CN113863111B - 一种桥梁结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种桥梁结构，包括：主梁，沿第一方向延伸设置；隐形盖梁，与所述主梁固定连接，且沿第二方向延伸，以与所述主梁形成十字形结构；一对立柱，在所述第二方向上间隔并与所述隐形盖梁刚性连接，所述立柱沿第三方向延伸，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直；多个活动墩柱，在所述第一方向上设置在所述立柱的两侧，且所述活动墩柱与所述主梁通过活动支座连接。

Description

一种桥梁结构

技术领域

本发明属于桥梁技术领域，更具体地，涉及一种桥梁结构。

背景技术

应用于铁路领域的桥梁结构在其顶部用于铺设铁路，相关的桥梁结构采用主梁与隐形盖梁相连接的方式，主梁延伸的方向称为纵向，隐形盖梁延伸的方向称为横向，隐形盖梁设置在主梁两侧，隐形盖梁由立柱支撑并且与立柱之间通过支座连接，从而主梁的横向位移不易控制，影响轨道结构及列车行驶的安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种桥梁结构，以解决如何提高主梁各位置横向变形的协调性的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种桥梁结构，包括：

主梁，沿第一方向延伸设置；

隐形盖梁，与所述主梁固定连接，且沿第二方向延伸，以与所述主梁形成十字形结构；

一对立柱，在所述第二方向上间隔并与所述隐形盖梁刚性连接，所述立柱沿第三方向延伸，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直；

多个活动墩柱，在所述第一方向上设置在所述立柱的两侧，且所述活动墩柱与所述主梁通过活动支座连接。

一些实施例中，所述主梁与所述隐形盖梁位于同一水平面。

一些实施例中，所述主梁在所述第一方向上的同一位置对应设置一对活动墩柱，同一对活动墩柱在所述第二方向上间隔设置。

一些实施例中，每个所述活动墩柱所对应的一个活动支座为可沿所述第一方向移动的纵向活动支座。

一些实施例中，所述一个活动支座与所述隐形盖梁在所述第二方向上的横向变形零点位于第一直线。

一些实施例中，同一对所述活动墩柱中的另一个活动支座为可沿所述第一方向和第二方向移动的多向活动支座。

一些实施例中，每个所述活动墩柱所对应的另一个活动支座位于第二直线上。

一些实施例中，所述第一直线与所述第二直线平行。

一些实施例中，一对所述立柱中的至少一个立柱相对所述隐形盖梁在所述第二方向上的位置可调整。

一些实施例中，所述活动墩柱包括：

一对次中墩，在第一方向上相对所述立柱对称设置，且在所述第一方向上每个次中墩到所述立柱的距离为L1；

一对边墩，在第一方向上相对所述立柱对称设置，且在所述第一方向上每个边墩到所述立柱的距离为L2，其中，L2大于L1。

本发明实施例提供了一种桥梁结构，该桥梁结构包括主梁、隐形盖梁、立柱和活动墩柱，主梁沿第一方向延伸设置，隐形盖梁与主梁固定连接，且隐形盖梁沿第二方向延伸以与主梁形成十字形结构，第一方向与第二方向垂直，立柱隐形盖梁刚性连接，活动墩柱在第一方向设置于立柱两侧。本发明实施例通过将一对立柱与隐形盖梁刚性连接的方式，省去了大型支座，有助于降低生产成本；并且立柱与隐形盖梁之间采用刚性连接，能够使得隐形盖梁的横向变形零点与其他活动墩柱位于同一直线，从而能够实现主梁各个位置的横向变形一致。

附图说明

图1为本发明实施例中桥梁结构的侧视图；

图2为本发明实施例中桥梁结构的俯视图；

图3为本发明实施例中桥梁结构的局部示意图；

图4为图3中L-L部剖视图。

附图标记说明：

1、主梁；2、隐形盖梁；3、立柱；4、活动墩柱；41、次中墩；41a、第一次中墩；41b、第二次中墩；42、边墩；42a、第一边墩；42b、第二边墩；5、活动支座；51、纵向活动支座；52、多向活动支座。

