[发明专利]安装风嘴的四主桁分体式板桁和箱桁组合主梁

说明书

本发明提供了一种安装风嘴的四主桁分体式板桁和箱桁组合主梁，包括两个双主桁结构、一个横向连接系和两个风嘴。两个双主桁结构，水平净距离B1，通过设置于其间的横向连接系连接为一体，呈水平对称布置；两个风嘴，分别与两个双主桁结构外侧连接，每个风嘴包括呈“”形连接的上斜腹板和下斜腹板；横向连接系包括上横梁、下横梁和格栅结构。在双主桁结构中，公路桥面系为钢‑高性能混凝土组合结构顶板的板桁结构，铁路桥面系为箱桁结构。通过风嘴、双主桁结构、横向连接系形成的流线型分体式主梁截面，风阻小、气动性能好，而且结构刚度大、阻尼高，列车运行安全性和舒适性好，公路桥面抗疲劳性能好，满足台风地区大跨度公铁两用桥梁的需求。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体为安装风嘴的四主桁分体式板桁和箱桁组合主梁。

背景技术

大跨度公铁两用桥梁由于能够共用桥位，充分合理地利用土地、河流和空间，与分建桥梁相比，可以大大节省在材料和施工方面的费用，具有良好的经济性。而为满足通航，减少深水基础，大跨度公铁两用桥梁多选用斜拉桥，我国主跨超过500m的公铁两用斜拉桥都采用了上下分层布置的钢桁梁方案，且当通行四线铁路时，都采用了三主桁主梁，如武汉天兴洲长江大桥、铜陵长江大桥、沪通铁路长江大桥。

目前，已修建的大跨度公铁两用斜拉桥均位于大江大河以及近海地区，桥梁主跨跨径相对较小，风环境相对较好。随着交通网络的逐步完善，跨越海湾、海峡的跨海特大跨径桥梁建设需求越来越大。在宽阔的海峡上修建桥梁，将面临恶劣地质、水文、气象等环境的严峻考验，以及15万吨甚至30万吨油轮的通航要求。如规划建设的琼州海峡大桥、中国台湾海峡大桥等，必须研究主跨超千米的特大跨径公铁两用桥梁方案，并解决大桥在 17级超强台风作用下的结构安全，同时保障列车在日常及一般大风条件下的通行。传统的钢桁梁截面风阻系数大，且钝体截面气动性能较差，列车的行车风速阈值较低。

跨越海湾、海峡的大跨度公铁两用桥梁，主梁设计面临以下四个技术挑战：

(1)抗风安全。为减小风力影响，主梁形状应使其所受的静风阻力小，且具有良好的气动稳定性能。

(2)列车全天候通行。为提升列车的运营效能，应保障列车在大风条件下可以安全运营。

(3)列车行车安全与舒适。提升列车运行安全性和舒适性，桥梁需具备足够的轴向、竖向、横向及扭转刚度。

(4)公路桥面抗疲劳。传统的正交异性钢桥面板疲劳问题突出，耐久性差。

综上所述，在海上修建特大跨径公铁两用桥梁，要解决抗风安全、列车全天候通行、列车行车安全与舒适、公路桥面板抗疲劳等技术难题，需要进行创新设计。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是为解决现有技术的不足，提供一种安装风嘴的四主桁分体式板桁和箱桁组合主梁，以解决桥梁的抗风安全、列车全天候通行、列车行车安全与舒适、公路桥面板抗疲劳等技术难题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种安装风嘴的四主桁分体式板桁和箱桁组合主梁，该主梁结构包括：

两个双主桁结构，通过设置于其间的横向连接系连接为一体，作为整体受力结构，呈水平对称布置；

两个风嘴，分别与两个双主桁结构外侧连接，每个风嘴包括上斜腹板和下斜腹板，上斜腹板和下斜腹板连接呈“”形；

横向连接系，左右两侧与两个双主桁结构连接，包括上横梁、下横梁和格栅结构。

上述方案中，所述双主桁结构包括：

边主桁，设置于双主桁结构的外侧，外侧连接风嘴；

中主桁，设置于两个双主桁结构相对的内侧，与横向连接系连接；