專利名稱：軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結(jié)構(gòu)及其施工方 法，屬于拱形橋梁建筑的技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景拱橋是我國最常用的一種橋梁型式。其式樣之多、數(shù)量之大，為 各種橋型之冠。拱橋造型優(yōu)美、曲線圓潤、富有動(dòng)態(tài)感。多孔拱橋， 一般是中孔最大，兩邊孔徑依次按比例遞減，全橋協(xié)調(diào)勻稱，自然落 坡，既便于行人上下，又利于各類船只的航運(yùn)。當(dāng)某孔主拱受荷時(shí)， 能通過橋墩的變形或拱上結(jié)構(gòu)的作用將荷載由近及遠(yuǎn)的傳遞到其它孔 主拱上去，最終傳遞到拱腳橋臺上，因而拱腳橋臺要承受較大的水平 推力。對于軟土地基拱橋來說，較大的水平推力作用下容易使拱腳橋 臺發(fā)生側(cè)移或沉降，從而影響到整個(gè)拱橋的安全。為此，拱腳橋臺基 礎(chǔ)必須要進(jìn)行拱腳地基抗推處理，造價(jià)增加、工期加長且軟土地基拱 腳抗推處理一直是個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，常年通行的車輛動(dòng)載使軟土地基抗推 效果不夠理想，許多軟土地區(qū)的拱橋隨年代的推移往往出現(xiàn)橋面沉降 或開裂等現(xiàn)象。為此也有部分拱橋拱底增加水平拉桿使拱腳橋臺不產(chǎn) 生水平推力，這樣就回避了拱腳地基的抗推處理，但增加的水平拉桿 既降低通航高度，也破壞了拱橋那優(yōu)美的曲線造型，還是難以讓人滿息。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種工期短、 造價(jià)省、可防止拱腳橋臺發(fā)生側(cè)移或沉降的軟土地基多孔雙懸臂拱形 橋結(jié)構(gòu)及其施工方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為 一種軟土地基 多孔雙懸臂拱形橋結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)拱腳橋臺，位于該兩個(gè)拱腳橋臺之 間的兩個(gè)邊孔懸臂拱形梁，以及連接在該兩個(gè)邊孔懸臂拱形梁之間且 相互連接的多組雙懸臂拱形梁，所述每組雙懸臂拱形梁設(shè)置在兩組依 次由下至上設(shè)置的樁基礎(chǔ)、基礎(chǔ)聯(lián)系梁、柱式橋墩上；所述雙懸臂拱 形梁包括設(shè)置在每組柱式橋墩上的橫梁、設(shè)置在每組柱式橋墩兩側(cè)的 拱片且該兩組柱式橋墩相鄰側(cè)的拱片之間設(shè)置有拱片接頭、設(shè)置在拱片下方的拱板、以及設(shè)置在橫梁和拱片上方的橋面板；所述該兩個(gè)拱腳橋臺分別與對應(yīng)的邊孔懸臂拱形梁之間通過搭板相互連接。 作為上述方案的進(jìn)一步設(shè)置，所述邊孔懸臂拱形梁包括拱片、設(shè)置在拱片下方的拱板以及設(shè)置在拱片上方的橋面板；所述雙懸臂拱形 梁共有A、 B兩組；A組雙懸臂拱形梁中的一側(cè)邊拱片與B組雙懸臂 拱形梁中的一側(cè)邊拱片之間通過搭板橫梁及搭板相連接；A組雙懸臂 拱形梁中的另一側(cè)邊拱片與一邊孔懸臂拱形梁的拱片通過拱片接頭連 接；B組雙懸臂拱形梁中的另一側(cè)邊拱片與另一邊孔懸臂拱形梁的拱 片通過拱片接頭連接。本發(fā)明軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下施 工步驟①筑壩圍堰，②施工樁基礎(chǔ)、基礎(chǔ)聯(lián)系梁、柱式橋墩，③施 工拱腳橋臺，④預(yù)制拱片，⑤吊裝拱片，⑥施工各拱片接頭及搭板橫 梁，⑦施工拱板及橫梁，⑧施工橋面板，(D卸載，⑩施工各搭板。
