申请/专利权人：同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司

申请日：2019-06-28

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110184890B

主分类号：E01D1/00

分类号：E01D1/00;E01D11/02;E01D19/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.09.24#实质审查的生效;2019.08.30#公开

摘要：本发明涉及一种桥跨结构，包括相互连接的桁架桥部1与悬索桥部。与现有技术相比，本发明适用于三端道路走向不能全完对正的情况；结构轻巧，节省材料；桥上视野开阔；桥下空间宽敞，有利于通航。

主权项：1.一种桥跨结构，其特征在于，包括相互连接的桁架桥部（1）与悬索桥部；所述的桁架桥部（1）包括相互连接的桁架和桁架桥桥面，所述桁架桥桥面为弯折形平面，所述悬索桥部包括相互连接的悬索桥桥面（2）与索杆组件，所述悬索桥桥面（2）一端与弯折形平面的弯折处连接，另一端与第一地面桥台连接，所述桁架桥桥面的两端分别与第二地面桥台和第三地面桥台连接，所述索杆组件分别与第一地面桥台和桁架连接；所述的桁架包括上弦、下弦和腹杆，所述腹杆分别连接上弦与下弦，所述桁架桥桥面连接上弦或下弦；所述的索杆组件包括桅杆（5）、背索（6）、主缆（4）和吊杆（3），所述主缆（4）分别与背索（6）、桅杆（5）和吊杆（3）连接，所述吊杆（3）与悬索桥桥面（2）连接，所述的主缆（4）一端与桅杆（5）和背索（6）的顶端连接，另一端与桁架桥部（1）连接。

