大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及斜拉橋設計技術領域，具體涉及大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋。
【背景技術】
[0002] 斜拉橋是一種相對成熟的設計方案，但是，對于500米以上大跨度斜拉橋來說，其 結構設計相對較為單一。目前常見的大跨度斜拉橋主塔塔形均為H形、鉆石形、A形、倒Y形 或獨柱形等直線塔。參見下述世界前十大跨徑斜拉橋的塔形資料：
[0003] 俄羅斯島大橋，所在國：俄羅斯，建成時間：2012年，主跨：1104米，塔高：320. 9 米，塔形：A形；
[0004] 蘇通大橋，所在國：中國，建成時間：2008年，主跨：1088米，塔高：306米，塔形：倒 Y形；
[0005] 昂船洲大橋，所在國：中國香港，建成時間：2007年，主跨：1018,塔高：296米，塔 形：獨柱形；
[0006] 鄂東大橋，所在國：中國，建成時間：2010年，主跨：926米，塔高：242. 5米，塔形： 鉆石形；
[0007] 多多羅橋，所在國：日本，建成時間：1998年，主跨：890米，塔高：224. 0米，塔形： 鉆石形；
[0008] 諾曼底橋，所在國：法國，建成時間：1998年，主跨：856米，塔高：202. 7米，塔形： 倒Y形；
[0009] 荊岳大橋，所在國：中國，建成時間：2010年，主跨：816米，塔高：265. 5米，塔形 形；
[0010] 仁川大橋，所在國：韓國，建成時間：2009年，主跨：800米，塔高：238米，塔形：倒Y 形；
[0011] 金角灣大橋，所在國：俄羅斯，建成時間：2012年，主跨：737米，塔高：226. 25米， 塔形：V形；
[0012] 上海大橋，所在國：中國，建成時間：2009年，主跨：730米，塔高216. 3米，塔形：人 字形。
[0013] 上述直線型斜拉橋雖然符合斜拉橋受力平衡基本原理，但在景觀要求高的地區(qū)， 此類型橋卻顯的單調，景觀效果有限。同時在某些限高區(qū)域，由于普通的直線形橋塔無法滿 足受力要求，人們不得不放棄斜拉橋這一經濟性可行性方案，而采取其他橋型。
[0014] 隨著國民經濟的快速發(fā)展，人們對橋梁設計要求越來越高，已從單純的交通功能 上升到對景觀的要求，故目前亟需一種適用于大跨的斜拉橋體系，在滿足橋梁受力的基礎 上，采用完全新型的受力體系和外型形態(tài)，以滿足現在建設業(yè)主對橋梁高度以及橋梁外觀 更高的要求。

【發(fā)明內容】

[0015] 本發(fā)明的主要目的是為了解決上述【背景技術】存在的不足，提出能有效降低高度及 成本、滿足橋梁受力情況的大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，使其特別適用于在限高區(qū)域或景觀 要求較高場所使用。
[0016] 為實現上述目的，本發(fā)明提出一種大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，包括大跨斜拉橋傾 斜曲線橋塔、第一基礎，第二基礎和第三基礎主跨、邊跨、多根斜拉索、，其特征在于：大跨傾 斜拱形橋塔斜拉橋設置有兩個大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔，所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔由 上部懸臂和底部支座組成，所述上部懸臂向跨中傾斜；所述底部支座包括朝跨中方向傾斜 的第一支腿和朝背向跨中方向傾斜的第二支腿；所述第二支腿下部外側連接有朝背向跨中 方向延伸的第三支腿；所述的第一支腿和第二支腿之間設置有橫向支撐梁；所述大跨斜拉 橋傾斜曲線橋塔的第一支腿、第二支腿和第三支腿分別位于第一基礎，第二基礎和第三基 礎上；所述第一支腿與第一基礎之間、所述第二支腿與所述第二基礎之間、所述的第三支腿 和第三基礎之間均為剛性連接；所述每根斜拉索的頂端沿縱向分別固定于所述大跨斜拉橋 傾斜曲線橋塔朝向跨中的側面上，底端沿縱向分別固定于主跨上；所述大跨斜拉橋傾斜曲 線橋塔背部設有背索；所述的背索頂端固定在所述橋塔的上部懸臂的頂端，所述的背索的 底端自固于所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔的第三支腿上。
[0017] 優(yōu)選地，所述橫向支撐梁上方和上部懸臂下方之間設置有三角形支撐結構或圓形 支撐結構。
[0018] 優(yōu)選地，所述的第三拱形朝向跨中的邊緣從上至下布置有多個斜拉索固定件，所 述每根斜拉索的頂端通過多個斜拉索固定件分別固定于所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔朝 向跨中的側面上。
[0019] 優(yōu)選地，所述上部懸臂頂端背向跨中方向設置有上部懸臂頂凸臺，所述上部懸臂 頂凸臺上設有背索頂端固定件，所述的背索頂端通過背索頂端固定件固定在所述橋塔的上 部懸臂的頂端。
[0020] 優(yōu)選地，所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔的上部懸臂為鋼結構或者鋼筋混凝土結 構，所述底部支座為鋼結構或者鋼筋混凝土結構。
[0021] 優(yōu)選地，所述多根斜拉索為平行排列安裝。
[0022] 優(yōu)選地，所述大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋的橫向采用單橋塔結構，所述大跨斜拉橋 傾斜曲線橋塔位于主跨和邊跨的橫向中央，所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔的兩側為單幅橋 面。
[0023] 較佳地，所述第一支腿、第二支腿與橫向支撐梁之間構成為第一拱形；所述的第一 拱形的開口朝下；所述第二支腿與第三支腿之間為第二拱形，所述的第二拱形開口朝下，所 述的上部懸臂與底部支座的內側構成第三拱形，所述的第三拱形開口朝向跨中。
[0024] 在上述方案中，所述的第三拱形的曲線優(yōu)選懸鏈線，懸鏈線公式為：
[0025] y = f (ch (k ξ ) - I) / (m - 1)
【主權項】
