專利名稱：一種豎轉(zhuǎn)鋼-混凝土組合拱橋的制作方法
一種豎轉(zhuǎn)鋼—混凝土組合拱橋
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種豎轉(zhuǎn)鋼一混凝土組合拱橋。
現(xiàn)有技術(shù)中，常用的大跨度拱橋主要有混凝土拱橋和鋼管混凝土拱橋?；炷凉皹?對山區(qū)地形具有經(jīng)濟實用、美觀耐久的優(yōu)點，其傳統(tǒng)的施工方法多采用分節(jié)段預制、天 線吊運就位、逐段懸臂拼裝合攏來形成其主拱結(jié)構(gòu)，需要龐大預制吊運場地、大型的機 具設(shè)備及復雜的主纜、扣索、浪風體系，施工過程中懸拼結(jié)構(gòu)存在諸多不安全因素，工 藝復雜，工序繁多、技術(shù)難度大、措施費用高、建設(shè)工期長；上世紀末發(fā)展起來的鋼管 混凝土拱橋在一定程度上克服了上述缺點，但由于構(gòu)造、受力及技術(shù)原因，對跨度在200 米以內(nèi)的上承式拱橋不具有經(jīng)濟優(yōu)勢。
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量易保，施工安全、方便、快捷，所需施 工場地和機具設(shè)備要求較低，對山區(qū)條件下興建跨度在200米以內(nèi)的拱橋具有明顯綜合 技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢的豎轉(zhuǎn)鋼一混凝土組合拱橋。
本發(fā)明的目的以如下技術(shù)步驟實現(xiàn)A、在工廠按設(shè)計要求分節(jié)段制作包含鋼箱頂 板的開孔加勁肋板、箱內(nèi)加勁肋板和鋼橫隔板的鋼箱拱肋，并運輸至橋梁現(xiàn)場；B、在 兩岸拱座處分別沿豎向安裝拱腳區(qū)段鋼箱拱肋，其下端與拱座通過轉(zhuǎn)動鉸連接后再作臨 時固結(jié)處置；C、在拱腳區(qū)段鋼箱內(nèi)填灌混凝土，再沿豎向逐段拼裝鋼箱拱肋的其余上 部節(jié)段，并同步完成相應鋼橫向聯(lián)系的安裝，形成直立的半跨鋼箱拱排架；D、用鋼纜 繩系住鋼箱拱排架，拆除鋼箱拱肋下端與拱座的臨時固結(jié)還原為轉(zhuǎn)動鉸連接，控制鋼纜 繩的放松速度，使兩岸的鋼箱拱排架繞轉(zhuǎn)動鉸緩慢轉(zhuǎn)動至跨中合攏聯(lián)結(jié)成拱；E、現(xiàn)澆 封鉸混凝土使合攏后的鋼箱拱肋成為兩端固結(jié)的無鉸鋼箱拱結(jié)構(gòu)；F、必要時澆筑鋼箱 內(nèi)底板混凝土，完成拱肋間混凝土橫系梁的施工，澆筑鋼箱拱肋頂層混凝土形成整體的 鋼一混凝土組合拱結(jié)構(gòu)；G、完成橋臺、拱上立柱和橋面系的施工形成全橋。
本發(fā)明的主拱結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特征在于A、主拱結(jié)構(gòu)的拱腳區(qū)段為矩形截面鋼箱拱肋 內(nèi)滿填混凝土的鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)；B、主拱結(jié)構(gòu)的跨中區(qū)段根據(jù)受力或構(gòu)造要求有 三種斷面型式供選擇1)分別在鋼箱拱肋頂面澆筑混凝土形成鋼一混凝土組合肋拱結(jié) 構(gòu)；2)在鋼箱拱肋頂面整體澆筑混凝土板形成鋼箱一混凝土板組合拱結(jié)構(gòu)；3)在鋼箱 拱肋內(nèi)澆筑底板混凝土，再在鋼箱拱肋頂面整體澆筑混凝土板形成整體的鋼一混凝土組 合拱結(jié)構(gòu)；C、拱腳區(qū)段與跨中區(qū)段之間為過渡區(qū)段，鋼箱拱肋內(nèi)由滿填混凝土逐漸變 化為空箱或僅有底板混凝土，鋼箱頂部混凝土的寬度由與鋼箱同寬逐漸變化為設(shè)定寬 