具体实施方式

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\...”仅仅是区别不同的对象，不表示各对象之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“上方”、“下方”、“外”、“内”均为正常使用状态时的方位，“左”、“右”方向表示在具体对应的示意图中所示意的左右方向，可以为正常使用状态的左右方向也可以不是。

需要说明的是，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。“多个”表示大于或等于两个。

本发明实施例提供一种桥梁结构，该桥梁结构可应用于高速铁路、高速公路等能够使车辆行人等顺利通行的构筑物。高速铁路是指运行速度可大于250km/h的铁路。需要说明的是，本发明实施例的应用场景类型并不对本发明实施例的桥梁结构产生限定。

以下以桥梁结构应用于高速铁路的场景进行说明，如图1-图4所示，本发明实施例提供一种桥梁结构，该桥梁结构包括主梁1、隐形盖梁2、一对立柱3和多个活动墩柱4。其中，主梁1用于承载并传递载荷。

其中，主梁1所承受的载荷包括恒载、活载和其他荷载。恒载又称“永久荷载”，在桥梁结构的设计使用期内，桥梁结构的恒载不随时间变化，或桥梁结构的恒载的变化与平均值相比可忽略不计。桥梁结构的恒载由桥梁结构的结构重力、预加应力、土的重力及土侧压力、混凝土收缩及徐变影响力、基础变位影响力和水的浮力等六个部分组成。其中，混凝土收缩及徐变影响力、基础变位影响力和水的浮力通常与时间有关，但考虑到这些力是必然产生的、长期作用的和变化缓慢的，因此也将其列入永久荷载。活载一般用普通活载和特种活载表示。普通活载是机车车辆的重量；特种活载是代表某些集中轴重(它对小跨度桥梁及局部杆件的设计起决定作用)。由于不同型号机车(或车辆)的轴重和轴距不相同，在设计时，应按当时的设计规范所制订的列车活载来进行。这种活载不仅能概括当前机车车辆的实际情况，还考虑到今后的发展。其他荷载包括：风、地震等，一般把作用在桥梁结构上的风力看作是任意方向的水平静力；此外，尚有流水压力，冰压力，船只、排筏或漂流物的撞击力以及视具体情况而定的施工阶段出现的临时荷载等。

如图1所示，主梁1沿第一方向(图1所示左右方向，第一方向即纵向)延伸设置，且隐形盖梁2沿第二方向(图1所示垂直纸面方向，第二方向即横向)延伸，使得隐形盖梁2与主梁1形成十字形结构；其中，第二方向与第一方向基本垂直。基本垂直包括第一方向与第二方向的夹角并不是严格的90度的情况，可以认为两个方向的夹角大于80度即属于基本垂直，从而可以涵盖到加工和安装误差的情形。当然，在其他实施例中，第一方向与第二方向可以不垂直，第一方向和第二方向可以根据具体的工况来适应性的调整。

如图1所示，主梁1与隐形盖梁2位于同一水平面，也就是说，本发明实施例中的桥梁结构的高度较低，其中，对于相关的门式墩结构，主梁支承于门式墩盖梁上方，主梁与门式墩盖梁在竖直方向上为上、下层结构，使得相关的桥梁结构的高度较大。本发明实施例中的桥梁结构中，隐形盖梁2与主梁1形成十字形整体结构，二者基本位于同一高度，使得桥梁结构整体的高度较小，从而有利于应用在跨越桥下构筑物的场景中，特别适用于梁高受限的上跨设计工况。本发明实施例的桥梁结构的结构体系整体性好、结构刚度大。

