一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法及桥梁与流程

本申请涉及桥梁工程，特别涉及一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法及桥梁。

背景技术：

1、斜拉悬吊协作体系桥是将斜拉桥与悬索桥两种结构体系相结合的桥型，具有跨越能力强、结构刚度大的优点，特别适合大跨度公铁两用桥梁。

2、按照以往的工程建设模式，公铁两用斜拉悬吊桥梁通常采用一次性建造方式，但公路与铁路的功能规划不一定处于同样阶段，比如公路通行需求十分急迫，但铁路仍然处于早期研究过程中。但先建设公路桥梁、再建设铁路桥梁，前后建设两座桥梁则会增加投资，因此目前实际工程在遇到类似情况时，均按照公铁两用桥梁建设。即在桥梁建设一期按最终公铁两用的载重设计一次性安装完全部索结构，包括所有主缆和所有斜拉索。

3、若按最终公铁两用载重一次性完成全部索结构安装，则一期公路运营阶段将产生大量索结构投资的闲置，显著增加了项目的初始投资压力。其次，一期公路运营阶段和二期公铁两用阶段的载重差异显著，全部索结构一次建成后，在载重较小的公路阶段，主缆和斜拉索的索力水平偏低，悬索体系的刚度优势难以充分发挥，斜拉索的张力不足，长期处于低应力状态反而影响索的耐久性能。另外，传统一次性建造方式下，若二期需增加铁路载重，往往需要对现有索结构进行大规模改造或重建，不仅施工难度大，而且对已通车的公路交通干扰严重，分期建设的实施可行性较低。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法及桥梁，以解决相关技术中因索结构配置与分期建设需求不匹配，导致的一期投资压力大、索结构长期低应力影响耐久性，以及二期增补索结构时施工难度大且干扰交通的技术问题。

2、第一方面，提供了一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其包括：基于桥梁运营荷载需求，确定桥梁的一期运营荷载和二期运营荷载；基于桥梁最终运营状态，确定主体结构设计参数和索结构总体控制参数；基于一期运营荷载和二期运营荷载，将索结构总体控制参数划分为一期索结构参数和二期索结构参数；基于主体结构设计参数，一次性建成索塔和加劲梁，并同步安装一期索锚固构件和预留二期索锚固位置；基于一期索结构参数，利用一期索锚固构件安装一期索结构；

3、在一期运营期间或之后，基于二期索结构参数，利用预留的二期索锚固位置安装二期索结构。

4、一些实施例中，所述索结构总体控制参数包括主缆、吊索和斜拉索的总截面面积、总初张力以及总无应力长度。

5、一些实施例中，基于一期运营荷载和二期运营荷载，将索结构总体控制参数划分为一期索结构参数和二期索结构参数，具体包括：基于一期恒载和公路活载，获取一期荷载组合值；基于二期恒载和公路活载及铁路活载，获取二期荷载组合值；基于一期荷载组合值与二期荷载组合值的比例，将索结构总截面面积，划分为一期索结构截面面积和二期索结构截面面积；基于一期索结构截面面积，获取内侧主缆无应力长度和内侧吊索及内侧斜拉索初张力；基于二期索结构截面面积，获取外侧主缆无应力长度和外侧吊索及外侧斜拉索初张力。

6、一些实施例中，所述一期恒载包括公路桥面及公路附属设施的自重，所述二期恒载包括一期恒载和铁路桥面及铁路附属设施的自重。

7、一些实施例中，同步安装一期索锚固构件和预留二期索锚固位置，具体包括：在索塔上安装内侧主索鞍，并预留外侧主索鞍安装位置；在加劲梁上安装内侧斜拉索锚固构件及内侧吊索锚固构件，并预留外侧斜拉索锚固位置。

8、一些实施例中，所述方法还包括：对外侧主索鞍安装位置及外侧斜拉索锚固位置进行封闭处理。

9、一些实施例中，基于一期索结构参数，利用一期索锚固构件安装一期索结构，具体包括：通过内侧主索鞍架设内侧主缆；使用内侧吊索锚固构件安装内侧吊索，以将内侧主缆与加劲梁连接；使用内侧斜拉索锚固构件安装并张拉内侧斜拉索；根据一期索结构参数调整内侧主缆、内侧吊索及内侧斜拉索的索力。

10、一些实施例中，基于二期索结构参数，利用预留的二期索锚固位置安装二期索结构，具体包括：开启外侧主索鞍安装位置，并安装外侧主索鞍；开启外侧斜拉索锚固位置，并安装外侧斜拉索锚固构件；

11、使用外侧主索鞍架设外侧主缆；安装外侧吊索，以将所述外侧主缆与加劲梁连接；使用外侧斜拉索锚固构件安装并张拉外侧斜拉索；根据二期索结构参数调整外侧主缆、外侧吊索及外侧斜拉索的索力。

12、一些实施例中，所述加劲梁采用双层钢桁架断面结构，其中上层桥面用于公路交通，下层桥面用于铁路交通。

13、第二方面，提供了一种公铁两用斜拉悬吊桥梁，所述桥梁使用如第一方面中任一项所述的公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法建造。

14、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请实施例提供了一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，采用索塔和加劲梁一次建成、索结构分期配置的建造原理，通过基于分期运营荷载需求拆分索结构总体控制参数，并在索塔和加劲梁施工时同步安装一期索锚固构件及预留二期索锚固位置，实现了索结构断面与实际载重需求的动态匹配；显著降低了一期投资压力，避免了索结构因长期低应力影响耐久性，同时二期增补索结构时无需对索塔和加劲梁大规模拆改，可在一期运营期间或之后完成二期索结构安装，在不影响一期运营交通的前提下实现体系转换，大幅简化了二期施工难度。

1.一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其特征在于，其包括：

2.如权利要求1所述的一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其特征在于：所述索结构总体控制参数包括主缆（5）、吊索（6）和斜拉索（7）的总截面面积、总初张力以及总无应力长度。

3.如权利要求2所述的一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其特征在于：基于一期运营荷载和二期运营荷载，将索结构总体控制参数划分为一期索结构参数和二期索结构参数，具体包括：

4.如权利要求3所述的一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其特征在于：所述一期恒载包括公路桥面（8）及公路附属设施的自重，所述二期恒载包括一期恒载和铁路桥面（9）及铁路附属设施的自重。

5.如权利要求1所述的一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其特征在于：同步安装一期索锚固构件和预留二期索锚固位置，具体包括：

6.如权利要求5所述的一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其特征在于：所述方法还包括：对外侧主索鞍（40）安装位置及外侧斜拉索（71）锚固位置进行封闭处理。

7.如权利要求5所述的一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其特征在于：基于一期索结构参数，利用一期索锚固构件安装一期索结构，具体包括：

8.如权利要求6所述的一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其特征在于：基于二期索结构参数，利用预留的二期索锚固位置安装二期索结构，具体包括：

9.如权利要求1所述的一种公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法，其特征在于：所述加劲梁（2）采用双层钢桁架断面结构，其中上层桥面用于公路交通，下层桥面用于铁路交通。

10.一种公铁两用斜拉悬吊桥梁，其特征在于：所述桥梁使用如权利要求1-9任一项所述的公铁两用斜拉悬吊桥梁建造方法建造。