1. 大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，包括大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔（1)、第一基礎（16)、第二 基礎（17)、第三基礎（18)、多根斜拉索（19)主跨（22)和邊跨（23)，其特征在于：大跨傾斜 拱形橋塔斜拉橋設置有兩個大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔（1)，所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔 (1)由上部懸臂（2)和底部支座（3)組成，所述上部懸臂（2)向跨中傾斜；所述底部支座（3) 包括朝跨中方向傾斜的第一支腿（4)和朝背向跨中方向傾斜的第二支腿（5);所述第二支 腿（5)下部外側連接有朝背向跨中方向延伸的第三支腿（6);所述的第一支腿（4)和第二 支腿（5)之間設置有橫向支撐梁（7);所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔（1)的第一支腿（4)、 第二支腿（5)和第三支腿（6)分別位于第一基礎（16)，第二基礎（17)和第三基礎（18)上； 所述第一支腿（4)與第一基礎（16)之間、所述第二支腿（5)與所述第二基礎（17)之間、所 述的第三支腿（6)和第三基礎（18)之間均為剛性連接；所述每根斜拉索（19)的頂端沿縱 向分別固定于所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔（1)朝向跨中的側面上，底端沿縱向分別固定 于主跨（22)上；所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔（1)背部設有背索（20);所述的背索（20) 頂端固定在所述橋塔的上部懸臂（2)的頂端，所述的背索（20)的底端自固于所述大跨斜拉 橋傾斜曲線橋塔（1)的第三支腿（6)上。
2. 根據權利要求1所述的大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，其特征在于：所述橫向支撐梁（7) 上方和上部懸臂（2)下方之間設置有三角形支撐（11)結構或圓形支撐結構。
3. 根據權利要求1所述的大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，其特征在于：所述的第三拱形 (10)朝向跨中的邊緣從上至下布置有多個斜拉索固定件（12)，所述每根斜拉索（19)的頂 端通過多個斜拉索固定件（12)分別固定于所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔（1)朝向跨中的 側面上。
4. 根據權利要求1所述的大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，其特征在于：所述上部懸臂（2) 頂端背向跨中方向設置有上部懸臂頂凸臺（13)，所述上部懸臂頂凸臺（13)上設有背索頂 端固定件（14)，所述的背索（20)頂端通過背索頂端固定件（14)固定在所述橋塔的上部懸 臂⑵的頂端。
5. 根據權利要求1所述的大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，其特征在于：所述大跨斜拉橋傾 斜曲線橋塔（1)的上部懸臂（2)為鋼結構或者鋼筋混凝土結構，所述底部支座（3)為鋼結 構或者鋼筋混凝土結構。
6. 根據權利要求1所述的大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，其特征在于：所述多根斜拉索 (19)為平行排列安裝。
7. 根據權利要求1所述的大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，其特征在于：所述大跨傾斜拱形 橋塔斜拉橋的橫向采用單橋塔結構，所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔（1)位于主跨（22)和邊 跨（23)的橫向中央，所述大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔（1)的兩側為單幅橋面（24)。
8. 根據權利要求1-7中任一大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，其特征在于：所述第一支腿 (4)、第二支腿（5)與橫向支撐梁（7)之間構成為第一拱形（8);所述的第一拱形（8)的開口 朝下；所述第二支腿（5)與第三支腿（6)之間為第二拱形（9)，所述的第二拱形（9)開口朝 下，所述的上部懸臂（2)與底部支座（3)的內側構成第三拱形（10)，所述的第三拱形（10) 開口朝向跨中。
9. 根據權利要求8所述的大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，其特征在于：所述的第三拱形 (10)的曲線為懸鏈線，懸鏈線公式為： y=f(ch(k〇-1)/(m-1) 其中，k=ln(m+Vm^-1 )；m:拱軸系數； 雙曲余弦ch(k|) = (exp(k|)+exp(_k|))/2f:為拱的矢高； i：i=2x/L； L:為拱的跨度； x :拱的x軸坐標；y :拱的y軸坐標。
【專利摘要】本發(fā)明公開的大跨傾斜拱形橋塔斜拉橋，包括多根斜拉索、大跨斜拉橋傾斜曲線橋塔、第一基礎，第二基礎和第三基礎；橋塔由上部懸臂和底部支座組成，上部懸臂向跨中傾斜；底部支座包括第一支腿、第二支腿、第三支腿，均為剛性連接分別位于第一基礎，第二基礎和第三基礎上；第一支腿和第二支腿之間設置有橫向支撐梁；每根斜拉索的頂端沿縱向分別固定于第三拱形朝向跨中的側面上，底端沿縱向分別固定于橋梁的跨中部位上；橋塔背部設有背索；背索頂端固定在橋塔的上部懸臂的頂端，背索的底端自固于橋塔的第三支腿上。本發(fā)明有效降低斜拉橋的高度及成本，造型美觀，整體上結構穩(wěn)定，符合限高區(qū)域的需求。
【IPC分類】E01D19-14, E01D11-04
【公開號】CN104612032
【申請?zhí)枴緾N201410784799
【發(fā)明人】羅世東, 王新國, 張曉江, 楊勇, 張治華, 周繼, 黎曙文, 趙劍鋒, 史娣, 柳鳴, 陳澤宇, 明發(fā)焱, 羅春林, 崔苗苗, 謝曉慧, 李的平, 李桂林, 董春燕, 陳名歡, 陳曉輝, 嚴定國, 張 杰
【申請人】中鐵第四勘察設計院集團有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月16日