如图4所示，隐形盖梁2与主梁1固定连接，在隐形盖梁2与立柱3刚接的情况下，隐形盖梁2、主梁1和立柱3共同形成了隐形盖梁门式墩T构连续梁结构体系。相关的门式墩结构，主梁支承于门式墩盖梁上方，主梁与门式墩盖梁为上、下层结构，总的桥梁结构高度较大，所占空间较多。本发明实施例中的隐形盖梁与主梁形成十字形整体结构，隐形盖梁与主梁基本位于同一高度，使得总的桥梁结构的高度较小，从而能够适用于跨越桥下构筑物的场景，解决了既有构筑物条件下的净空受限的问题。

如图2所示，立柱3在第二方向(图2所示上下方向)上间隔并与隐形盖梁2刚性连接，也就是说，两个立柱3分别与隐形盖梁2固结，且立柱3与隐形盖梁2之间不设置支座，使得立柱3为固定墩，立柱沿第三方向(图2所示垂直纸面方向)延伸，第三方向与第一方向和第二方向均垂直，第三方向可视为使用状态下的竖直方向。通过将立柱3与隐形盖梁2刚性固结，相比于相关技术中的采用支座连接立柱与盖梁的方式，经实验得出隐形盖梁2的横向变形零点Z大致位于隐形盖梁2的中心位置处，使得立柱与主梁共同受力，减小了主梁的弯矩，从而控制了隐形盖梁的横向位移。需要说明的是，横向变形表示的是主梁在温度影响下进行收缩和徐变的情况下，主梁在第二方向(横向)上会变形，其中，横向变形零点Z表示的是主梁在第二方向上的形变量大致为零的位置。

如图2所示，上述隐形盖梁2的横向变形零点Z的位置还与其他因素有关，例如，可通过调整隐形盖梁2在第二方向(图2所示上下方向)上的长度，以改变主梁的横向变形零点Z的位置，可以理解为调整两个立柱分别到主梁在第二方向中点的距离。当然，主梁的横向变形零点Z还与两个支柱的刚度等因素有关。

如图1所示，多个活动墩柱4在第一方向上设置在立柱的两侧，且活动墩柱与主梁通过活动支座连接。本发明实施例中的主梁1为连续梁，也就是说，主梁1在第一方向(图1所示左右方向)设置有三个或三个以上的桥墩。桥墩是支承桥梁结构并将恒载和车辆活载传至地基的亚筑物。连续梁的中间部分的桥墩为中墩(也就是本发明实施例中的立柱3)，本发明实施例中的立柱3为固定墩，连续梁中靠近中墩的桥墩为次中墩41，连续梁中相对次中墩41远离中墩的桥墩为边墩42，本发明实施例中的次中墩和边墩均为活动墩柱4。

本发明实施例提供了一种桥梁结构，该桥梁结构包括主梁、隐形盖梁、立柱和活动墩柱，主梁沿第一方向延伸设置，隐形盖梁与主梁固定连接，且隐形盖梁沿第二方向延伸以与主梁形成十字形结构，第一方向与第二方向垂直，立柱隐形盖梁刚性连接，活动墩柱在第一方向设置于立柱两侧。本发明实施例通过将一对立柱与隐形盖梁刚性连接的方式，省去了大型支座，有助于降低生产成本；并且采用固结的方式，立柱与主梁共同受力，主梁的弯矩小于同跨度的连续梁和简支梁，使得桥梁结构的整体结构刚度较大，提高了桥跨结构的纵横向抗推刚度。

在一些实施例中，如图1所示，活动墩柱4包括一对次中墩41和一对边墩42，在第一方向(图1所示左右方向，纵向)上相对立柱3对称设置，且在第一方向上每个次中墩41到立柱3的距离为L1；边墩42在第一方向上相对立柱3对称设置，且在第一方向上每个边墩42到立柱3的距离为L2，其中，L2大于L1。也就是所，在第一方向上边墩42设置在次中墩41相对远离立柱3的一侧。

