越方案的總體線路長度，此外，水下 地質(zhì)勘探的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地，不確定性因素較多。
[0003] 采用阿基米德橋是一種較為理想的跨越方案。這種橋是懸浮于水中的一種封閉式 橋跨結(jié)構(gòu)，在航道處位于水下30m左右，能夠滿足海洋通航要求，其結(jié)構(gòu)周圍被水包圍，受 自重、浮力、活載、海水波動等作用。這種橋梁的跨度比采用水面上大跨橋梁和水下深埋隧 道都要短，大大節(jié)省了投資。以往對阿基米德橋的研究以公路交通為主，而未考慮鐵路方 案，而我國鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了全面發(fā)展，覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，海峽對鐵路發(fā)展的限制問題 日益突出，目前我國鐵路跨海只有輪渡形式，速度較慢，若能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路通過阿基米德橋梁 跨越海峽，則會突破海峽對鐵路發(fā)展的瓶頸，極大的便利兩岸的鐵路交通。
[0004] 從具體的橋式和以往的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)看，以公鐵兩用橋梁跨越大江大河具有經(jīng)濟(jì)和技 術(shù)的雙重優(yōu)勢，因此，有必要對跨越海峽的公鐵兩用橋進(jìn)行專門的研究。其中鐵路由于荷載 大，對線路要求高，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要高于公路，因此，在設(shè)計(jì)中如何充分考慮鐵路特點(diǎn)是一個(gè) 重大難題。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種跨越海峽的公鐵兩用阿基米 德橋，實(shí)現(xiàn)公路和鐵路跨越海峽的功能。
[0006] 本實(shí)用新型為解決這一問題所采取的技術(shù)方案是：
[0007] 本實(shí)用新型的公鐵兩用阿基米德橋，包括橫置的橢圓形箱梁、雙斜柱橋墩和圓端 形基礎(chǔ)；橢圓形箱梁的外周為橢圓形的外壁，外壁內(nèi)部設(shè)置有支撐墻和行車道板，橢圓形箱 梁由行車道板和支撐墻將內(nèi)部劃分為多個(gè)獨(dú)立的空間，包括鐵路行車道、公路行車道、救援 通道和壓風(fēng)井；支撐墻堅(jiān)直設(shè)置于橢圓形箱梁的中軸線上，鐵路行車道設(shè)置于橢圓形箱梁 內(nèi)第一層行車道板的中間、支撐墻兩側(cè)，公路行車道設(shè)置于第一層行車道板的兩側(cè)以及整 個(gè)第二層行車道板上，在第二層行車道板下方設(shè)置有壓風(fēng)井和救援通道，外壁上側(cè)的內(nèi)壁 上設(shè)置有吸風(fēng)通道。
[0008] 所述的橢圓形箱梁由下方的雙斜柱橋墩支撐，雙斜柱橋墩上部相交并形成與橢圓 形箱梁截面外輪廓尺寸相匹配的橢圓孔，下部向外傾斜，形成三角形框架式支撐；下端固定 連接在圓端形基礎(chǔ)上。
[0009] 位于雙斜柱橋墩底部的兩個(gè)圓端形基礎(chǔ)之間設(shè)置有基礎(chǔ)聯(lián)梁。
[0010] 本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0011] 本實(shí)用新型的公鐵兩用阿基米德橋，比傳統(tǒng)的橋梁或深埋隧道所用的結(jié)構(gòu)物長度 都要少，所采用的橫置式橢圓形箱梁結(jié)構(gòu)首先適應(yīng)了公路、鐵路橋面橫向分布較寬的特點(diǎn)， 便于進(jìn)行車道布置；且由于橫向弧度較大，能夠降低橫向洋流的流體阻力；其截面上、下面 的扁平形狀能夠更好的抵抗深水壓力。采用等截面圓柱截面的雙斜柱形橋墩很好的提供了 橋梁的堅(jiān)向和水平向支撐剛度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型的橢圓形箱梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是本實(shí)用新型的公鐵兩用阿基米德橋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖3是本實(shí)用新型的圓端形基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 附圖中主要部件符號說明：
[0016] 1 :外壁 2 :支撐墻
[0017] 3:第一層行車道板 4:第二層行車道板
[0018] 5:鐵路行車道 6 :公路行車道
[0019] 7:救援通道 8:壓風(fēng)井
[0020] 9 :吸風(fēng)通道 10 :雙斜柱橋墩
[0021] 11:圓端形基礎(chǔ) 12:基礎(chǔ)聯(lián)梁
[0022] 13 :橢圓形箱梁。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下參照附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0024] 圖1是本實(shí)用新型的橢圓形箱梁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的公鐵兩用阿 基米德橋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的圓端形基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1至圖3所 示，本實(shí)用新型的公鐵兩用阿基米德橋，包括橫置的橢圓形箱梁13、雙斜柱橋墩10和圓端 形基礎(chǔ)11。橢圓形箱梁13的外周為橢圓形的外壁1，外壁1內(nèi)部設(shè)置有支撐墻2和行車道 板，橢圓形箱梁由行車道板和支撐墻2將內(nèi)部劃分為多個(gè)獨(dú)立的空間，包括鐵路行車道5、 公路行車道6、救援通道7和壓風(fēng)井8。
