[发明专利]一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构

说明书

本发明公开了一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构，包括第一拱桥基础、第二拱桥基础和两个拱肋，以及设置在所述第一拱桥基础和第二拱桥基础之间的拱桥主梁，两个所述拱肋分别位于所述拱桥主梁延伸方向的两侧，所述拱肋一端的第一拱脚与所述第一拱桥基础相连接，所述拱肋另一端的第二拱脚与所述第二拱桥基础相连接，所述拱肋和拱桥主梁之间通过吊索和/或立柱相连接，所述拱肋的内侧设置有多个辅助索，所述辅助索连接在所述拱肋上的两点之间。该拱桥结构有效的利用辅助索来约束拱肋的变形，充分发挥辅助索的抗拉性能，提高了拱桥的稳定性。

技术领域

本发明属于拱桥技术领域，具体是涉及一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构。

背景技术

随着桥梁工程的发展，拱桥的跨径越来越大，目前已有多座跨径超过500m的拱桥。拱桥是以受压为主的桥型，随着拱桥跨度的增大，结构的稳定性问题越来越突出，结构稳定性往往成为大跨度拱桥设计的关键控制因素。拱桥的失稳分为面内失稳及面外失稳两类。面内是指拱肋轴线所在的平面，拱肋所在平面一般是竖直平面(也可能有一定的倾斜)，因此面内失稳形态是拱肋的竖向变形。面外失稳是拱肋变形朝向拱肋所在的平面以外，一般是横向，与拱肋所在平面垂直。但是大跨度拱桥一般有两个拱肋，两个拱肋分别在桥面两侧，拱肋之间设置横撑，以提高拱肋的横向面外稳定性，因此大跨度拱桥面内失稳的风险往往更大。

如图1所示，即为拱肋失稳模态示意图，其中，在结构面内荷载F的作用力之下，拱肋1会产生失稳变形，即线条M1示出了拱肋1的失稳变形。拱桥稳定性主要取决于拱肋的刚度、边界约束、恒活载集度等因素。大跨度拱桥拱肋截面一般较大，而拱肋的应力水平较低，主要原因是为了提高拱桥的稳定性，这就造成了材料的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构。该拱桥结构有效的利用辅助索来约束拱肋的变形，充分发挥辅助索的抗拉性能，提高了拱桥的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构，其特征在于：包括第一拱桥基础、第二拱桥基础和两个拱肋，以及设置在所述第一拱桥基础和第二拱桥基础之间的拱桥主梁，两个所述拱肋分别位于所述拱桥主梁延伸方向的两侧，所述拱肋一端的第一拱脚与所述第一拱桥基础相连接，所述拱肋另一端的第二拱脚与所述第二拱桥基础相连接，所述拱肋和拱桥主梁之间通过吊索和/或立柱相连接，所述拱肋的内侧设置有多个辅助索，所述辅助索连接在所述拱肋上的两点之间。

上述的一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构，其特征在于：所述拱肋上设置有n+1个用于将拱肋分割为n个圆弧段的分割点，所述辅助索连接在第K个分割点和第K+i个分割点之间，其中i≥2；所述辅助索还连接在靠近第一拱脚的分割点与所述第一拱脚之间，所述辅助索还连接在靠近第二拱脚的分割点与所述第二拱脚之间。

上述的一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构，其特征在于：所述拱肋上的n个所述圆弧段的长度均相等。

上述的一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构，其特征在于：所述拱肋的内侧设置有多个用于连接所述辅助索的定位板，多个所述定位板两两一组平行布设。

上述的一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构，其特征在于：所述辅助索的一端与所述定位板构成可拆卸连接，所述辅助索的另一端与另一个定位板构成可拆卸连接。

上述的一种能够防止拱肋面内失稳变形的拱桥结构，其特征在于：所述辅助索包括辅助索本体，所述辅助索本体的一端设置有两个平行布设的第一耳板，所述辅助索本体的另一端设置有一个第二耳板，所述辅助索上的第二耳板伸入另一个所述辅助索的两个第一耳板之间并与其位置相对应的定位板通过连接销相连接。