一种公铁合建三片主桁无横联钢桁梁

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种公铁合建三片主桁无横联钢桁梁。

背景技术

钢桁梁为大跨度公铁合建梁桥的主要桥型，也是大跨度公铁合建斜拉桥加劲梁的优选结构。横向联结系(简称横联)是钢桁梁的重要组成部分，其一般采用桁式结构，将两片主桁架或多个主桁架联结为整体，以制约主桁架偏移，协调主桁架受力，起到承受水平横向力及调节主桁受力不均匀、增强横向刚度和扭转刚度的作用。

但是，在主桁架之间设置桁式横联存在以下不足：①横联增加桁高，不但增加用钢量，而且增加了公路桥面的标高，增加投资；②横联杆件多，增加制造安装的难度；③横联影响桥上景观性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的主要目的在于提供一种结构简洁且经济性相对较高的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供了一种公铁合建三片主桁无横联钢桁梁，包括：

下层桥面结构；

三片主桁架，所述三片主桁架沿横桥向间隔设置，所述下层桥面结构设置在所述三片主桁架的底部；

设置在所述三片主桁架的顶部的上层桥面结构，所述上层桥面结构包括上层桥面板和多根第一横梁，所述多根第一横梁沿纵桥向间隔设置，所述上层桥面板铺设在所述多根第一横梁上；每根所述第一横梁包括两根变截面梁，每相邻的两片所述主桁架之间分别设置一根所述变截面梁，所述变截面梁变截面梁沿长度方向的相对两端分别具有与对应的所述主桁架连接的变截面段，每根所述变截面梁的所述变截面段的截面高度均从与对应的所述主桁架连接的一端朝远离对应的所述主桁架的一端逐渐变小。

一种实施方式中，所述变截面段的底面从与对应的所述主桁架连接的一端朝远离对应的所述主桁架的一端向上倾斜。

一种实施方式中，所述变截面段的底面的坡度为1:8～1:4。

一种实施方式中，所述主桁架包括上弦杆和多根主桁腹杆，所述上弦杆设置在所述多根主桁腹杆的顶部，每根所述变截面梁沿长度方向的相对两端分别与对应的所述主桁架的所述上弦杆和所述主桁腹杆连接。

一种实施方式中，所述上层桥面结构的宽度大于所述下层桥面结构的宽度。

一种实施方式中，所述主桁架还包括下弦杆，所述下弦杆设置在所述多根主桁腹杆的底部；

沿横桥向，所述三片主桁架中，位于中间的所述主桁架竖向设置，位于两侧的所述主桁架倾斜设置；

所述下层桥面结构包括两个下层子桥面结构，每相邻的两片所述主桁架之间分别设置一个所述下层子桥面结构，每个所述下层子桥面结构沿横桥向的相对两侧分别与对应的所述主桁架的所述下弦杆连接。

一种实施方式中，所述上层桥面结构还包括设置在所述上层桥面板下侧的多根第二横梁，每相邻的两根所述第一横梁之间至少设置有一根所述第二横梁；每根所述第二横梁包括两根子横梁，每相邻的两片所述主桁架之间分别设置一根所述子横梁，每根所述子横梁沿长度方向的相对两端分别与对应的所述主桁架的所述上弦杆连接。

一种实施方式中，所述上层桥面结构的宽度等于所述下层桥面结构的宽度。

一种实施方式中，所述下层桥面结构为正交异性钢箱梁；和/或，所述上层桥面板为正交异性桥面板。

本申请实施例提供了一种公铁合建三片主桁无横联钢桁梁，该公铁合建三片主桁无横联钢桁梁设置了三片主桁架和多根第一横梁，第一横梁具有两根变截面梁，每根变截面梁每根变截面梁上的变截面段的截面高度均从与对应的主桁架连接的一端朝远离对应的主桁架的一端逐渐变小，变截面梁可以改善第一横梁的受力、增强角点刚度、防止角点畸变，由此，相邻的两片主桁架之间不需要通过桁式横联进行连接就能够满足受力要求，在节省用钢量的同时，可以降低上层桥面板的标高，经济性相对较高。也就是说，本申请实施例的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁结构简洁且经济性相对较高。

附图说明

图1为本申请的一种公铁合建三片主桁无横联钢桁梁的第一横梁设置位置处的横截面示意图；

图2为图1所示的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁的第二横梁设置位置处的横截面示意图；

图3为图1所示的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁的第一横梁与第二横梁之间的横截面示意图；

图4为本申请的另一种公铁合建三片主桁无横联钢桁梁的第一横梁设置位置处的横截面示意图。

附图标记说明

下层桥面结构10；下层子桥面结构11；主桁架20；上弦杆21；主桁腹杆22；下弦杆23；上层桥面结构30；上层桥面板31；第一横梁32；变截面梁321；变截面段321a；底面321b；第二横梁33；子横梁331。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请中，“横桥向”、“顶”、“底”方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，“纵桥向”为公铁合建三片主桁无横联钢桁梁的延伸方向。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请实施例提供了一种公铁合建三片主桁无横联钢桁梁，请参阅图1至图4，该公铁合建三片主桁无横联钢桁梁包括下层桥面结构10、上层桥面结构30和三片主桁架20；三片主桁架20沿横桥向间隔设置，下层桥面结构10设置在三片主桁架20的底部；上层桥面结构30设置在三片主桁架20的顶部，上层桥面结构30包括上层桥面板31和多根第一横梁32，多根第一横梁32沿纵桥向间隔设置，上层桥面板31铺设在多根第一横梁32上；每根第一横梁32包括两根变截面梁321，每相邻的两片主桁架20之间分别设置一根变截面梁321，变截面梁321变截面梁321沿长度方向的相对两端分别具有与对应的主桁架20连接的变截面段321a，每根变截面梁每根变截面梁321的变截面段321a的截面高度均从与对应的主桁架20连接的一端朝远离对应的主桁架20的一端逐渐变小，也就是说，变截面段321a的截面高度沿变截面段321a的轴线方向从一端向另一端逐渐变小，且每个变截面段321a的截面高度相对较高的一端与对应的主桁架20连接。

