技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
桥梁结构，特别是一种中跨主梁受拉的斜拉桥。
背景技术
[0002] 在艰险山区峡谷地形，由于受地形、交通、地质等条件限制，修建拱桥代价大、
风险大、工期长，此时斜拉桥往往成为一种更适宜的结构方案。斜拉桥受限于地形、地质因素，无法设置足够长的边跨时，采用常规的主梁全部自锚的斜拉桥形式，如图1所示。主梁全部自锚的斜拉桥就需要大量开挖地基来设置边跨，工程浪费较多，对环境的破坏很大。
[0003] 为了解决主梁全部自锚的斜拉桥形式导致的边跨过长的缺点，在山区或边跨贴近地面的斜拉桥中也有采用部分地锚式斜拉桥方案，例如中国郧阳汉江大桥等。国内外采用部分地锚式斜拉桥方案通常采用边跨主梁和地锚部分刚性连接，中跨主梁在中跨跨中附近断开，并在断开处设置可以传递一定弯矩和剪
力，不传递轴力并可以纵向移动的构造，例如
牛腿或者
抽屉梁等，如图2所示。这种方案主梁全部受压，而且桥塔处主梁的轴力最大，中跨跨中处主梁的轴力为零。中跨主梁断开，以减小
温度和
混凝土收缩、徐变等引起的主梁轴力，在中跨主梁断开处一般设置抽屉梁结构或牛腿结构、超大位移伸缩缝和轨道伸缩调节器，造价高，容易损坏，后期养护和维修工作量大，成本也高。
[0004] 高速列车通过中跨主梁的断开处时，伸缩量和折
角都比较大，会严重影响列车安全性和乘客的舒适性。采用抽屉梁或牛腿的主梁断开构造一般只适用于箱型主梁，很难适用于桁梁或箱梁与桁梁的组合主梁。另外这种斜拉桥主梁的轴向压力和常规边跨的斜拉桥的基本相同，都很大，需要较多的材料并限制了斜拉桥的跨度向更大跨度的发展。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于：针对
现有技术存在的为了避免边跨过长，而在中跨主梁中部断开并设置抽屉梁或牛腿，进而使得桥梁造价高、容易损坏、后期养护和维修工作量大、行车舒适性差的问题，提供一种中跨主梁受拉的斜拉桥。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种中跨主梁受拉的斜拉桥，包括桥塔、中跨斜拉索、锚固在地面锚固结构上的边跨斜拉索、锚固在主梁上的边跨斜拉索、中跨主梁、边跨主梁、边跨斜拉索的地面锚固结构和伸缩缝，桥塔的数量至少为两个；所述中跨斜拉索的上端锚固在所述桥塔上，下端锚固在所述中跨主梁上；所述边跨斜拉索上端锚固在所述桥塔上，部分所述边跨斜拉索的下端锚固在所述边跨主梁上，其余所述边跨斜拉索的下端锚固在所述地面锚固结构上；所述主梁是连续的；在所述边跨主梁和所述边跨斜拉索的地面锚固结构之间各设置伸缩缝以释放主梁的纵向位移，所述主梁和所述斜拉索关于纵向中线对称布置。
[0008] 术语“纵向”是指沿桥梁的长度方向。术语“主梁连续”是指主梁能够用于传递轴力、剪力、弯矩和
扭矩。
[0009] 作为本发明的优选方案，所述主梁是箱梁、桁梁或箱梁或桁梁的组合梁的一种。
[0010] 作为本发明的优选方案，所述边跨斜拉索大部分斜拉索锚固在地面锚固结构上。
[0011] 作为本发明的优选方案，用于
铁路或公铁合建斜拉桥时，在所述主梁的梁端和所述边跨斜拉索的地面锚固结构之间设置轨道伸缩调节器，减小
钢轨中的轴力。
[0012] 作为本发明的优选方案，所述中跨主梁上采用体外预
应力结构。
[0013] 作为本发明的优选方案，所述预应力结构包括预应力绞线和锚板，所述预应力绞线一端与一个所述锚板相连，所述预应力绞线另一端与另一所述锚板相连，所述锚板固定连接于所述中跨主梁上。
[0014] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0015] 本发明提供的斜拉桥，其采用将边跨的部分斜拉索锚固在地面锚固结构上来实现短边跨，在边跨斜拉索的地面锚固结构和主梁之间设置伸缩缝，对于铁路和公铁合建斜拉桥，地面锚固结构和主梁之间还设置轨道伸缩调节器，主梁为连续结构，中跨主梁部分受拉，从而减小了主梁巨大的轴向压力，节约材料和工程造价；在斜拉索的地面锚固结构和主梁之间各设置伸缩缝和轨道伸缩调节器，伸缩缝和轨道伸缩调节器的规格减小一半以上，造价低，养护维修量少；中跨主梁连续，列车过桥时安全性好，旅客舒适度高；设置短边跨或中跨主梁