在一些实施例中，如图1所示，多个活动墩柱4在第一方向(图1所示左右方向)上的设置位置相对于立柱3对称。也就是说，在主梁1的长度方向上，与立柱3距离相等的两侧均设置有活动墩柱4。例如，在第一方向上设置有两个次中墩41和两个边墩42，两个次中墩41在第一方向上相对于立柱3对称设置，两个边墩42在第一方向上相对于立柱3也对称设置。本发明实施例不限定活动墩柱的数量，在其他实施例中，活动墩柱的数量可以根据实际的建造环境等因素来设置。本发明实施例通过将多个活动墩柱在第一方向上相对立柱对称设置，使主梁纵向变形协调一致，降低了主梁纵向的变形，从而提高了主梁的稳定性。

在一些实施例中，如图2所示，主梁1在第一方向(图2所示左右方向，纵向)上的同一位置对应设置一对活动墩柱4，同一对活动墩柱4在第二方向(图2所示上下方向，横向)上间隔设置。例如，图2中的次中墩41设置有两个，分别为第一次中墩41a和第二次中墩41b，第一次中墩41a和第二次中墩41b在第二方向(图2所示上下方向，横向)上间隔设置；边墩42设置有两个，分别为第一边墩42a和第二边墩42b，第一边墩42a和第二边墩42b在第二方向(图2所示上下方向，横向)上间隔设置。需要说明的是，第二方向并不限定是某一条直线的方向，而可以是一组平行线的方向，例如第二方向是上下方向二并不限定是某一条上下延伸的直线方向。本发明实施例通过将主梁在第一方向上的同一位置对应设置一对活动墩柱，同一对活动墩柱在第二方向上间隔设置，提高了桥梁结构的稳定性。

在一些实施例中，如图1和图2所示，每个活动墩柱4所对应的一个活动支座5为可沿第一方向(图2所示左右方向，横向)移动的纵向活动支座51。需要说明的是，本发明实施例将主梁1的长度延伸方向定义为第一方向，且第一方向为主梁1的纵向，对应的，将与第一方向垂直的方向定义为第二方向，第二方向为主梁1的横向。纵向活动支座51表示的是，活动支座连接活动墩柱4与主梁1，且主梁1可相对活动墩柱4在第一方向运动，本发明实施例中所述的运动，可以是由主梁在恒载、活载和其他荷载的作用下，所产生的相对运动。且本发明实施例中的纵向活动支座51还用于表示主梁1与活动墩柱4在第二方向上的运动受到限制，也就是说，在主梁1振动的过程中，纵向活动支座51限制了主梁1在第二方向的振动，从而减小了主梁1在纵向的位移，并提高了主梁1在纵向的稳定性。

在一些实施例中，一个活动支座5与隐形盖梁2在第二方向上的横向变形零点Z位于第一直线A。该活动支座为上述实施例所述的纵向活动支座，在将同一对活动支座中的至少一个设置为纵向活动支座，且多个活动墩柱在第一方向上的纵向活动支座与隐形盖梁的横向变形零点Z位于第一直线A，使得主梁在第一方向上各个活动墩柱处的横向位移趋于一致，减小了各个活动墩柱的横向位移差。

在本发明实施例应用于高速铁路的运输中，混凝土桥与路基或钢桥相连时，在主梁的温度变化时，由于梁缝两侧横向伸缩位移的差异会对桥上无砟轨道结构受力及轨向不平顺产生影响。本发明实施例通过将活动支座与隐形盖梁在第二方向上的横向变形零点Z位于第一直线，从而实现各活动墩柱处主梁横向变形协调一致，减小了各活动墩柱处的主梁横向位移差，可提高无砟轨道结构的平顺性，进而提高了高速列车运营的安全性和舒适性。

