[发明专利]一种超薄桥面结构、桁架桥及桁架桥的构建方法

说明书

本发明涉及超薄桥面结构、桁架桥及桁架桥的构建方法，该桥面结构包括桥面、多根设置于桥面底面上且与桥面宽度方向平行的横肋和多根设置于桥面底面上且与桥面长度方向平行的纵肋，所述多根横肋沿桥面长度方向依次均匀分布，所述多根纵肋沿桥面宽度方向依次均匀分布；所述横肋内设有第一预应力筋孔道和至少两根横向钢筋，所述第一预应力筋孔道由外至内逐渐远离桥面，所述横向钢筋位于第一预应力筋孔道的下方。本发明的桥面结构为纵横肋交织形成密集的网格形式，再与桥面构成了一个整体的桥面结构。其整体刚度大，质量轻，与常规的钢混组合桥面结构和普通混凝土桥面结构相比，其优越性能凸显，从而实现了超薄桥面，减轻自重的功能。

技术领域

本发明涉及一种超薄桥面结构、桁架桥及桁架桥的构建方法，属于桥梁领域。

背景技术

城市双层交通桥梁既是交通的需要，也是城市发展进步的标志。为节省用地，国内外发展城市双层交通桥梁已是大势所趋。现有的双层桥的结构体系多种多样，可以根据所处的环境条件选择合适的桥型。

适用于双层交通的梁式桥类型主要有箱梁桥和桁架梁桥两类。

南昌大桥是我国第一座采用箱梁实现双层交通的桥例，1995年建成通车，全桥长2780m（含801.55m的东西引桥），主跨48m。主桥型式为双层单箱单室平弦等截面预应力混凝土连续箱梁，上层为双向六机动车道，桥面总宽为30.35m，底板两侧各伸出长6m悬臂板，支承非机动车道和人行道。

重庆嘉悦大桥为矮塔双索面斜拉桥，2010年建成，主跨250m，其主梁为箱梁，腹板下端外侧设计成各宽5m的“观光长廊”，将车辆与行人上下分流。

因此从实际桥例来看，采用箱梁实现双层交通一般只利用上层悬臂翼缘下面的空间，即底板两侧设置下层桥面。箱梁内由于通风和安全的限制，较难实现承担交通的功能。

而桁架梁对于双层桥具有天然的优越性，其桁架腹部中空，便于通风，也便于交通空间的布置，桁架梁中杆件总体上以轴向受力为主，更能发挥材料性能，特别是对于重载、大跨度桥梁结构。桁架梁从桥面与钢主桁是否结合受力的标准可以划分为非组合式桁架梁和组合式桁架梁。

非组合式的桁架梁一般是通过上、下弦平面的构件（横梁和平联）支撑起上下两个桥面结构，桁架梁与桥面结构是分开受力的，受力明确简单，桥面结构只是直接承担交通荷载，并传递给主桁架，并不参与整体受力。这种型式在我国早期的公铁两用桥梁中大量使用，如武汉长江大桥、南京长江大桥等。

组合桁架梁是将桥面结构与主桁的上、下弦杆结合起来，桥面结构既起到直接承担交通荷载的作用，又作为整体结构的上、下翼缘参与整体受力。这样的设计整体抗弯、抗扭性能优秀，相比非组合式桁梁，在较大程度上增强了结构的经济性与合理性。

钢桁梁可以与钢桥面结合，也可以与混凝土桥面板组合。钢桥面及其铺装层造价昂贵，一般应用于超大跨度的悬索桥和斜拉桥中。混凝土桥面具有更佳的适用性和经济性，近年来，钢桁架与混凝土桥面的组合结构在大跨度桥梁得到了广泛的应用。在双层桥面桥梁上，就有诸如芜湖长江大桥、闵浦大桥等典型桥例。

芜湖长江大桥和上海闵浦大桥边跨的组合桁架主梁主要参数列于表1。从表中可以看出，一般组合桁梁中整个桥面结构的高度很大，桥面板厚度大、自重大，梁格纵横交错结构复杂，而上下层桥面结构之间还必须满足下层桥面的车辆通行净空，所以必然导致整个主梁高度特别大。

表1 芜湖长江大桥和上海闵浦大桥主梁主要参数（单位：m）

综合起来，组合桁梁因为其对双层交通的适应性和受力性能上的优点，已成为双层桥面主梁在工程应用上的主流和趋势。但是，其常规桥面结构构造复杂、又厚又重，亟待应用更新的桥梁技术来加以解决。因此从实际需求的角度出发，需要设计一种新型的超薄的桥面结构，从而减少了主梁高度，减轻桥面重量。

发明内容