外延伸段可解决梁端转角过大不利于列车通行的问题，将既有地锚式斜拉桥的应用范围扩展了到轨道和铁路运输领域，部分斜拉索锚固在地面锚固结构，导致桥梁的竖向
刚度、横向刚度和扭转刚度更高，更适用于高速铁路斜拉桥，为山区铁路建设提供一个新的可选择桥型；因为主梁是连续的，能够采用箱梁、桁梁和箱梁与桁梁组合等各种主梁型式，大大拓宽了地锚式斜拉桥主梁的结构型式；部分斜拉索锚固在地面锚固结构上以后，中跨主梁部分受拉，部分受压，主梁中的轴向压力大大减小，进而提高了斜拉桥的跨越能力，能使得斜拉桥的跨度达到1500m以上。
[0016] 与现有技术的主梁全部自锚的斜拉桥相比，本发明具有以下优点：1)大大减少边跨的长度，桥梁总长度减少而节约工程造价。2)大大减小为了设置边跨的工程开挖，节约了造价，保护了环境。3)中跨主梁部分受拉，减小了主梁中的巨大轴向压力，从而节约了主梁材料而节约工程造价。4)中跨主梁部分受拉，大大减小了桥塔处主梁的轴向压力，从而大大提高了斜拉桥的跨越能力跨度，能使得斜拉桥的跨度达到1500m以上。5)另外由于部分边跨斜拉索锚固在地面上，减小了活载作用下主梁的纵向、横向和扭转
变形，从而提高了斜拉桥的竖向、横向和扭转刚度，对于铁路斜拉桥特别有利。
[0017] 与现有技术中的中跨主梁断开并设置传递弯矩和剪力而不传递轴力构造的部分地锚式斜拉桥相比，本发明具有以下优点：1)中跨主梁部分受拉，减小了桥塔处主梁巨大的轴向压力，主梁材料减少而节约工程造价。2)在边跨主梁和斜拉索地面锚固结构之间设置伸缩缝和轨道伸缩调节器，不需要在中跨主梁断开，保证了中跨主梁的连续性，省去了超大位移轨道伸缩调节器和伸缩缝，大大减少了维修养护的工作量，提高列车运营的安全性和旅客的舒适性，尤其对高速铁路斜拉桥特别有利。3)主梁能够采用箱梁、桁梁和箱梁与桁梁组合的主梁型式，大大拓宽了地锚式斜拉桥的主梁型式范围。4)中跨主梁部分受拉，部分受压，大大减小主梁中的轴向压力，从而提高了斜拉桥的跨越能力跨度，能使得斜拉桥的跨度达到1500m以上。
附图说明
[0018] 图1是现有技术中的主梁全部自锚的斜拉桥及其主梁轴力示意图。
[0019] 图2是现有技术中的中跨主梁断开并设置传递弯矩和剪力而不传递轴力构造的部分地锚式斜拉桥及其主梁轴力示意图。
[0020] 图3是本发明
实施例1提供的中跨主梁部分受拉的短边跨斜拉桥及其主梁轴力示意图。
[0021] 图4是本发明实施例2提供的中跨主梁全部受拉的无边跨斜拉桥及其主梁轴力示意图。
[0022] 图5是本发明具体实施方式提供的跨中主梁体外预应力钢束示意图。
[0023] 图标：1-桥塔；2-中跨斜拉索；31-锚固在地面上的边跨斜拉索；32-锚固在边跨主梁上的边跨斜拉索；41-中跨主梁；42-边跨主梁；43-中跨主梁外延伸段；5-边跨斜拉索的地面锚固结构；6-伸缩缝和轨道伸缩调节器；7-桥塔
基础；10-预应力绞线；11-锚板。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0025] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026] 实施例
[0027] 请参阅图3-图5。
[0028] 本发明实施例提供了一种中跨主梁受拉的斜拉桥结构体系，其包括桥塔1、中跨斜拉索2、锚固在地面上的边跨斜拉索31、锚固在边跨主梁上的边跨斜拉索32、中跨主梁41、边跨主梁42、边跨斜拉索的地面锚固结构5和伸缩缝。对于铁路和公铁合建斜拉桥还包括轨道伸缩调节器。桥塔1的数量至少为两个，并要求主梁和斜拉索的总体布置关于纵向中线对称。桥塔1的底部为桥塔基础7。
[0029] 中跨斜拉索2的上端锚固在桥塔1上，下端锚固在中跨主梁41上。边跨斜拉索上端锚固在桥塔1上，部分边跨斜拉索的下端锚固在边跨主梁41上，其余所述边跨斜拉索的下端锚固在地面锚固结构上。在边跨主梁42和边跨斜拉索的地面锚固结构5之间各设置伸缩缝以释放主梁的纵向位移。对于铁路和公铁合建斜拉桥，设置伸缩缝和轨道伸缩调节器6，轨道伸缩调节器用以释放钢轨的纵向位移。