度；D、除拱腳區(qū)段外的鋼箱底板和腹板的加勁肋板設(shè)于鋼箱內(nèi)側(cè)，鋼箱頂板的加勁肋 板設(shè)于鋼箱頂面上，該加勁肋板為開孔加勁鋼板，以便后澆頂部混凝土內(nèi)的鋼筋穿過開 孔加勁肋板成為混凝土與鋼箱頂板聯(lián)結(jié)的PBL剪力鍵，鋼箱內(nèi)底板若需澆筑混凝土，則 鋼箱底板的加勁肋板也應采用開孔加勁鋼板；E、鋼箱拱肋內(nèi)隔適當間距設(shè)置鋼橫隔板； F、在立柱下方的拱肋處設(shè)置鋼筋混凝土橫系梁；G、立柱下方的拱肋局部鋼箱內(nèi)滿填混
凝土，以便混凝土橫系梁的鋼筋伸入鋼箱混凝土內(nèi)錨固，同時作為鋼箱的勁性橫隔板。
本發(fā)明具有的積極效果是工廠化段制作鋼箱拱節(jié)段，易于保證制作質(zhì)量；在拱座
3處豎向拼裝鋼箱半拱排架，節(jié)省施工場地；豎轉(zhuǎn)鋼箱半拱排架合攏，無需重型纜索吊裝、 扣索及浪風系統(tǒng)，成拱安全、快捷；以成拱后的鋼箱拱肋作為底?；蛑Ъ軡仓鞴敖Y(jié)構(gòu) 的頂板(和鋼箱內(nèi)底板)混凝土，可節(jié)省大量的支架和模板；與鋼拱橋相比，可節(jié)省大 量鋼材，降低造價；后澆主拱混凝土有利于增強主拱結(jié)構(gòu)的整體剛度，提高橋梁的使用 性和耐久性。對山區(qū)條件下的拱橋建設(shè)具有明顯的綜合技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施作進一步的詳述
圖7是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意
圖1是本發(fā)明實施的第一道主要工序；
圖2是圖1的I-I剖視圖3是本發(fā)明實施的第二道主要工序；
圖4是圖2的n-II剖視圖5是本發(fā)明實施的第三道主要工序；
圖6是圖5的ni-m剖視圖7是本發(fā)明實施的第四道主要工序；
圖8是圖7的IV-IV剖視圖9是主拱結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖10是圖9的V-V剖視圖11是圖9的VI-VI剖視圖的A類斷面；
圖12是圖9的VI-VI剖視圖的B類斷面；
圖13是圖9的VI-VI剖視圖的C類斷面；
圖14是圖9的VDM1剖視件1是拱座，件2是鋼箱拱肋，件3是開孔加勁肋板，件4是箱內(nèi)加勁肋板，件5 是鋼橫隔板，件6是拱腳區(qū)段鋼箱拱肋內(nèi)混凝土，件7是鋼橫向聯(lián)系，件8是鋼纜繩， 件9是轉(zhuǎn)動鉸，件10是封鉸混凝土，件11是鋼箱內(nèi)底板混凝土，件12是混凝土橫系 梁，件13是鋼箱拱肋頂部混凝土，件14是立柱座下的鋼箱內(nèi)滿填混凝土，件15是整 體澆筑的鋼箱拱肋頂板混凝土，件16是拱上立柱，件17是橋臺，件18是橋面系。
本發(fā)明以如下技術(shù)步驟按四道主要工序?qū)崿F(xiàn)
第一道主要工序:A、在工廠按設(shè)計要求分節(jié)段制作包含鋼箱頂板的開孔加勁肋板3、 箱內(nèi)加勁肋板4和鋼橫隔板5的鋼箱拱肋2，并運輸至橋梁現(xiàn)場；B、在兩岸拱座1處分 別沿豎向安裝拱腳區(qū)段鋼箱拱肋2，其下端與拱座1通過轉(zhuǎn)動鉸9連接后再作臨時固結(jié) 處置；C、在拱腳區(qū)段鋼箱2內(nèi)填灌混凝土6，再沿豎向逐段拼裝鋼箱拱肋2的其余上部 節(jié)段，并同步完成相應鋼橫向聯(lián)系7的安裝，形成直立的半跨鋼箱拱排架；
第二道主要工序D、用鋼纜繩8系住鋼箱拱排架，拆除鋼箱拱肋2下端與拱座1 的臨時固結(jié)還原為轉(zhuǎn)動鉸9連接，控制鋼纜繩8的放松速度，使兩岸的鋼箱拱排架繞轉(zhuǎn) 動鉸9緩慢轉(zhuǎn)動至跨中合攏聯(lián)結(jié)成拱；E、現(xiàn)澆封鉸混凝土 10使合攏后的鋼箱拱肋2成 為兩端固結(jié)的無鉸鋼箱拱結(jié)構(gòu)；
