一种小半径曲线刚构体系桥

摘要

本发明公开了一种小半径曲线刚构体系桥，包括支撑组件和桥面组件，所述桥面组件安装于支撑组件的上方，所述桥面组件由钢箱梁组成，所述支撑组件包括一根以上的墩梁固结墩台和一根以上的非固结墩台，所述墩梁固结墩台为钢管混凝土单柱墩，所述非固结墩台上均设置有活动支座。本发明具有结构简单、施工简便、可提高桥梁结构可靠性和安全性等优点。

说明书

技术领域

本发明主要涉及到桥梁建筑领域，特指一种小半径曲线刚构体系桥。

背景技术

城市匝道曲线桥半径较小（半径                                                m），一般远小于高速公路或铁路上的曲线桥半径（半径m），属于小半径曲线桥。目前已建的城市匝道小半径曲线桥，主要采用多跨连续或单跨简支曲线箱梁的结构型式。由于小半径曲线梁的车辆离心力作用与“弯-扭耦合”效应显著，使得小半径曲线梁桥在运行期间，箱梁易产生较大的往外侧的横向位移与扭转变形；又因温度作用将会导致曲线梁纵向变形，综合起来就导致曲线箱梁在平面内产生旋转位移，从而容易导致支座脱空、伸缩缝损坏、墩身与箱梁结构开裂，甚至偏载下箱梁整体侧倾等严重问题。

针对上述问题，有从业者提出了一些改进技术方案，包括：（1）在连续曲梁的每一个桥墩与桥台上均布置双支座或多个支座，改变传统的中间桥墩仅布置一个支座的设计方案，以利于箱梁抗扭，避免发生箱梁侧倾事故；（2）在适当位置布置单向活动、双向活动或抗拉支座（抗震支座）等各种不同形式的支座，以限制曲线箱梁的纵、横向位移，并防止支座脱空。

但是，上述改进技术方案所存在的问题是：（1）大大地增加了桥梁支座的数量与种类，一般需采用盆式橡胶支座，造价昂贵。（2）橡胶支座易老化，一般15年左右需更换，桥梁维护费用大。（3）由于平面曲线及桥面纵、横坡的影响，纵多数量的支座安装，其施工质量不易保证。若支座未精确安装，则难以保证支座的正常作用，从而会影响到桥梁结构的质量与安全。（4）随着支座数量的增加，相应地也增加了桥梁下部结构的工程量与造价。综上所述，现有技术中并未有较佳的技术方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、施工简便、可提高桥梁结构可靠性和安全性的小半径曲线刚构体系桥。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种小半径曲线刚构体系桥，包括支撑组件和桥面组件，所述桥面组件安装于支撑组件的上方，所述桥面组件由钢箱梁组成，所述支撑组件包括一根以上的墩梁固结墩台和一根以上的非固结墩台，所述墩梁固结墩台为钢管混凝土单柱墩，所述非固结墩台上均设置有活动支座。

作为本发明的进一步改进：所述墩梁固结墩台位于桥面组件的中部位置，所述非固结墩台位于桥面组件的两端。

作为本发明的进一步改进：所述墩梁固结墩台包括墩梁钢套管，所述钢箱梁的底板设置有开孔，所述墩梁钢套管的顶部伸入到开孔内并与钢箱梁焊接，所述墩梁钢套管内设置有现浇钢筋混凝土。

作为本发明的进一步改进：所述墩梁钢套管的底部通过底板组件固定于地面上。

作为本发明的进一步改进：所述桥面组件的钢箱梁上方设置有钢纤维混凝土层和沥青混凝土层以形成混合层桥面，所述钢纤维混凝土层靠近钢箱梁铺设。

作为本发明的进一步改进：所述钢纤维混凝土层与沥青混凝土层之间设置防水层。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的小半径曲线刚构体系桥，结构简单、施工简便，由于固结的墩梁固结墩台，进而取消了墩上的支座，从而减少了全桥支座的总数量，施工相对较易，并且施工质量易于控制，节省了造价，经济效益显著。同时，因墩梁固结，可彻底解决曲线梁平面内位移过大、支座脱空、伸缩缝损坏及箱梁侧倾问题，提高了桥梁结构的可靠性和安全性。