作為上述施工方法的進(jìn)一步優(yōu)選-. 所述筑壩圍堰施工步驟中，采用木樁支護(hù)；所述樁基礎(chǔ)、基礎(chǔ)聯(lián)系梁、柱式橋墩施工步驟中，樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁；鉆孔灌注樁混凝土先澆筑至基礎(chǔ)聯(lián)系梁頂，再鑿除基礎(chǔ)聯(lián) 系梁梁高部分混凝土，將鉆孔灌注樁與柱式橋墩鋼筋接長并綁扎基礎(chǔ) 聯(lián)系梁鋼筋，進(jìn)行混凝土二次澆筑；所述拱腳橋臺施工步驟中，將拱腳橋臺基底周邊5米范圍內(nèi)的地 基進(jìn)行壓漿加固，處理深度不小于10米，且拱腳橋臺土料選用砂土分 層夯實(shí)；所述預(yù)制拱片步驟中，采用平臺預(yù)制澆筑，每四片疊置澆筑；所述吊裝拱片步驟中，先沿拱片長邊將拱片豎直；再用汽車吊根 據(jù)重心點(diǎn)將拱片吊至橋下；拱片在基礎(chǔ)聯(lián)系梁位置先設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí) 支撐，并用雙木楔調(diào)節(jié)高差；拱片在跨中位置先設(shè)置鋼管支撐架，架 體基底挖去軟土l米，鋪0.5米厚細(xì)粒塘渣夯實(shí)，上澆筑0.2米020混 凝土；鋼管支撐頂面設(shè)置木縱橫梁，形成拱曲線，上鋪竹膠版與木梁 間設(shè)置雙木楔調(diào)節(jié)高差及脫模方便；所述各拱片接頭及搭板橫梁施工步驟中，模板內(nèi)外橫楞用螺栓拉 緊，每隔2米高度設(shè)置混凝土灌注口；模板支撐在基礎(chǔ)聯(lián)系梁或支架 上；選用微膨脹混凝土；所述拱板及橫梁施工步驟中，拱板傾斜角大于20度均設(shè)頂模，頂 底模板設(shè)置螺栓拉桿，內(nèi)設(shè)硬塑料管；拱板澆筑順序由下往上澆筑； 將橫梁中的拱片鋼筋進(jìn)行焊接連接；橫梁混凝土澆筑順序按斜度小于
20度分層澆筑；所述橋面板施工步驟中，底模板支撐在預(yù)制拱片上；混凝土的澆 筑順序?yàn)橄葷仓虚g橋跨跨中約1/2跨寬部分混凝土，再對稱由邊跨兩邊向中間推進(jìn)，最后澆筑中間支座部分；所述卸載步驟中，橋結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行卸 載，并采用對稱同步卸載方式；所述各搭板施工步驟中，搭板與橋面板之間的縫隙用1:1瀝青鋸末 填塞。本發(fā)明軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結(jié)構(gòu)，通過雙懸臂拱形梁自身 彎矩平衡，將橋面荷載以軸向力形式傳遞給柱式橋墩，邊孔懸臂拱形 梁與拱腳橋臺之間通過搭板連接，因此拱腳橋臺不受水平推力。同時(shí) 雙懸臂梁拱形截面形式又恰恰符合懸臂的受力特性，雙懸臂梁懸挑支 座處彎矩最大，而此處拱高也最大，這樣就大大降低了懸臂梁配筋及 端部的撓度。各組雙懸臂拱形梁再通過搭板形成一個(gè)多跨靜定受力結(jié) 構(gòu)，結(jié)構(gòu)傳力直接，體系簡單。具體來講，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1. 保留了多孔拱形橋的優(yōu)美外形，并充分發(fā)揮了拱形梁懸臂受力 的優(yōu)勢，同時(shí)滿足河道航運(yùn)的凈空高度要求。2. 避免了拱腳推力產(chǎn)生的一系列問題。不用進(jìn)行軟土地基拱腳抗 推處理，節(jié)省造價(jià)，縮短了工期，還消除了由于拱腳推力引發(fā)橋面下 沉開裂等結(jié)構(gòu)隱患。3. 采用預(yù)制拱片拼裝施工方法，減少軟土地基對施工過程中的不