[0025] 橢圓形箱梁13截面長軸平行于水平面，這樣可以有效地減小橫向洋流的流動阻 力，進(jìn)而降低梁體所受的洋流荷載，同時(shí)也增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)抵抗水壓的能力。
[0026] 支撐墻2堅(jiān)直設(shè)置于橢圓形箱梁13的中軸線上，橢圓形箱梁內(nèi)部由支撐墻2分割 為左右兩對稱部分，從上至下共分為三層。鐵路行車道5設(shè)置于橢圓形箱梁內(nèi)第一層行車 道板3的中間、支撐墻2兩側(cè)，公路行車道6設(shè)置于第一層行車道板3的兩側(cè)以及整個(gè)第二 層行車道板4上，在第二層行車道板4下方設(shè)置有壓風(fēng)井8和救援通道7,救援通道7設(shè)置 在居中位置，壓風(fēng)井8設(shè)置在兩側(cè)位置。外壁1上側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)置有吸風(fēng)通道9。這樣布置 可以有效的降低鐵路坡度，進(jìn)一步縮小工程長度。
[0027] 橢圓形箱梁13由下方的雙斜柱橋墩10支撐，縱向每隔一段距離設(shè)置雙斜柱橋墩 10,以抵抗海流作用下的力矩，提高抗傾覆穩(wěn)定性。
[0028] 雙斜柱橋墩10上部相交并形成與橢圓形箱梁13截面外輪廓尺寸相匹配的橢圓 孔，下部向外傾斜，形成三角形框架式支撐；下端固定連接在圓端形基礎(chǔ)11上。兩斜置圓柱 墩在頂部相交，雙斜柱橋墩10上部成貼合橢圓形箱梁斷面形狀的包圍形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了 墩梁結(jié)合的穩(wěn)定性。雙斜柱橋墩10由空心圓形斜鋼筋混凝土柱以及內(nèi)部填充的碎石混凝 土構(gòu)成。
[0029] 圓端形基礎(chǔ)11分別位于雙斜柱橋墩10中兩根圓柱支撐墩底部，淺埋于海床內(nèi)，兩 個(gè)圓端形基礎(chǔ)11之間采用基礎(chǔ)聯(lián)梁12連接。這種結(jié)構(gòu)使得梁體支撐于橋墩和基礎(chǔ)所形成 的三角形穩(wěn)定框架之上，整個(gè)結(jié)構(gòu)形式剛性大，更好的滿足鐵路對結(jié)構(gòu)剛度的要求。
[0030] 雙斜柱橋墩10、圓端形基礎(chǔ)11和基礎(chǔ)聯(lián)梁12構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的三角形體系。
[0031] 一個(gè)具體實(shí)施例：所采用的阿基米德橋橢圓箱梁截面外輪廓尺寸為長軸33m，短 軸25m，箱梁外壁厚1. 5m，支撐墻和第一層行車道板厚lm，第二層行車道板厚0. 5m，救援通 道與壓風(fēng)井間隔墻厚0. 5m。雙斜柱橋墩每隔200m設(shè)置一個(gè)，斜柱尺寸為壁厚0. 75m外徑 l〇m的空心混凝柱并內(nèi)填碎石混凝土。圓端形基礎(chǔ)為外輪廓尺寸為24mX44mX 2m的擴(kuò)大基 礎(chǔ)，基礎(chǔ)平面長邊采用半徑1.2m的圓端形形式。兩個(gè)圓端形基礎(chǔ)之間設(shè)置基礎(chǔ)聯(lián)梁。實(shí)施 時(shí)，首先在岸邊修筑干塢，箱形截面梁段、橋墩混凝土管及基礎(chǔ)在岸上的干塢制造，密封節(jié) 段兩端，給干塢注水，然后浮運(yùn)到指定地點(diǎn)沉放、固定、結(jié)合。
[0032] 本實(shí)用新型的阿基米德橋作為一種懸浮于水中的特殊橋梁結(jié)構(gòu)形式，與傳統(tǒng)大跨 橋梁或海底隧道相比，其工程總長度最短，與既有線路銜接最為便利，能提供最高效率的路 網(wǎng)連接。該橋的坡度平緩、長度小，為鐵路、公路提供了更好的通行能力和通風(fēng)條件，還可以 起到節(jié)省能耗的作用。
【權(quán)利要求】
1. 一種公鐵兩用阿基米德橋，其特征在于：該橋包括橫置的橢圓形箱梁（13)、雙斜柱 橋墩（10)和圓端形基礎(chǔ)（11);橢圓形箱梁的外周為橢圓形的外壁（1)，外壁內(nèi)部設(shè)置有支 撐墻（2)和行車道板，橢圓形箱梁由行車道板和支撐墻將內(nèi)部劃分為多個(gè)獨(dú)立的空間，包 括鐵路行車道（5 )、公路行車道（6 )、救援通道和壓風(fēng)井；支撐墻（2 )堅(jiān)直設(shè)置于橢圓形箱梁 (13)的中軸線上，鐵路行車道（5)設(shè)置于橢圓形箱梁內(nèi)第一層行車道板（3)的中間、支撐墻 (2)兩側(cè)，公路行車道（6)設(shè)置于第一層行車道板（3)的兩側(cè)以及整個(gè)第二層行車道板（4) 上，在第二層行車道板（4)下方設(shè)置有壓風(fēng)井和救援通道，外壁（1)上側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)置有吸 風(fēng)通道（9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公鐵兩用阿基米德橋，其特征在于：橢圓形箱梁由下方的雙 斜柱橋墩（10)支撐，雙斜柱橋墩上部相交并形成與橢圓形箱梁截面外輪廓尺寸相匹配的橢 圓孔，下部向外傾斜，形成三角形框架式支撐；下端固定連接在圓端形基礎(chǔ)（11)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公鐵兩用阿基米德橋，其特征在于：位于雙斜柱橋墩（10)底 部的兩個(gè)圓端形基礎(chǔ)（11)之間設(shè)置有基礎(chǔ)聯(lián)梁（12)。
【文檔編號】E01D12/00GK203846387SQ201420101101
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】陳后軍, 王召祜, 蘇偉, 張雷, 馬廣 申請人:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司