[发明专利]预应力混凝土下承式系杆拱桥的构建方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种系杆拱桥的构建方法，特别涉及一种受运架影响需进行受力结构体系转换的预应力混凝土下承式系杆拱桥的构建方法。

背景技术

系杆拱桥是一种特殊形式的拱桥，是在拱式桥跨结构中，将梁和拱两种基本结构组合起来，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及组合作用，达到节省材料目的。系杆拱桥是由拱肋、吊杆(立柱)、系杆、行车道梁(板)及桥面系等协同工作的组合结构桥梁，以系杆承受拱脚水平推力为主要特征。从其受力特点看，系杆拱桥是拱桥、梁桥和吊桥的有机结合。系杆拱桥是外部静定结构，兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的两大特点。当桥面高程受到严格限制而桥下又要求保证较大的净空，或当墩台基础地质条件不良易发生沉降，但又要保证较大跨径时，系杆拱桥是较优越的桥型。与通常的拱桥和梁桥相比，有地基适应性强、结构受力合理、用料省、建筑高度低、施工方法多、造型美观等方面的优势，是生命力很强的一种结构形式。现有的客运专线通常采用的梁型为整孔箱梁，桥面宽度为12.2米，当运梁车通过拱桥时，拱圈之间的间距必须大于12.2米，以保证运梁车的通过。在现场施工中，当遇到修建的拱桥的桥面小于运梁车所要求的拱圈之间的间距12.2米时，施工好的拱圈就会妨碍比拱圈之间的间距大的架桥机和运梁车通过，而加宽桥面会使桥墩及基础的圬工量增大，造成的经济损失和严重的浪费。当采用先期施工拱桥的箱梁和临时支墩，以保证运架工作顺利进行，后期施工拱圈并拆除临时支墩方式时，存在安全稳妥地解决拱桥主梁受力体系转换的问题。

发明内容

本发明提供了一种预应力混凝土下承式系杆拱桥的构建方法，解决了由于运架设备运输限制，需按先梁后拱体系转换施工的技术难题。

本发明是通过以下方案解决以上问题的：

第一步、在系杆拱桥跨中位置，搭设稳定的跨中临时支墩，跨中临时支墩的临时支座设置对应在箱梁的横隔板位置，跨中临时支墩施工完成后，搭设灌梁支架和过车门洞，用常规方法浇注拱桥主梁的箱梁及0.4米高的混凝土拱脚，不要锁定箱梁的固定端支座；

第二步、待拱桥主梁的箱梁混凝土强度和弹性模量都达到设计值的90%以上，且不少于10天龄期后，按设计要求，通过上下交替左右对称的方式，张拉拱桥主梁的箱梁的除梁体横截面四个角处的纵向预应力钢束以外的所有的纵向预应力钢束，之后，将拱桥主梁的箱梁端的固定支座锁定；

第三步、从两端的永久桥墩开始向跨中方向，以上下交替左右对称的方式，张拉拱桥主梁的箱梁的横向预应力钢束；然后，在不拆除跨中临时支墩的条件下，进行桥上架、运梁作业，在施工架运梁期间，要求临时桥墩沉降总量控制在不超过10毫米，且沉降量大于永久墩；在架桥机通过拱桥主梁时，保证拱桥主梁的顶板、底板抗裂安全系数大于1.1，拱桥主梁的最大弯矩处的截面强度安全系数大于2.2；

第四步、待架、运梁作业完成后，在箱梁上搭设拱肋、横撑的支架，并浇注拱肋横撑混凝土，使拱肋、横撑的支架重量+模板重量+混凝土的湿重之和的均布荷载小于250千牛顿/每米，并使拱肋支架支在箱梁的横隔板上；

第五步、按照设计要求，通过上下交替左右对称的方式，补充张拉余下的拱桥主梁四个角的纵向预应力束和全部竖向预应力筋，然后拆除浇注拱肋、横撑的支架和箱梁上所有的临时荷载；

第六步、从两端第二根吊杆开始，向跨中方向，依次张拉吊杆，两端对称同时张拉至跨中吊杆，最后张拉两端的第一根吊杆，吊杆采用单端张拉，张拉端设置在拱肋顶，初次张拉预应力值为设计值，然后拆除中间临时支墩；

第七步：从两端第二根吊杆索开始，向跨中方向，依次张拉吊杆索，两端对称同时张拉至跨中吊杆索，最后张拉两端的第一根吊杆索，张拉吊杆索的预应力值为设计值，最后进行桥面系施工。

本发明解决了受运架影响的系杆拱桥架桥机先过孔后施作拱圈的施工技术难题，实现了简单易行的临时支墩与拱圈受力结构体系的转换。

附图说明    

图1是本发明的两端永久墩和跨中临时墩施工完毕后，搭设支架，灌注箱梁及拱角在运架梁立面以下部分的混凝土的结构示意图；

图2是本发明的张拉箱梁纵向预应力顶板束T1及底板束B1、B2、B3、B4，完成固定端支座锁定的结构示意图；

图3是本发明的上下交替左右对称张拉横向预应力，不拆除临时支墩，完成运架梁的结构示意图；

图4是本发明的在梁上搭设拱肋支架，浇注拱肋混凝土的结构示意图；