利影響，提高拱片的質(zhì)量，方便了施工并縮短了工期。4.由于本結(jié)構(gòu)是無推力拱形橋，更適用于土質(zhì)差地區(qū)及橋面荷載 較大的拱形橋，如拱形廊橋。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一歩詳細(xì)的說明。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的俯視圖。
具體實(shí)施方式
如圖l、 2所示，本發(fā)明軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結(jié)構(gòu)，包括兩 個(gè)拱腳橋臺3a、 3b，位于拱腳橋臺3a、 3b之間的兩個(gè)邊孔懸臂拱形梁， 以及連接在該兩個(gè)邊孔懸臂拱形梁之間且相互連接的A、 B兩組雙懸 臂拱形梁。每組雙懸臂拱形梁均設(shè)置在兩組依次由下至上設(shè)置的樁基 礎(chǔ)7、基礎(chǔ)聯(lián)系梁2、柱式橋墩4上。拱腳橋臺3a、 3b分別與對應(yīng)的 邊孔懸臂拱形梁之間通過搭板5相互連接。雙懸臂拱形梁包括設(shè)置在每組柱式橋墩4上的橫梁9、設(shè)置在每組 柱式橋墩4兩側(cè)的拱片1且該兩組柱式橋墩4相鄰側(cè)的拱片1之間設(shè) 置有拱片接頭6、設(shè)置在拱片1下方的拱板10、以及設(shè)置在橫梁9和 拱片1上方的橋面板8。邊孔懸臂拱形梁包括拱片11、設(shè)置在拱片11下方的拱板10以及 設(shè)置在拱片11上方的橋面板8。A組雙懸臂拱形梁中的一側(cè)邊拱片1與B組雙懸臂拱形梁中的一 側(cè)邊拱片1之間通過搭板橫梁12及搭板5相連接；A組雙懸臂拱形梁 中的另一側(cè)邊拱片1與一邊孔懸臂拱形梁的拱片11通過拱片接頭6連 接；B組雙懸臂拱形梁中的另一側(cè)邊拱片1與另一邊孔懸臂拱形梁的 拱片11通過拱片接頭6連接。本發(fā)明軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下施 工步驟1. 筑壩圍堰其中采用木樁支護(hù)；2. 施工樁基礎(chǔ)7、基礎(chǔ)聯(lián)系梁2、柱式橋墩4:其中樁基礎(chǔ)7采用 鉆孔灌注樁；鉆孔灌注樁混凝土先澆筑至基礎(chǔ)聯(lián)系梁2頂，再鑿除基 礎(chǔ)聯(lián)系梁2梁高部分混凝土，將鉆孔灌注樁與柱式橋墩4鋼筋接長并 綁扎基礎(chǔ)聯(lián)系梁2鋼筋，進(jìn)行混凝土二次澆筑；3. 施工拱腳橋臺3a、 3b:其中將拱腳橋臺3a、 3b基底周邊5米 范圍內(nèi)的地基進(jìn)行壓漿加固，處理深度不小于10米，且拱腳橋臺3a、 3b 土料選用砂土分層夯實(shí)；4. 預(yù)制拱片l、 11:采用平臺預(yù)制澆筑，每四片疊置澆筑；5. 吊裝拱片1、 11:先沿拱片1、 11長邊將拱片1、 11豎直；再 用汽車吊根據(jù)重心點(diǎn)將拱片1、 11吊至橋下；拱片1、 11在基礎(chǔ)聯(lián)系 梁2位置先設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)支撐，并用雙木楔調(diào)節(jié)高差；拱片1、 11 在跨中位置先設(shè)置鋼管支撐架，架體基底挖去軟土 1米，鋪0.5米厚細(xì) 粒塘渣夯實(shí)，上澆筑0，2米C20混凝土；鋼管支撐頂面設(shè)置木縱橫梁， 形成拱曲線，上鋪竹膠版與木梁間設(shè)置雙木楔調(diào)節(jié)高差及脫模方便；6. 