具体地，上层桥面结构30可以用于车辆行驶，下层桥面结构10可以用于列车行驶，根据需要，下层桥面结构10上可以铺设四线铁路，也可以铺设两线铁路或单线铁路。

本申请实施例的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁设置了三片主桁架20和多根第一横梁32，第一横梁32具有两根变截面梁321，每根变截面梁每根变截面梁321上的变截面段321a的截面高度均从与对应的主桁架20连接的一端朝远离对应的主桁架20的一端逐渐变小，变截面梁321可以改善第一横梁32的受力、增强角点刚度、防止角点畸变，由此，相邻的两片主桁架20之间不需要通过桁式横联进行连接就能够满足受力要求，在节省用钢量的同时，可以降低上层桥面板31的标高，经济性相对较高。也就是说，本申请实施例的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁结构简洁且经济性相对较高。

另外，本申请实施例的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁取消了桁式横联之后，也可以方便制造安装且能够提高桥上的景观性，经济和社会效益显著。

本申请实施例的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁可以用于普通跨度的公铁合建钢桁梁桥，也可以用于大跨度的公铁合建钢桁梁斜拉桥。

本申请实施例的下层桥面结构10可以为正交异性钢箱梁，也就是说，下层桥面结构10与主桁架20之间可以是正交异性箱-桁组合结构。

本申请实施例的上层桥面板31可以为正交异性桥面板，也就是说，上层桥面结构30与主桁架20之间可以是正交异性板-桁组合结构。

一实施例中，请参阅图1和图4，变截面段321a的底面321b从与对应的主桁架20连接的一端朝远离对应的主桁架20的一端向上倾斜。，也就是说，变截面段321a主要采用的是底面321b倾斜的结构形式。

一实施例中，请参阅图1和图4，变截面段321a的底面321b的坡度为1:8～1:4，该坡度既可以满足变截面梁321的受力要求，又便于加工制造。

一实施例中，请参阅图1和图4，主桁架20包括上弦杆21和多根主桁腹杆22，上弦杆21设置在多根主桁腹杆22的顶部，每根变截面梁每根变截面梁321沿长度方向的相对两端分别与对应的主桁架20的上弦杆21和主桁腹杆22连接。也就是说，变截面梁321与主桁架20的连接位置位于上弦杆21与主桁腹杆22的连接节点处，由此，可以更好地增强三片主桁架20的整体性，防止角点畸变。

一实施例中，请参阅图1至图3，上层桥面结构30的宽度等于下层桥面结构10的宽度，也就是说，本申请的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁也可以采用上下同宽的矩形截面。

一实施例中，请参阅图4，上层桥面结构30的宽度大于下层桥面结构10的宽度。

具体地，相关技术中，适用于四线铁路的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁一般采用的是上下同宽的矩形截面，但是，为了满足车辆行驶需求，与下层铁路桥面相比，上层公路桥面一般需要较大的宽度，而上下同宽的矩形截面会使下层铁路桥面的闲置较多，由此造成下层铁路桥面浪费。

而本申请一实施例将上层桥面结构30的宽度设置成大于下层桥面结构10的宽度，可以使得上层桥面结构30和下层桥面结构10能够与公路、铁路的布置相匹配，由此，可以避免铁路下层桥面结构10的闲置浪费。

一具体的实施例中，请参阅图4，主桁架20还包括下弦杆23，下弦杆23设置在多根主桁腹杆22的底部；沿横桥向，三片主桁架20中，位于中间的主桁架20竖向设置，位于两侧的主桁架20倾斜设置；下层桥面结构10包括两个下层子桥面结构11，每相邻的两片主桁架20之间分别设置一个下层子桥面结构11，每个下层子桥面结构11沿横桥向的相对两侧分别与对应的主桁架20的下弦杆23连接。也就是说，本申请的公铁合建三片主桁无横联钢桁梁可以采用上宽下窄的倒梯形截面，该倒梯形截面刚度大、整体性强且结构布置紧凑，在节省材料的同时也可以便于施工。

在本申请实施例中，每片主桁架20的主桁腹杆22的顶端与上弦杆21之间可以通过整体节点相连，主桁腹杆22的底端与下弦杆23之间也可以通过整体节点相连。下层子桥面结构11与对应的主桁架20的下弦杆23之间可以通过栓接或焊接形成整体。

一实施例中，请参阅图2，上层桥面结构30还包括设置在上层桥面板31下侧的多根第二横梁33，每相邻的两根第一横梁32之间至少设置有一根第二横梁33，每根第二横梁33包括两根子横梁331，每相邻的两片主桁架20之间分别设置一根子横梁331，每根子横梁331沿长度方向的相对两端分别与对应的主桁架20的上弦杆21连接。

具体地，第二横梁33可以采用普通的等截面梁，第二横梁33只与上弦杆21连接，而不与主桁腹杆22连接，由此，在便于施工的同时，还可以进一步优化结构受力。

上述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。