本发明涉及吊杆索拱桥,具体涉及一种钢-uhpc拱肋的拱桥及其施工方法。
背景技术:
1、拱桥常用拱肋有钢筋混凝土拱肋、钢管混凝土拱肋及钢箱拱肋。钢筋混凝土拱肋因其自重过大难以适用于大跨结构;钢管混凝土拱肋在大于150m跨径时宜采用桁式主拱不利于简支系杆拱桥中与主梁的连接,且钢管混凝土拱肋在使用过程中暴露出诸多病害,如管内混凝土脱空、钢管局部变形等,对钢管混凝土拱桥的承载力有较大影响;钢箱拱肋是大跨度拱桥最常用的拱圈形式,但钢箱拱肋造价较高、薄壁钢箱结构抗变形能力较弱,此外钢箱拱肋需设置较多的纵、横向加劲肋,拱肋加工制作焊接工作量大,且钢结构拱肋后期防腐及维修养护费用高。
2、鉴于此,有必要提出钢-uhpc拱肋的拱桥及其施工方法以解决或至少缓解上述缺陷。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种钢-uhpc拱肋的拱桥,旨在解决现有拱桥采用钢筋混凝土拱肋导致自重过大难以适用于大跨结构的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提供了一种钢-uhpc拱肋的拱桥,包括桥面结构体、钢-uhpc组合式拱肋以及系杆组件,钢-uhpc组合式拱肋包括位于桥面结构体两侧的弧形拱肋,弧形拱肋的纵向两端分别设于桥面结构体上,系杆组件包括位于桥面结构体两侧的系杆单元,系杆单元与弧形拱肋一一对应布置,系杆单元布置在桥面结构体和弧形拱肋之间,两个弧形拱肋之间设有风撑,弧形拱肋包括多个预制混合节段肋,预制混合节段肋包括内置的空心薄壁钢箱体和外包在空心薄壁钢箱体外周的uhpc外箱体,空心薄壁钢箱体的两端均伸出至uhpc外箱体节段外,空心薄壁钢箱体上设有用于埋设在uhpc外箱体内的剪力钉,多个预制混合节段肋沿环向拼接并通过uhpc湿接缝连接形成弧形拱肋。
3、进一步地,桥面结构体包括钢主梁梁格和设于钢主梁梁格的纵向两端的拱桥结合段,弧形拱肋的两端分别与对应的拱桥结合段连接,钢主梁梁格的表面铺设有预制桥面板,相邻的预制桥面板通过桥面湿接缝连接。
4、进一步地,拱桥结合段包括钢连接段和用于包覆钢连接段的后浇外包混凝土层,钢连接段包括连接转角和加强横梁,两个连接转角相对地设于加强横梁的两端,加强横梁与钢主梁梁格的端部固定连接。
5、进一步地,钢主梁梁格包括钢主纵梁、钢横梁以及钢小纵梁,两个钢主纵梁沿横桥向相对间隔布置,多个钢小纵梁沿横桥向间隔布置在两个钢主纵梁之间,钢横梁用于将钢主纵梁和钢小纵梁固定连接,多个钢横梁沿纵桥向间隔排布。
6、进一步地,空心薄壁钢箱体内设有沿弧形拱肋的法向布置的横隔板。
7、进一步地,处于底部节段的预制混合节段肋的空心薄壁钢箱体的壁厚大于与其相邻的预制混合节段肋的空心薄壁钢箱体的壁厚。
8、进一步地,空心薄壁钢箱体为多边形结构箱体,uhpc外箱体环绕与空心薄壁钢箱体布置。
9、进一步地,预制混合节段肋上预留有外露钢板连接面,风撑搭设在相对布置的两个弧形拱肋之间,风撑的横向端部与对应端的预制混合节段肋上的外露钢板连接面焊接。
10、本发明还提供一种钢-uhpc拱肋的拱桥施工方法,包括如下步骤:
11、s10,桥墩墩身施工,其中,近端墩身和远端墩身之间的间距大于180米;
12、s20,在近端墩身的两侧分别布置顶推临时墩,在近端墩身的后侧搭设拼装大平台;
