一种双层钢桁梁结构 |
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| 申请号 | CN202310965065.9 | 申请日 | 2023-08-02 | 公开(公告)号 | CN117071396A | 公开(公告)日 | 2023-11-17 |
| 申请人 | 中铁大桥勘测设计院集团有限公司; | 发明人 | 诸志强; 杨进先; 崔友年; 刘汉顺; 于俊杰; 刘厚军; 赵小晴; 朱超; 聂斐; 应祝庆; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及一种双层 钢 桁梁结构，包括上层横梁、下层横梁、上 弦杆 、下弦杆、连接上弦杆和下弦杆的腹杆、与上层横梁交叉设置的上 纵梁 、与下层横梁交叉设置的下纵梁、竖向 连杆 ；上层横梁包括上层 节点 横梁，上层节点横梁与上弦杆连接；上层节点横梁为变高度的节点横梁；下层横梁包括下层节点横梁，下层节点横梁与下弦杆连接；竖向连杆的一端设于上纵梁与上层节点横梁的交点处，另一端设于下纵梁与下层节点横梁的交点处。本 发明 提供一种双层钢桁梁结构，设有变高度的上层节点横梁和竖向连杆，形成顺延的受 力 路径，使上下层 桥面 系共同受力，增加 单层 桥面活载下的 刚度 ，有效降低下层桥面系的高度，使得下层桥面的梁高满足桥面活载下横桥向刚度的要求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种双层钢桁梁结构，其特征在于，所述双层钢桁梁结构包括上层横梁(1)、与所述上层横梁(1)相对设置的下层横梁(2)、设于所述上层横梁(1)两侧的上弦杆(3)、设于所述下层横梁(2)两侧的下弦杆(4)、连接所述上弦杆(3)和所述下弦杆(4)的腹杆(5)、与所述上层横梁(1)交叉设置的上纵梁(6)、与所述下层横梁(2)交叉设置的下纵梁(7)、以及多个竖向连杆(8)； |
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| 说明书全文 | 一种双层钢桁梁结构技术领域背景技术[0002] 目前，在合建桥梁中，双层钢桁梁是一种最常用的结构形式，它由两层平行排列的钢桁架组成，每层钢桁架由多个直线段和节点连接而成，形成了一个刚性的桥梁结构。双层钢桁梁具有较高的承载能力和刚度，适用于跨度较大的桥梁工程。其上层和下层钢桁架之间常通过纵向、横向梁进行支撑和连接，以增强整体稳定性。 [0003] 由于城市桥梁景观特性的要求，双层钢桁梁的下层桥面底平面一般要求齐平。随着桥面承载的过江需求容量不断增加，双层钢桁梁桥面的横向宽度也在不断增加。 [0004] 当双层钢桁梁桥面的横向宽度过宽，超过一定距离后，下层桥面底平面齐平，其梁高常无法满足桥面活载下横桥向刚度的要求。发明内容 [0005] 本申请实施例提供一种双层钢桁梁结构，以解决相关技术中当双层钢桁梁桥面的横向宽度过宽、下层桥面底平面齐平导致梁高无法满足桥面活载下横桥向刚度的要求的技术问题。 [0006] 本申请实施例提供了一种双层钢桁梁结构，所述双层钢桁梁结构包括上层横梁、与所述上层横梁相对设置的下层横梁、设于所述上层横梁两侧的上弦杆、设于所述下层横梁两侧的下弦杆、连接所述上弦杆和所述下弦杆的腹杆、与所述上层横梁交叉设置的上纵梁、与所述下层横梁交叉设置的下纵梁、以及多个竖向连杆； [0007] 所述上层横梁包括上层节点横梁，所述上层节点横梁与所述上弦杆连接；所述上层节点横梁为变高度的节点横梁； [0008] 所述下层横梁包括下层节点横梁，所述下层节点横梁与所述下弦杆连接； [0009] 所述竖向连杆的一端设于所述上纵梁与所述上层节点横梁的交点处，另一端设于所述下纵梁与所述下层节点横梁的交点处。 [0010] 在一些实施例中，所述上层节点横梁包括设于中间的第一部、以及设于所述第一部两侧的第二部，所述第二部与所述上弦杆连接，所述第一部的高度大于所述第二部的高度。 [0011] 在一些实施例中，所述第一部的底部为水平直线。 [0012] 在一些实施例中，所述第二部的底部为倾斜直线或弧线。 [0013] 在一些实施例中，所述竖向连杆的一端设于所述上纵梁与所述上层节点横梁的第一部的交点处。 [0014] 在一些实施例中，多个所述竖向连杆对称设置。 [0015] 在一些实施例中，下层桥面支承在所述下层横梁上，所述下层桥面设有公轨隔离带，所述竖向连杆设于所述公轨隔离带内。 [0016] 在一些实施例中，所述上层横梁还包括与上层节点横梁间隔设置的上层节间横梁，所述上层节间横梁与所述上弦杆连接；所述上层节间横梁的底部与所述上弦杆的底部齐平。 [0017] 在一些实施例中，所述下层节点横梁的底部与所述下弦杆的底部齐平。 [0018] 在一些实施例中，所述下层横梁还包括与所述下层节点横梁间隔设置的下层节间横梁，所述下层节间横梁与所述下弦杆连接，所述下层节间横梁的底部与所述下弦杆的底部齐平。 [0019] 本申请提供的技术方案带来的有益效果包括： [0020] 本申请提供一种双层钢桁梁结构，设有变高度的上层节点横梁和竖向连杆，竖向连杆的一端设于上纵梁与上层节点横梁的交点处，另一端设于下纵梁与下层节点横梁的交点处，从而形成顺延的受力路径，使上下层桥面系共同受力，增加单层桥面活载下的刚度，有效降低下层桥面系的高度，即使双层钢桁梁桥面的横向宽度过宽，下层桥面的梁高也会满足桥面活载下横桥向刚度的要求。附图说明 [0021] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0022] 图1为本发明一实施例中双层钢桁梁结构的立面结构示意图。 [0023] 图2为本发明一实施例中双层钢桁梁结构的剖视图。 [0024] 图3为本发明一实施例中双层钢桁梁结构横断面的结构示意图。 [0025] 附图标记： [0026] 1、上层横梁；11、上层节点横梁；111、第一部；112、第二部；12、上层节间横梁；2、下层横梁；21、下层节点横梁；22、下层节间横梁；3、上弦杆；4、下弦杆；5、腹杆；6、上纵梁；7、下纵梁；8、竖向连杆；100、上层桥面；200、下层桥面。 具体实施方式[0027] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。 [0028] 本申请实施例提供了一种双层钢桁梁结构，适用于双层合建的桥梁工程。 [0029] 如图1至图3所示，其中，图1为本发明一实施例中双层钢桁梁结构的立面结构示意图。图2为本发明一实施例中双层钢桁梁结构的剖视图。图3为本发明一实施例中双层钢桁梁结构横断面的结构示意图。 [0030] 本申请实施例提供了一种双层钢桁梁结构，双层钢桁梁结构包括上层横梁1、与上层横梁1相对设置的下层横梁2、设于上层横梁1两侧的上弦杆3、设于下层横梁2两侧的下弦杆4、连接上弦杆3和下弦杆4的腹杆5、与上层横梁1交叉设置的上纵梁6、与下层横梁2交叉设置的下纵梁7、以及多个竖向连杆8； [0031] 上层横梁1包括上层节点横梁11，上层节点横梁11与上弦杆3连接；上层节点横梁11为变高度的节点横梁； [0032] 下层横梁2包括下层节点横梁21，下层节点横梁21与下弦杆4连接； [0033] 竖向连杆8的一端设于上纵梁6与上层节点横梁11的交点处，另一端设于下纵梁7与下层节点横梁21的交点处。 [0034] 本申请实施例提供一种双层钢桁梁结构，设有变高度的上层节点横梁11和竖向连杆8，竖向连杆8的一端设于上纵梁6与上层节点横梁11的交点处，另一端设于下纵梁7与下层节点横梁21的交点处，从而形成顺延的受力路径，使上下层桥面系共同受力，增加单层桥面活载下的刚度，有效降低下层桥面系的高度，即使双层钢桁梁桥面的横向宽度过宽，下层桥面的梁高也会满足桥面活载下横桥向刚度的要求。同时还增加了桥下通航净空高度。 [0035] 上层横梁1和上纵梁6形成上层纵横梁体系，下层横梁2和下纵梁7形成下层纵横梁体系，以实现更安全稳定的结构。其中，上纵梁6和下纵梁7位于桥梁的路线方向上，用于承担垂直荷载和维持结构的稳定性。上层横梁1位于上纵梁6之间，下层横梁2位于下纵梁7之间，垂直于路线方向，起到连接和加固的作用，能够分担水平荷载，提高整体结构的刚度和强度。 [0036] 如图3所示，在一些实施例中，上层节点横梁11包括设于中间的第一部111、以及设于第一部111两侧的第二部112，第二部112与上弦杆3连接，第一部111的高度大于第二部112的高度。 [0037] 上层节点横梁11为中间加高的特殊节点横梁，便于上下层桥面系共同受力。 [0038] 节点横梁，也称为节点钢梁或节点横向梁，是连接节点的横向承载构件，位于节点处，通过连接节点上的结构来承担水平荷载。 [0039] 在一些实施例中，第一部111的底部为水平直线。 [0040] 在一些实施例中，第二部112的底部为倾斜直线，呈直线过渡，当然，在其他实施例中，第二部112的底部也可以为弧线或者阶梯状或者其他形状。 [0041] 如图3所示，在一些实施例中，第二部112与上弦杆3的连接处，第二部112的底部与上弦杆3的底部齐平。 [0042] 如图2所示，在一些实施例中，上层横梁1还包括与上层节点横梁11间隔设置的上层节间横梁12，上层节间横梁12与上弦杆3连接；上层节间横梁12的底部与上弦杆3的底部齐平。 [0043] 节间横梁是连接两个节点之间的横向承载构件，位于节点之间，承担两个节点之间的水平荷载。 [0044] 上层节间横梁12为多个且平行设置，保持均匀间隔。 [0045] 如图2所示，在一些实施例中，下层节点横梁21的底部与下弦杆4的底部齐平。 [0046] 如图2所示，在一些实施例中，下层横梁2还包括与下层节点横梁21间隔设置的下层节间横梁22，下层节间横梁22与下弦杆4连接，下层节间横梁22的底部与下弦杆4的底部齐平。 [0047] 下层节间横梁22为多个且平行设置，保持均匀间隔。 [0048] 下层横梁2中，下层节点横梁21和下层节间横梁22的底部均与下弦杆4的底部齐平，节约桥下通航净空高度，节约与桥梁两岸的引桥接线长度。 [0049] 如图1至图3所示，上弦杆3、下弦杆4和腹杆5承担着桥梁的荷载和力学作用，共同确保桥梁的稳定性和承载能力。 [0050] 上弦杆3是位于上部的主要横向构件，承受桥梁自重和行车荷载，并将这些荷载转移到桥墩或桥塔上。下弦杆4是位于下部的主要横向构件。它与上弦杆相对设置，承受桥梁自重和行车荷载，并通过桥墩或桥塔将荷载传递到地基或承台。 [0051] 腹杆5是连接上弦杆3和下弦杆4的竖向构件，位于上弦杆3和下弦杆4之间。腹杆5可以有多个，根据桥梁结构的需要进行布置。它的作用是增加桥梁的强度和刚性，防止上弦杆3和下弦杆4产生过大的变形。 [0052] 上弦杆3、下弦杆4和腹杆5相互配合，形成了一个稳定的桥梁结构，确保桥梁在不同荷载下具有足够的强度和稳定性，满足交通需求并保证行车安全。 [0053] 如图3所示，在一些实施例中，竖向连杆8的一端设于上纵梁6与上层节点横梁11的第一部111的交点处。 [0054] 在一些实施例中，多个竖向连杆8对称设置。 [0055] 如图1所示，竖向连杆8为4个，两两相对且对称设置，当然，在其他实施例中，竖向连杆8还可以为其他数量。 [0056] 本申请实施例中，通过上下纵梁、上下横梁、竖向连杆8的设置，形成一种空间多框格板桁组合结构，更安全稳定。 [0057] 空间多框格板桁组合结构由多个框架和横向连接的板桁组成，纵向和横向构件形成骨架结构，相交并连接在一起，构成一个空间框架系统。而板桁则是通过纵向和横向构件组合而成的板状结构，用于覆盖框架之间的空间。空间多框格板桁组合结构能够有效地承受外部荷载，并提供良好的刚度和稳定性。 [0058] 在一些实施例中，上层桥面100支承在上层横梁1上，下层桥面200支承在下层横梁2上，下层桥面200设有公轨隔离带，竖向连杆8设于公轨隔离带内。 [0059] 公轨隔离带是指交通系统中，用于将轨道交通线路与周围环境分隔开的区域。它位于轨道两侧，并且常被设立为一个相对较宽的区域，可以采用不同的设计和材料来实现隔离。公轨隔离带的主要目的是确保乘客和行人的安全，防止他们无意间进入轨道区域或与运行的列车发生碰撞。 [0060] 竖向连杆8布置在下层桥面200的公轨隔离带内，有效利用的下层桥面200的空间，可以更好的满足上层桥面100为机动车道，下层桥面200中间为轨道，两侧为机动车道或者非机动车道的多种交通综合过江的通道断面布置需求。 [0061] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的方法或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。 [0062] 需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0063] 以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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