2、本发明的小半径曲线刚构体系桥，由于减少了全桥橡胶支座（易老化）的数量，桥梁结构的耐久性得到了提高；同时还相应减少了更换支座数量、降低了桥梁维护费用。

3、本发明的小半径曲线刚构体系桥，与以往的通过增加支座的连续曲线梁桥体系相比，具有经济、安全、耐用及施工简便的优点，较好地解决了小半径曲线梁桥易发生箱梁平面内移位、支座脱空、伸缩缝损坏、结构开裂及箱梁整体侧倾等问题，是一种科学合理、具有广阔应用前景的新结构体系桥。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明在具体应用实例中墩梁固结墩台与桥面组件的连接原理示意图。

图3是本发明在具体应用实例中非固结墩台与桥面组件的连接原理示意图。

图4是本发明在具体应用实例中墩梁固结墩台与桥面组件的连接结构示意图。

图5是本发明在具体应用实例中墩梁固结墩台与桥面组件连接的局部结构示意图。

图6是本发明在具体应用实例中墩梁固结墩台与桥面组件连接时钢箱梁底部的局部结构示意图。

图7是本发明在具体应用实例中非固结墩台上支座的放置示意图。

图例说明：

1、墩梁固结墩台；101、墩梁钢套管；2、非固结墩台；3、钢箱梁；301、开孔；4、钢纤维混凝土层；5、沥青混凝土层；6、防水层；7、活动支座。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明的小半径曲线刚构体系桥，包括支撑组件和桥面组件，桥面组件安装于支撑组件的上方。该桥面组件由钢箱梁3组成，支撑组件包括一根以上的墩梁固结墩台1和一根以上的非固结墩台2，其中墩梁固结墩台1采用钢管混凝土单柱墩，非固结墩台2均采用活动支座7，以满足钢箱梁3因温度变化引起的纵向变形要求。其中，钢管混凝土是一种组合结构，比钢结构经济；相对于钢筋混凝土的墩台，钢管混凝土单柱墩减小了截面尺寸与刚度，提高了墩台的柔度，以适应上部结构曲线箱梁及桥面因温度变化、材料的收缩徐变引起的纵、横向与旋转变形。同时，又能保证结构强度与稳定安全。

在具体应用时，墩梁固结墩台1一般位于桥面组件的中部位置，作为过渡墩的非固结墩台2则位于桥面组件的两端。

如图4、图5和图6所示，墩梁固结墩台1包括墩梁钢套管101，钢箱梁3的底板设置有开孔301，墩梁钢套管101的顶部伸入到开孔301内并与钢箱梁3焊接，墩梁钢套管101内设置有现浇钢筋混凝土。墩梁钢套管101的底部通过底板组件固定于地面上。

本实施例中，桥面组件的钢箱梁3上方设置有钢纤维混凝土层4和沥青混凝土层5以形成混合层桥面，钢纤维混凝土层4靠近钢箱梁3铺设。即，在具体应用时，先在钢箱梁3的顶面先铺一定厚（如：12cm）的C50钢纤维补偿收缩混凝土作为钢纤维混凝土层4，然后铺一定厚度（如：10cm）的厚沥青混凝土面层以形成沥青混凝土层5。通过上述混合层桥面就可减小钢箱梁3的日照竖向温度梯度与结构温度应力，并且增加桥面局部刚度与钢箱梁3的整体刚度，以利于解决桥面结构疲劳问题，提高结构安全性与耐久性。

本实施例中，进一步还可以在钢纤维混凝土层4与沥青混凝土层5之间设置防水层6。

本实施例中，如图7所示，图中中心虚线为钢箱梁3的中心线，中心线两侧箭头为面向桩号前进方向，各个活动支座7均具有一定纵向和/或横向的非固结墩台2上的活动支座7。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。