13、s30,采用节段现场拼装与顶推交替进行的方式对钢主梁梁格进行步履式顶推,钢主梁梁格顶推到位后落在桥墩墩身的永久支座上,使钢主梁梁格架设在两个桥墩墩身之间,其中,钢主梁梁格的纵向两端具有拱桥结合段,钢主梁梁格每一端的端部均设有两个钢连接段;
14、s40,在钢主梁梁格上搭设临时支架,钢主梁梁格的两侧分别搭设有临时支架,每一侧的临时支架间隔排布;
15、s50,在钢主梁梁格上架设钢-uhpc组合式拱肋,预制混合节段肋采用从两端依次安装中间段合拢的施工顺序,且两侧的弧形拱肋同步施工;
16、钢-uhpc组合式拱肋施工时采用先连接空心薄壁钢箱体再浇筑uhpc接缝混凝土的工艺,在空心薄壁钢箱体拼接完成并布置uhpc湿接缝后安装对应拱肋节段间的风撑;
17、s60,在钢主梁梁格和弧形拱肋之间施工系杆单元,在钢主梁梁格上施作预制桥面板,浇筑桥面板间纵横向湿接缝。
18、进一步地,在拼装大平台上布置头部的钢连接段和头部节段的箱梁节段;采用节段现场拼装与顶推交替进行的方式对处于当前末端的箱梁节段进行步履式顶推;所有的箱梁节段顶推到位后,在尾部的箱梁节段上布置尾部的钢连接段,使钢主梁梁格落在桥墩墩身的永久支座上。
19、与现有技术相比,本发明所提供的一种钢-uhpc拱肋的拱桥具有如下的有益效果:
20、本发明所提供的钢-uhpc拱肋的拱桥,包括桥面结构体、钢-uhpc组合式拱肋以及系杆组件,通过弧形拱肋的纵向两端分别设于桥面结构体上,系杆单元与弧形拱肋一一对应布置,系杆单元布置在桥面结构体和弧形拱肋之间使拱桥结构设计合理;通过弧形拱肋包括多个预制混合节段肋,预制混合节段肋包括内置的空心薄壁钢箱体和外包在空心薄壁钢箱体外周的uhpc外箱体,空心薄壁钢箱体上设有用于埋设在uhpc外箱体内的剪力钉,多个预制混合节段肋沿环向拼接并通过uhpc湿接缝连接形成弧形拱肋,创新性地提出基于预制混合节段肋现场拼接形成钢-uhpc拱肋的拱桥;与传统钢箱截面拱肋相比,在同等抗压刚度下,钢-uhpc组合式拱肋的用钢量较纯钢箱截面要节省,且抗弯刚度较纯钢箱截面要高,钢-uhpc组合式拱肋的建造成本也较钢箱拱肋拱桥更为经济;与钢筋混凝土拱肋截面相比,钢-uhpc组合式拱肋自重要轻,适用的拱桥跨径更大,结构更为轻便;采用外包的uhpc薄层能有效加强钢结构局部刚度,且空心薄壁钢箱体可作为外包混凝土浇筑的模板,无需内模,施工方便。
1.一种钢-uhpc拱肋的拱桥,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的钢-uhpc拱肋的拱桥,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的钢-uhpc拱肋的拱桥,其特征在于,
4.根据权利要求2所述的钢-uhpc拱肋的拱桥,其特征在于,
5.根据权利要求1所述的钢-uhpc拱肋的拱桥,其特征在于,
6.根据权利要求1所述的钢-uhpc拱肋的拱桥,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的钢-uhpc拱肋的拱桥,其特征在于,
8.根据权利要求1至6任一项所述的钢-uhpc拱肋的拱桥,其特征在于,
9.一种钢-uhpc拱肋的拱桥施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
10.根据权利要求9所述的钢-uhpc拱肋的拱桥施工方法,其特征在于,在拼装大平台上布置头部的钢连接段和头部节段的箱梁节段;
