一種汽車和輕軌同層的中承式系桿拱橋及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車和輕軌同層的中承式系桿拱橋及其施工方法，尤其涉及橋梁在合理布置汽車荷載、輕軌荷載的方式以及取消立柱而代之以背拉索的新型中承式系桿拱橋橋型體系。
【背景技術(shù)】
[0002]橋梁是提供交通工具跨越障礙物的一種方式，服務(wù)于不同交通工具就形成各種橋梁:公路橋梁、市政橋梁、鐵路橋梁和前三種的兩種或三種共用橋梁，目前國(guó)內(nèi)較多出現(xiàn)公路與鐵路共用橋梁、市政與輕軌共用橋梁等，不同交通工具在橋梁上所采取的布置方式，主要是采取鋼桁主梁上、下層布置。由于受下層的凈空和其建筑高度的限制，使得上層布設(shè)的路線縱斷面抬升過(guò)大而導(dǎo)致引橋過(guò)長(zhǎng)，造價(jià)高，同時(shí)上下層分離處的結(jié)構(gòu)難以處理，景觀較差，如分離處再遇路線交叉復(fù)雜，則交通組織存在困難和容易混亂，交叉工程造價(jià)也大。為此，提出“公鐵同層布設(shè)”新方式。但采用何種形式上的公鐵同層橋面布置，使得橋型美觀、受力合理，尤其是使得常用的中承式系桿拱橋受力合理，造型美觀，是本發(fā)明探討的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種汽車和輕軌同層的中承式系桿拱橋及其施工方法，通過(guò)采用新型的橋梁建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)提高線形技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和降低造價(jià)的同層布設(shè)，并實(shí)現(xiàn)橋梁建筑美和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種汽車和輕軌同層的中承式系桿拱橋，該拱橋主梁采用混合結(jié)構(gòu)，邊跨主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，中跨主梁為鋼箱梁結(jié)構(gòu)，其特征在于該拱橋具有組合拱傳力系統(tǒng)，該傳力系統(tǒng)包括提籃式鋼箱主拱和背拉索。
[0005]優(yōu)選的，該組合拱傳力系統(tǒng)還包括三角剛架，三角剛架由前斜腿、后斜腿、三角剛架主梁和拱腳構(gòu)成，背拉索位于三角剛架上部，背拉索在鋼拱肋與邊跨邊主梁之間設(shè)置，提籃式鋼箱主拱從道路橋與輕軌橋間分隔帶中穿出，拱腳處拱肋間距為18.229米，拱頂處拱肋間距為3m，拱軸線采用m=l.25的懸鏈線，跨度308m，矢高68.444m，矢跨比1:4.5。
[0006]優(yōu)選的，背拉索采用工廠預(yù)制，由73絲Φ 5mm直徑、強(qiáng)度為1770MPa的低松弛鍍鋅平行鋼絲組成，外包HDPE保護(hù)層，邊跨主梁端設(shè)冷鑄鐓頭錨，背拉索錨固在邊跨主梁箱內(nèi)橫隔板上端，提籃式鋼箱主拱拱肋端設(shè)叉耳，背拉索與主拱拱肋的耳板銷鉸錨固。
[0007]優(yōu)選的，該拱橋還包括吊桿，吊桿順橋向間距10.2m設(shè)置，順橋向采用雙側(cè)雙吊桿布置，單側(cè)雙吊桿中心距670mm，吊桿索采用工廠預(yù)制，由Φ15.24mm直徑、強(qiáng)度為1860MPa的低松弛環(huán)氧噴涂鋼絞線組成，外包HDPE保護(hù)層，吊桿上端設(shè)整束擠壓式錨直接錨固在主拱拱箱內(nèi)橫隔板上，吊桿下端設(shè)叉耳與橋面邊箱吊點(diǎn)隔板伸出頂板的吊耳銷鉸錨固。
[0008]優(yōu)選的，輕軌布置在道路中間，兩側(cè)布置市政道路。
[0009]一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的中承式系桿拱橋的施工方法，其特征在于，步驟一，先做好三角剛架；步驟二，在岸邊支架拼裝鋼拱肋；步驟三，張拉臨時(shí)系桿，形成拱結(jié)構(gòu)；步驟四，橫向頂推拱結(jié)構(gòu)出河裝船，浮運(yùn)至橋下；步驟五，整體提升合攏。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果:
(1)“公鐵同層布設(shè)”新方式:針對(duì)城市道路與輕軌合用一個(gè)走廊帶時(shí)，一般采用上下層布設(shè)的方式，雖然橋梁寬度較窄，桁架結(jié)構(gòu)容易設(shè)計(jì)，但上層交通的縱斷面需要提升很多，直接導(dǎo)致上層橋梁長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，造價(jià)過(guò)高，并且需要通過(guò)框架墩的形式才能轉(zhuǎn)換上下層的合成與分離，使得合成與分離處的線形標(biāo)準(zhǔn)低，而且墩柱林立，景觀差。為此，提出“公鐵同層布設(shè)”新方式，輕軌布置在道路中間，兩側(cè)布置市政道路，不存在市政與輕軌不同層轉(zhuǎn)換問(wèn)題，有利于提高道路和輕軌兩者線形技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減少橋梁長(zhǎng)度，降低工程造價(jià)，提升景觀價(jià)值；
(2)道路與輕軌同層布設(shè)，中承式系桿提籃拱橋的拱肋從道路與輕軌的分隔帶中穿出，并逐漸靠攏形成提籃造型。通過(guò)吊桿懸吊橋面，在橫斷面形成由兩根吊桿支撐的大懸臂箱梁，很好地解決了寬橋面橫斷面受力大的問(wèn)題。同時(shí)拱橋的剛度大，能解決道路與輕軌重交通的剛度需求；
(3)中承式系桿拱橋的拱肋采用混合結(jié)構(gòu)，橋面以下中跨及邊跨拱肋采用混凝土箱形結(jié)構(gòu)，以提高耐久性和防撞能力，橋面以上拱肋采用鋼箱結(jié)構(gòu)，以減少恒載，提高跨越能力?；炷凉袄吲c鋼拱肋之間設(shè)鋼混結(jié)合段。為了邊跨壓重及降低造價(jià)，邊跨及三角剛架上主梁采用PC大懸臂箱梁結(jié)構(gòu)，而中跨為降低自重提高跨越能力，采用大懸臂箱形鋼結(jié)構(gòu)。混凝土梁與橋面下的邊中跨混凝土拱肋剛結(jié)形成三角剛架，在中跨鋼拱肋與三角剛架上部的箱梁之間設(shè)背拉索，以取消邊跨拱肋上常用的立柱，提高橋下通透性，美化景觀，同時(shí)背拉索可起到調(diào)整拱腳處內(nèi)力的作用；
(4)先做好三角剛架，同時(shí)在岸邊支架拼裝鋼拱肋，然后張拉臨時(shí)系桿，形成拱結(jié)構(gòu)，再橫向頂推出河裝船，浮運(yùn)至橋下，整體提升合攏，使得工期短，質(zhì)量容易控制，尤其能減少臺(tái)風(fēng)地區(qū)的施工風(fēng)險(xiǎn)；
(5)優(yōu)化拱腳，采用新穎的拱腳形狀:中、邊跨拱腳不按常規(guī)直接相交于承臺(tái)的拱座上，而是從承臺(tái)上設(shè)一個(gè)墩身并與中、邊跨拱肋以圓弧交匯，以突出拱肋的力線和減小交匯處體量，突顯出拱腳結(jié)構(gòu)美。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的拱橋公鐵同層布設(shè)圖圖2為本發(fā)明的拱橋造型整體結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本發(fā)明的拱橋三角剛架局部結(jié)構(gòu)圖圖4為本發(fā)明的拱橋三維造型效果圖附圖標(biāo)記說(shuō)明
1.主拱；2.“X”橫撐；3.輕軌荷載；4.汽車荷載；5.鋼箱梁主梁；6.吊桿；
7.系桿；8.三角剛架；9.拱腳基礎(chǔ)；10.橋墩；11.背拉索；12.橋面；
13.前斜腿；14.后斜腿；15.三角剛架主梁；16.拱腳。
【具體實(shí)施方式】
[0012]對(duì)于拱橋各個(gè)受力構(gòu)件如圖1~3，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描