在一些实施例中，如图2所示，同一对活动墩柱4中的另一个活动支座为可沿第一方向(图2所示左右方向，纵向)和第二方向(图2所示上下方向，横向)移动的多向活动支座52。也就是说，主梁1在第一方向上的同一位置对应设置一对活动墩柱4，该活动墩柱4的其中一个为纵向活动支座51，另一个为多向活动支座52。连接多向活动支座52的活动墩柱4和主梁1能够在各个方向相对运动，例如，主梁1与多向活动支座52连接的位置能够相对活动墩柱4在第一方向(图2所示左右方向，纵向)和第二方向(图2所示上下方向，横向)运动，通过采用纵向活动支座51限制主梁1在纵向上的变形，通过多向活动支座52来吸收主梁1相对活动墩柱4的振动，从而提高桥梁的平稳性和安全性。

在一些实施例中，如图2所示，每个活动墩柱4所对应的另一个活动支座位于第二直线B上。也就是说，每个活动墩柱4所对应的多向活动支座52均位于第二直线B上，通过将多向活动支座设置在一条直线上，能够提高主梁变形的一致性，从而减小了各活动墩柱处的主梁横向位移差，可提高无砟轨道结构的平顺性，进而提高了高速列车运营的安全性和舒适性。

在一些实施例中，如图2所示，第一直线A与第二直线B平行。需要说明的是，本发明实施例中的第一直线A与第二直线B可以理解为大致平行，大致平行指的是第一直线A与第二直线B之间的夹角小于或等于10°。本发明实施例通过将第一直线A与第二直线B平行，提高主梁在各个方向的协调性，从而可提高无砟轨道结构的平顺性，进而提高了高速列车运营的安全性和舒适性。

在一些实施例中，如图2所示，一对立柱3中的至少一个立柱3相对隐形盖梁2在第二方向(图2所示上下方向，横向)上的位置可调整。本发明实施例通过调整隐形盖梁2在第二方向(图2所示上下方向，横向)上的长度，可改变主梁的横向变形零点Z的位置，使得主梁的横向变形零点Z更靠近第一直线A，有利于提高主梁的稳定性。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种桥梁结构，其特征在于，包括：

主梁，沿第一方向延伸设置；

隐形盖梁，与所述主梁固定连接，且沿第二方向延伸，以与所述主梁形成十字形结构；

一对立柱，在所述第二方向上间隔并与所述隐形盖梁刚性连接，所述立柱沿第三方向延伸，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直；

多个活动墩柱，在所述第一方向上设置在所述立柱的两侧，且所述活动墩柱与所述主梁通过活动支座连接；每个所述活动墩柱通过两个活动支座与所述主梁连接，每个活动墩柱所对应的一个活动支座为可沿所述第一方向移动的纵向活动支座，同一个所述活动墩柱中的另一个活动支座为可沿所述第一方向和第二方向移动的多向活动支座。

2.根据权利要求1所述的桥梁结构，其特征在于，所述主梁与所述隐形盖梁位于同一水平面。

3.根据权利要求2所述的桥梁结构，其特征在于，所述主梁在所述第一方向上的同一位置对应设置一对活动墩柱，同一对活动墩柱在所述第二方向上间隔设置。

4.根据权利要求3所述的桥梁结构，其特征在于，所述一个活动支座与所述隐形盖梁在所述第二方向上的横向变形零点位于第一直线。

5.根据权利要求4所述的桥梁结构，其特征在于，每个所述活动墩柱所对应的另一个活动支座位于第二直线上。

6.根据权利要求5所述的桥梁结构，其特征在于，所述第一直线与所述第二直线平行。

7.根据权利要求3所述的桥梁结构，其特征在于，一对所述立柱中的至少一个立柱相对所述隐形盖梁在所述第二方向上的位置可调整。

8.根据权利要求3所述的桥梁结构，其特征在于，所述活动墩柱包括：

一对次中墩，在第一方向上相对所述立柱对称设置，且在所述第一方向上每个次中墩到所述立柱的距离为L1；

一对边墩，在第一方向上相对所述立柱对称设置，且在所述第一方向上每个边墩到所述立柱的距离为L2，其中，L2大于L1。