施工各拱片接頭6及搭板橫梁12:其中模板內(nèi)外橫楞用螺栓拉 緊，每隔2米高度設(shè)置混凝土灌注口；模板支撐在基礎(chǔ)聯(lián)系梁2或支 架上；選用微膨脹混凝土。7. 施工拱板10及橫梁9:其中拱板10傾斜角大于20度均設(shè)頂模， 頂?shù)啄０逶O(shè)置螺栓拉桿，內(nèi)設(shè)硬塑料管；拱板10澆筑順序由下往上 澆筑；將橫梁9中的拱片1、 ll鋼筋進(jìn)行焊接連接；橫梁9混凝土澆 筑順序按斜度小于20度分層澆筑；8. 施工橋面板8:其中底模板支撐在預(yù)制拱片1、 11上；混凝土的澆筑順序?yàn)橄葷仓虚g橋跨跨中約l/2跨寬部分混凝土，再對稱由邊跨兩邊向中間推進(jìn)，最后澆筑中間支座部分；9. 卸載橋結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行卸載，并采 用對稱同步卸載方式；10. 施工各搭板5:其中搭板5與橋面板8之間的縫隙用kl瀝青 鋸末填塞。
權(quán)利要求
1.一種軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)拱腳橋臺(3a、3b)，位于拱腳橋臺(3a、3b)之間的兩個(gè)邊孔懸臂拱形梁，以及連接在該兩個(gè)邊孔懸臂拱形梁之間且相互連接的多組雙懸臂拱形梁，其特征在于所述每組雙懸臂拱形梁設(shè)置在兩組依次由下至上設(shè)置的樁基礎(chǔ)(7)、基礎(chǔ)聯(lián)系梁(2)、柱式橋墩(4)上；所述雙懸臂拱形梁包括設(shè)置在每組柱式橋墩(4)上的橫梁(9)、設(shè)置在每組柱式橋墩(4)兩側(cè)的拱片(1)且該兩組柱式橋墩(4)相鄰側(cè)的拱片(1)之間設(shè)置有拱片接頭(6)、設(shè)置在拱片(1)下方的拱板(10)、以及設(shè)置在橫梁(9)和拱片(1)上方的橋面板(8)；所述拱腳橋臺(3a、3b)分別與對應(yīng)的邊孔懸臂拱形梁之間通過搭板(5)相互連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結(jié)構(gòu)及其施工方法，屬于拱形橋梁建筑的技術(shù)領(lǐng)域，包括兩個(gè)拱腳橋臺，位于該兩個(gè)拱腳橋臺之間的兩個(gè)邊孔懸臂拱形梁，以及連接在該兩個(gè)邊孔懸臂拱形梁之間且相互連接的多組雙懸臂拱形梁，所述每組雙懸臂拱形梁設(shè)置在兩組依次由下至上設(shè)置的樁基礎(chǔ)、基礎(chǔ)聯(lián)系梁、柱式橋墩上；所述雙懸臂拱形梁包括設(shè)置在每組柱式橋墩上的橫梁、設(shè)置在每組柱式橋墩兩側(cè)的拱片且該兩組柱式橋墩相鄰側(cè)的拱片之間設(shè)置有拱片接頭、設(shè)置在拱片下方的拱板、以及設(shè)置在橫梁和拱片上方的橋面板；所述該兩個(gè)拱腳橋臺分別與對應(yīng)的邊孔懸臂拱形梁之間通過搭板相互連接。本發(fā)明工期短、造價(jià)省、可防止拱腳橋臺發(fā)生側(cè)移或沉降。
文檔編號E01D4/00GK101130942SQ20071007064
公開日2008年2月27日 申請日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者吳劉槐, 唐振興, 鵬 敖, 林長川, 生 蔣, 金存芳 申請人:長業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司