[0030] 主梁为连续的，主梁可以采用箱梁，也可以是桁梁，也可以是箱梁或桁梁的组合梁。
[0031] 本发明提供的斜拉桥，其采用将边跨的部分斜拉索锚固在地面锚固结构上来实现短边跨，在边跨斜拉索的地面锚固结构5和主梁之间设置伸缩缝和轨道伸缩调节器6，主梁为连续结构，中跨主梁41部分受拉，从而减小了主梁巨大的轴向压力，节约材料和工程造价；在边跨斜拉索的地面锚固结构5和主梁之间各设置伸缩缝和轨道伸缩调节器6，伸缩缝和轨道伸缩调节器6的规格减小一半以上，造价低，养护维修量少；中跨主梁41连续，列车过桥时安全性好，旅客舒适度高；设置短边跨或中跨主梁外延伸段43可解决梁端转角过大不利于列车通行的问题，将既有地锚式斜拉桥的应用范围扩展了到轨道和铁路运输领域，部分斜拉索锚固在地面锚固结构，导致桥梁的竖向刚度、横向刚度和扭转刚度更高，更适用于高速铁路斜拉桥，为山区铁路建设提供一个新的可选择桥型；因为主梁是连续的，能够采用箱梁、桁梁和箱梁与桁梁组合等各种主梁型式，大大拓宽了地锚式斜拉桥主梁的结构型式；部分斜拉索锚固在地面锚固结构上以后，中跨主梁41部分受拉、部分受压，主梁中的轴向压力大大减小，进而提高了斜拉桥的跨越能力，能使得斜拉桥的跨度达到1500m以上。
[0032] 优选的，把部分边跨的斜拉索锚固在地面上，斜拉桥总体布置如图3所示，此时中跨的主梁部分受拉部分受压，边跨的锚固斜拉索的主梁全部受压。
[0033] 本发明的一个特例是把边跨全部的斜拉索锚固在边跨斜拉索的地面锚固结构5上，此时中跨主梁41全部受拉。对于铁路斜拉桥，为了解决桥塔1处的梁端转角过大的问题，设置中跨主梁外延伸段43，此时的总体布置如图4所示，中跨主梁41全部受拉。对于梁端转角不控制的公路斜拉桥也可以不设置中跨主梁外延伸段43。
[0034] 优选的，如果主梁采用钢-砼结合梁主梁或者混凝土主梁，在跨
中轴向拉力较大的区域设置体外预应力结构，以减小跨中附近主梁的轴向拉力。具体参见图5，预应力绞线10一端与一个锚板11相连，预应力绞线10另一端与另一锚板11相连。锚板11固定连接于
底板上。
[0035] 本实施例中的中跨主梁受拉的斜拉桥的有益效果在于：
[0036] 由于本发明提供的斜拉桥的边跨斜拉索和中跨斜拉索2对主梁的轴力
不平衡而导致中跨主梁41部分受拉部分受压；
[0037] 与现有技术的主梁全部自锚的斜拉桥相比，本发明具有以下优点：1)大大减少边跨的长度，桥梁总长度减少而节约工程造价。2)大大减小为了设置边跨的工程开挖，节约了造价，保护了环境。3)中跨主梁41部分受拉，减小了主梁中的巨大轴向压力，从而节约了主梁材料而节约工程造价。4)中跨主梁41部分受拉，大大减小了桥塔1处主梁的轴向压力，从而大大提高了斜拉桥的跨越能力跨度，能使得斜拉桥的跨度达到1500m以上。5)另外由于部分边跨斜拉索锚固在地面上，减小了活载作用下主梁的纵向、横向和扭转变形，从而提高了斜拉桥的竖向、横向和扭转刚度，对于铁路斜拉桥特别有利。
[0038] 与现有技术中的中跨主梁断开并设置传递弯矩和剪力而不传递轴力构造的部分地锚式斜拉桥相比，本发明具有以下优点：1)中跨主梁41部分受拉，减小了桥塔1处主梁巨大的轴向压力，主梁材料减少而节约工程造价。2)在边跨主梁42和边跨斜拉索的地面锚固结构5之间设置伸缩缝和轨道伸缩调节器6，不需要在中跨主梁41处断开，保证了中跨主梁41的连续性，省去了超大位移轨道伸缩调节器和伸缩缝，大大减少了维修养护的工作量，提高列车运营的安全性和旅客的舒适性，尤其对高速铁路斜拉桥特别有利。3)主梁能够采用箱梁、桁梁或箱梁与桁梁组合的主梁型式，大大拓宽了地锚式斜拉桥的主梁型式范围。4)中跨主梁41部分受拉，部分受压，大大减小主梁中的轴向压力，从而提高了斜拉桥的跨越能力跨度，能使得斜拉桥的跨度达到1500m以上。
[0039] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