全文数据：一种桥跨结构技术领域本发明涉及桥跨领域，尤其是涉及一种桥跨结构。背景技术传统上，桥梁结构体系有四种：梁式桥、拱桥、悬索桥、刚构桥。近现代随着建筑材料和设计技术的发展，在四大桥梁类型的基础上衍生出了一些新型的桥梁体系。如斜拉桥、悬带桥等。按桥梁的桥跨结构数量分，可以分为单跨、两跨、三跨、多跨等。桥梁桥跨数量越少，需要的下部的桥墩就越少，由于桥墩会影响航道通行，且其施工一般在水下，施工昂贵，作业困难且风险较大。在经济技术条件允许的条件下，一般希望使用尽可能大的跨度和尽可能少的桥跨数量实现跨越。但是，实践中，往往也遇到需要通过一座桥连接三个或更多地块的情况，此时，传统的桥跨结构体系往往只是考虑两点连接，难以满足这样的需求，有必要根据现实的场地条件及桥梁建筑功能考虑新的结构体系。对于理想三边等边的情况，可以采用环形、星形等平面布置，通过将两点连接的传统桥梁体系延拓为三点连接解决。然而，现实中也往往遇到三岸中其中两岸相距较近，而第三岸与其他两岸相距较远的情况。此时，单一的桥梁形式难以充分发挥优势，因地制宜通过组合的方式综合解决是更合理的方案。因此，需要设计桥跨结构，将该桥跨结构应用于桥梁中，充分发挥各种桥型的优势，获得经济可行，美观实适用的桥梁设计。发明内容本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种桥跨结构。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种桥跨结构，包括相互连接的桁架桥部与悬索桥部。所述的桁架桥部包括上弦、桁架桥桥面、下弦和腹杆，所述腹杆分别连接上弦与下弦，所述桁架桥桥面连接上弦或下弦。所述的桁架桥桥面为弯折形平面。所述的悬索桥部一端与弯折形平面的弯折处连接，另一端与地面桥台连接。所述的悬索桥部包括相互连接的悬索桥桥面与索杆组件。所述的索杆组件包括桅杆，背索，主缆和吊杆，所述主缆分别与背索、桅杆和吊杆连接，所述吊杆与悬索桥桥面连接。所述的吊杆与悬索桥桥面单侧连接。所述的吊杆与悬索桥桥面的夹角为40°～70°。所述的主缆一端与桅杆和背索的顶端连接，另一端与桁架桥部连接。所述的桅杆和背索底端与地面桥台连接。与现有技术相比，本发明具有以下优点：1采用悬索桥部与桁架桥部相连的结构，桁架桥部客观上给悬索桥部一端提供了弹性边界。2桁架桥桥面为弯折形平面，悬索桥部一端与弯折形平面的弯折处连接，可应用于三端道路走向不能全完对正的情况。3结构轻巧，降低了桥体的自重，节省材料。4桥上视野开阔：对于悬索桥部，吊杆只在靠近桅杆的一侧与悬索桥桥面相连接，所以另一侧无结构物遮挡视野，可以有更开阔的景观和视野。5桥下空间宽敞：对于悬索桥部，主要由桅杆和背索承力，只在另一端有柱子与地面桥台相连，桥下空间宽敞，有利于通航。6吊杆与悬索桥桥面的夹角为40°～70°，具备很好的稳定性。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的俯视结构示意图；图3为本发明的主视结构示意图；图4为本发明的侧视结构示意图；图5为本发明的分解结构示意图；图6为本发明实施例的使用状态变形图；附图标记：1为桁架桥部；2为悬索桥桥面；3为吊杆；4为主缆；5为桅杆；6为背索。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例一种新型三岔桥跨结构，该桥跨结构可应用于连接三岸，且跨距不等的桥梁中，作为桥梁结构的一部分。如图1-图5，桥跨结构由桁架桥部1与悬索桥部组成。桁架桥部1包括上弦、桁架桥桥面、下弦和腹杆，腹杆分别连接上弦与下弦，桁架桥桥面连接上弦或下弦，桁架桥桥面为弯折形平面。悬索桥部由悬索桥桥面2与索杆组件组成。悬索桥桥面2部分包括脊梁，悬挑梁和封边梁。悬索桥桥面2为直线形平面；悬索桥桥面2一侧悬挑；悬索桥桥面2一端连接桁架桥桥面的弯折处，且悬索桥桥面2一端与桁架桥桥面的弯折处刚性连接，另一端由地面桥台支撑。索杆组件包括吊杆3，主缆4，桅杆5和背索6。吊杆3和主缆4组成的斜拉体系拉住悬索桥面未悬挑一侧，荷载通过吊杆3传至主缆4，再传至桅杆5，背后设两道背索6平衡主缆4拉力。吊杆3与悬索桥桥面2一侧连接，且与悬索桥桥面2的夹角为40°～70°。主缆4一端连于桅杆5，另一端连于桁架桥部1的上弦。桅杆5顶端与背索6以及主缆4相连，底端直接连接于地面桥台。两根背索6顶端与桅杆5顶端相连，底端直接连接于地面桥台。桥跨结构最大跨度部分采用悬索桥。以某三岔景观步行桥为例：某三岔景观步行桥，桥跨在全长为135m，主跨121m，主体是轻型结构体系，三岔Y形无柱布局，采用单侧非对称悬索及桁架体系的刚柔结合的结构方案。桥跨包括桁架桥部1和悬索桥部，其中，悬索桥部一端与桁架桥桥面弯折处连接，另一端放置在地面桥台支撑上，悬索桥桥面2选择为变截面挑梁；悬索桥部还包括吊杆3，主缆4，桅杆5以及背索6，桁架桥部1的桁架桥平面为折线形平面，弯折处与悬索桥部相连，形成桁架桥桥面弯折的一侧与悬索桥部为133°的角度，另一侧为103°的角度；吊杆3与悬索桥桥面2斜方向相连，且只存在于桅杆5方向一侧，从而使吊杆3不影响悬索桥桥面2另一侧视野，荷载通过吊杆3传至主缆4，再传至桅杆5，通过背索6平衡主缆4与桅杆5。桅杆5以及背索6下端均与地面桥台连接，上端均与主缆4连接。此桥跨结构在满足功能性的要求下，结构性能良好。主缆4采用高钒镀层索、密封钢丝绳等高强拉索材料。图6为相关位移分析结果。分析表明结构最大位移出现在悬索桥跨中部分，三岔桥变形呈现良好的整体性，结构各指标均能满足设计安全使用的标准要求，经济可行。与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：1.适应三岔形状的桥面走线，适用于三端道路走向不能全完对正的情况。2.采用悬索桥部与桁架桥部相连的结构，在连接处的边界位置，桁架桥部客观上给悬索桥部一端提供了弹性边界；3.结构轻巧，相比于一般的结构桥跨，由于桥跨最大跨度的结构部分采用悬索桥的形式，其主要受拉部分无失稳问题，采用斜拉体系可以使截面最小化，而受压部分为钢梁，稳定性较容易保证。因此整体材料利用效率高，相比传统单一体系的桥型，大大降低了桥体的自重，节省材料。4.桥上视野开阔，对于悬索桥部，吊杆只在靠近桅杆的一侧与桥面相连接，所以另一侧无结构物遮挡视野，相比与传统的悬索桥，可以有更开阔的景观和视野。5.桥下空间宽敞，对于悬索桥部，主要由桅杆和背索承力，另外悬索桥一端直接连接在桁架桥部，只在另一端与地面桥台相连，所以桥下空间宽敞，有利于通航。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

权利要求：1.一种桥跨结构，其特征在于，包括相互连接的桁架桥部1与悬索桥部。2.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述的桁架桥部1包括上弦、桁架桥桥面、下弦和腹杆，所述腹杆分别连接上弦与下弦，所述桁架桥桥面连接上弦或下弦。3.根据权利要求2所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述的桁架桥桥面为弯折形平面。4.根据权利要求3所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述的悬索桥部一端与弯折形平面的弯折处连接，另一端与地面桥台连接。5.根据权利要求1所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述的悬索桥部包括相互连接的悬索桥桥面2与索杆组件。6.根据权利要求5所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述的索杆组件包括桅杆5、背索6、主缆4和吊杆3，所述主缆4分别与背索6、桅杆5和吊杆3连接，所述吊杆3与悬索桥桥面2连接，所述的主缆4一端与桅杆5和背索6的顶端连接，另一端与桁架桥部1连接。7.根据权利要求6所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述的吊杆3与悬索桥桥面2单侧连接。8.根据权利要求6所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述的吊杆3与悬索桥桥面2的夹角为40°～70°。9.根据权利要求6所述的一种桥跨结构，其特征在于，所述的桅杆5和背索6底端与地面桥台连接。

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