第三道主要工序F、必要時澆筑鋼箱內(nèi)底板混凝土ll,完成拱肋間混凝土橫系梁12的施工，澆筑鋼箱拱肋頂層混凝土 13形成整體的鋼一混凝土組合拱結(jié)構(gòu)；
第四道主要工序G、完成橋臺I7、拱上立柱16和橋面系18的施工形成全橋。 本發(fā)明的主拱結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特征在于A、主拱結(jié)構(gòu)的拱腳區(qū)段L1為矩形截面鋼箱拱 肋2內(nèi)滿填混凝土6的鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)(圖14) ; B、主拱結(jié)構(gòu)的跨中區(qū)段L3根據(jù) 受力或構(gòu)造要求有三種斷面型式供選擇1)分別在鋼箱拱肋2頂面澆筑混凝土13形成 鋼一混凝土組合肋拱結(jié)構(gòu)(圖11) ; 2)在鋼箱拱肋2頂面整體澆筑混凝土板15形成鋼 箱一混凝土板組合拱結(jié)構(gòu)(圖12) ; 3)在鋼箱拱肋2內(nèi)澆筑底板混凝土11，再在鋼箱 拱肋2頂面整體澆筑混凝土板15形成整體的鋼一混凝土組合拱結(jié)構(gòu)(圖13) ; C、拱腳 區(qū)段L1與跨中區(qū)段L3之間為過渡區(qū)段L2，鋼箱拱肋2內(nèi)由滿填混凝土逐漸變化為空箱 或僅有底板混凝土 11，鋼箱頂部混凝土 13的寬度由與鋼箱2同寬逐漸變化為設(shè)定寬度 (圖9和圖10) ; D、除拱腳區(qū)段外的鋼箱底板和腹板的加勁肋板4設(shè)于鋼箱2內(nèi)側(cè)， 鋼箱頂板的加勁肋板3設(shè)于鋼箱2頂面上(圖11 圖13)，該加勁肋板3為開孔加勁 鋼板，以便后澆頂部混凝土13 (或15)內(nèi)的鋼筋穿過開孔加勁肋板3成為混凝土與鋼 箱頂板聯(lián)結(jié)的PBL剪力鍵，鋼箱內(nèi)底板若需澆筑混凝土，則鋼箱底板的加勁肋板也應采 用開孔加勁鋼板；E、鋼箱拱肋2內(nèi)隔適當間距設(shè)置鋼橫隔板5; F、在立柱16下方的拱 肋2處設(shè)置鋼筋混凝土橫系梁12; G、立柱16下方的拱肋局部鋼箱內(nèi)滿填混凝土 14， 以便混凝土橫系梁12的鋼筋伸入鋼箱混凝土 14內(nèi)錨固，同時作為鋼箱2的勁性橫隔板。
權(quán)利要求
1、 一種豎轉(zhuǎn)鋼一混凝土組合拱橋，其特征在于A、在工廠按設(shè)計要求分節(jié)段制作包含鋼箱頂板的開孔加勁肋板(3)、箱內(nèi)加勁肋板(4)和鋼橫隔板(5)的鋼箱拱 肋(2),并運輸至橋梁現(xiàn)場；B、在兩岸拱座(1)處分別沿豎向安裝拱腳區(qū)段鋼箱拱 肋(2),其下端與拱座(1)通過轉(zhuǎn)動鉸(9)連接后再作臨時固結(jié)處置；C、在拱腳區(qū) 段鋼箱(2)內(nèi)填灌混凝土 (6)，再沿豎向逐段拼裝鋼箱拱肋(2)的其余上部節(jié)段， 并同步完成相應鋼橫向聯(lián)系(7)的安裝，形成直立的半跨鋼箱拱排架；D、用鋼纜繩(8) 系住鋼箱拱排架，拆除鋼箱拱肋(2)下端與拱座(1)的臨時固結(jié)還原為轉(zhuǎn)動鉸(9) 連接，控制鋼纜繩(8)的放松速度，使兩岸的鋼箱拱排架繞轉(zhuǎn)動鉸(9)緩慢轉(zhuǎn)動至跨 中合攏聯(lián)結(jié)成拱；E、現(xiàn)澆封鉸混凝土 (10)使合攏后的鋼箱拱肋(2)成為兩端固結(jié)的 無鉸鋼箱拱結(jié)構(gòu)；F、必要時澆筑鋼箱內(nèi)底板混凝土 (11)，完成拱肋間混凝土橫系梁 (12)的施工，澆筑鋼箱拱肋頂層混凝土 (13或15)形成整體的鋼一混凝土組合拱結(jié) 構(gòu)；G、完成橋臺(17)、拱上立柱(16)和橋面系(18)的施工形成全橋。