一种下承式系杆拱桥结构单元及拱桥结构及其施工方法

专利主权项内容

1.一种由下承式系杆拱桥结构单元构成的拱桥结构的施工方法，其特征在于，下承式系杆拱桥结构单元，包括有墩柱(1)、墩柱连接系梁(2)、安装在墩柱(1)顶部的支座(3)、拱肋(4)、设置在拱肋(4)两端底部的拱脚(5)、连接在拱肋(4)两端之间的系梁(6)以及将系梁(6)与拱肋(4)相连接的吊杆(7)；所述拱肋(4)通过其底部的拱脚(5)对应支撑在支座(3)上；其特征在于：所述拱肋(4)有两片、沿横向平行间隔布置，并且在两片拱肋(4)之间连接有风撑横杆(8)；所述拱肋(4)为钢构件制成；在拱肋(4)上、对应吊杆(7)连接位置处开设有穿孔；所述拱脚(5)包括有钢拱座(5.1)和浇筑在钢拱座(5.1)外侧的拱脚混凝土(5.2)；其中，钢拱座(5.1)竖向连接在支座(3)上；在两片拱肋(4)对应一侧的拱脚(5)之间连接有端横梁(9)；所述端横梁(9)包括有拱脚横撑(9.1)和浇筑在拱脚横撑(9.1)外侧的端横梁混凝土(9.2)；所述拱脚横撑(9.1)的两端分别与其两侧的拱脚(5)中的钢拱座(5.1)对应连接；所述端横梁混凝土(9.2)与拱脚混凝土(5.2)一体浇筑成型；所述系梁(6)为钢骨架混凝土结构，包括有系梁钢骨架(6.1)、预应力钢筋以及浇筑在系梁钢骨架(6.1)和预应力钢筋外侧的系梁混凝土(6.2)；所述系梁钢骨架(6.1)的横截面为箱形截面，并且系梁钢骨架(6.1)的顶面和底面、对应吊杆(7)连接的位置处分别开设有孔洞；所述系梁钢骨架(6.1)的顶面孔洞和底面孔洞之间连接有竖向的吊杆套管(10)；所述吊杆(7)上端穿设在拱肋(4)的穿孔中、与拱肋(4)可拆卸连接，吊杆(7)下端穿设在系梁钢骨架(6.1)中的吊杆套管(10)中、与系梁钢骨架(6.1)可拆卸连接；两片拱肋(4)上的系梁(6)之间通过一组中横梁(18)连接；由下承式系杆拱桥结构单元构成的拱桥结构包括有一组拱桥结构单元，一组拱桥结构单元包括有两片拱肋(4)，并且一组拱桥结构单元沿横向平行间隔设置在承台(19)的顶部；所述拱桥结构单元的墩柱(1)的混凝土与承台(19)的混凝土一体浇筑成型；相邻两个拱桥结构单元之间的间距为400cm～600cm；在拱桥结构单元的中横梁(18)上以及相邻两个拱桥结构单元之间位置处均铺设有桥面板(26)；包括步骤如下：步骤一，施工墩柱(1)、墩柱连接系梁(2)，并且在墩柱(1)上安装支座(3)；步骤二，在工厂中分段制作拱肋(4)、系梁钢骨架(6.1)、吊杆(7)及风撑横杆(8)，并将拱肋(4)、系梁钢骨架(6.1)、吊杆(7)拼装为一片整体吊装的拱肋结构单元，然后运至施工现场拼装；步骤三，依次吊装步骤二中拼装完成的拱肋结构单元：第一片拱肋结构单元吊装就位后，在其两侧安装斜撑(17)进行临时固定，使其保持稳定；然后继续吊装下一片拱肋结构单元，第二片拱肋结构单元就位后，在其两侧安装斜撑(17)进行临时固定，使其保持稳定；步骤四，调整斜撑(17)，使吊装就位的两片拱肋结构单元实际平面位置与设计平面位置相适应，然后吊装拱脚横撑(9.1)和风撑横杆(8)；步骤五，待各风撑横杆(8)吊装并连接完毕后，拆除两片拱肋(4)上的斜撑(17)；步骤六，按照步骤三与步骤五的施工过程，吊装下一个拱桥结构单元的拱肋(4)，并完成拱肋(4)、风撑横杆(8)及拱脚横撑(9.1)安装；步骤七，在相邻拱桥结构单元之间安装连接件(16)进行临时固定；该连接件(16)沿着拱轴线方向间隔布置，并且连接件(16)的两端分别与其两侧的拱肋(4)可拆卸连接；步骤八，搭设拱脚混凝土(5.2)的现浇支架及端横梁混凝土(9.2)的现浇支架，并对现浇支架进行预压；步骤九，安装拱脚混凝土(5.2)的模板及端横梁混凝土(9.2)的模板；步骤十，待混凝土强度达到设计强度90%以上且龄期不小于7天，对端横梁(9)中的预应力钢筋进行张拉；步骤十一，利用系梁钢骨架(6.1)作为支撑，在系梁钢骨架(6.1)上悬吊浇筑系梁混凝土(6.2)的施工平台；步骤十二，按从拱脚(5)到跨中的顺序吊装中横梁(18)；步骤十三，按从拱脚(5)到跨中的顺序安装桥面板(26)，并浇筑人行道板湿接缝及桥面整体化铺装；步骤十四，砼强度达到设计强度80%以上后拆除拱脚混凝土(5.2)的现浇支架、端横梁混凝土(9.2)的现浇支架及连接件(16)；步骤十五，安装人行道结构及护栏桥面结构；步骤十六，待人行道结构及护栏桥面结构施工完毕，再次调整吊杆(7)的拉力，同时控制拱桥结构的纵段线形符合设计要求，至此拱桥结构施工完成。