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎轉(zhuǎn)鋼—混凝土組合拱橋，主拱結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特征在于 A、主拱結(jié)構(gòu)的拱腳區(qū)段L1為矩形截面鋼箱拱肋(2)內(nèi)滿填混凝土 (6)的鋼一混凝土 組合結(jié)構(gòu)；B、主拱結(jié)構(gòu)的跨中區(qū)段L3根據(jù)受力或構(gòu)造要求有三種斷面型式供選擇1) 分別在鋼箱拱肋(2)頂面澆筑混凝土 (13)形成鋼—混凝土組合肋拱結(jié)構(gòu)；2)在鋼箱 拱肋(2)頂面整體澆筑混凝土板(15)形成鋼箱一混凝土板組合拱結(jié)構(gòu)；3)在鋼箱拱 肋(2)內(nèi)澆筑底板混凝土 (11)，再在鋼箱拱肋(2)頂面整體澆筑混凝土板(15)形 成整體的鋼一混凝土組合拱結(jié)構(gòu)；C、拱腳區(qū)段L1與跨中區(qū)段L3之間為過渡區(qū)段L2， 鋼箱拱肋(2)內(nèi)由滿填混凝土逐漸變化為空箱或僅有底板混凝土 (11)，鋼箱頂部混 凝土 (13)的寬度由與鋼箱(2)同寬逐漸變化為設(shè)定寬度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的豎轉(zhuǎn)鋼一混凝土組合拱橋，主拱結(jié)構(gòu)的構(gòu) 造特征在于D、除拱腳區(qū)段外的鋼箱底板和腹板的加勁肋板(4)設(shè)于鋼箱(2)內(nèi)側(cè)， 鋼箱頂板的加勁肋板(3)設(shè)于鋼箱(2)頂面上，該加勁肋板(3)為開孔加勁鋼板， 以便后澆頂部混凝土 (13或15)內(nèi)的鋼筋穿過開孔加勁肋板(3)成為混凝土與鋼箱頂 板聯(lián)結(jié)的PBL剪力鍵，鋼箱內(nèi)底板若需澆筑混凝土，則鋼箱底板的加勁肋板也應采用開 孔加勁鋼板；E、鋼箱拱肋(2)內(nèi)隔適當間距設(shè)置鋼橫隔板(5) ; F、在立柱(16)下 方的拱肋(2)處設(shè)置鋼筋混凝土橫系梁(12) ; G、立柱(16)下方的拱肋局部鋼箱內(nèi) 滿填混凝土 (14),以便混凝土橫系梁(12)的鋼筋伸入鋼箱混凝土 (14)內(nèi)錨固，同 時作為鋼箱(2)的勁性橫隔板。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種豎轉(zhuǎn)鋼-混凝土組合拱橋，其主要實施步驟是在拱座處沿豎向拼裝鋼箱拱節(jié)段，填灌拱腳區(qū)段鋼箱內(nèi)混凝土，形成直立的半跨鋼箱拱排架；使鋼箱拱排架繞其下端轉(zhuǎn)動鉸緩慢轉(zhuǎn)動至跨中合攏聯(lián)結(jié)成拱；完成拱肋間混凝土橫系梁和跨中區(qū)段鋼箱拱肋頂部混凝土的施工，形成整體的鋼-混凝土組合拱結(jié)構(gòu)；完成橋臺、拱上立柱和橋面系施工形成全橋。主拱結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特征在于拱腳區(qū)段為鋼箱內(nèi)滿填混凝土的拱肋，跨中區(qū)段為在鋼箱頂部澆筑混凝土的鋼-混凝土組合拱結(jié)構(gòu)；除拱腳區(qū)段以外的鋼箱底板和腹板的加勁肋板均設(shè)于鋼箱內(nèi)側(cè)，頂板的加勁板采用開孔加勁肋板設(shè)于鋼箱頂面上，兼作混凝土與鋼箱頂板聯(lián)結(jié)的PBL剪力鍵。
文檔編號E01D21/08GK101311414SQ20071007852
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月26日
發(fā)明者吳海軍, 周志祥, 勇 徐 申請人:重慶交通大學