[发明专利]一种下承式系杆拱桥结构单元及拱桥结构及其施工方法

说明书

一种下承式系杆拱桥结构单元及拱桥结构及其施工方法，其中下承式系杆拱桥结构单元包括有墩柱、墩柱连接系梁、安装在墩柱顶部的支座、拱肋、设置在拱肋两端底部的拱脚、连接在拱肋两端之间的系梁以及将系梁与拱肋相连接的吊杆；拱肋有两片、沿横向平行间隔布置，并且在两片拱肋之间连接有风撑横杆；在两片拱肋对应一侧的拱脚之间连接有端横梁；系梁为钢骨架混凝土结构，包括有系梁钢骨架、预应力钢筋以及浇筑在系梁钢骨架和预应力钢筋外侧的系梁混凝土；两片拱肋上的系梁之间通过一组中横梁连接。本发明解决了传统的钢管砼拱桥在施工过程中容易出现砼脱空效应以及施工时通航宽度较窄，不能在航道中搭设施工平台的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种下承式系杆拱桥结构单元及拱桥结构及其施工方法。

背景技术

下承式系杆拱桥是一种无推力的拱式组合体系,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,当桥面高程受到限制而桥下又要求保证较大的净空(桥下净跨和净高)时,无推力的拱式组合体系桥梁是较优越的桥型。

近年来，系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点，被广泛应用于公、铁路工程。而普通钢筋混凝土拱桥使地基承受很大的水平推力，不适合一些软土地基地区的应用，系杆拱桥解决了这一缺陷。由于系杆拱桥水平推力的自我平衡，解决了软土地区地基无法承受较大水平推力的问题。

目前国内钢管拱肋系杆拱桥较为多见，技术成熟，系杆拱桥增强了桥梁的景观性，但一般采用“先梁后拱”支架拼装法施工，工艺成熟。

本项目的桥梁为85m跨径、下承式无推力系杆拱桥，桥梁上跨湖航道日均船流量800~1000艘次，桥梁所处航道除去航道本身驳岸外实际通航宽度仅55米，不能在航道中搭设施工平台，整体桥梁采用无支架“先拱后梁”法施工。桥梁拱肋采用1.8m*1.3m矩形断面拱脚处灌注砼，其他部位不灌注砼从而避免了常规钢管砼拱桥在施工过程中的砼脱空效应。

发明内容

本发明的目的是提供一种下承式系杆拱桥结构单元及拱桥结构及其施工方法，要解决传统的钢管砼拱桥在施工过程中容易出现砼脱空效应以及施工时通航宽度较窄，不能在航道中搭设施工平台的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种下承式系杆拱桥结构单元，包括有墩柱、墩柱连接系梁、安装在墩柱顶部的支座、拱肋、设置在拱肋两端底部的拱脚、连接在拱肋两端之间的系梁以及将系梁与拱肋相连接的吊杆；所述拱肋通过其底部的拱脚对应支撑在支座上；所述拱肋有两片、沿横向平行间隔布置，并且在两片拱肋之间连接有风撑横杆；所述拱肋为钢构件制成；在拱肋上、对应吊杆连接位置处开设有穿孔；所述拱脚包括有钢拱座和浇筑在钢拱座外侧的拱脚混凝土；其中，钢拱座竖向连接在支座上；在两片拱肋对应一侧的拱脚之间连接有端横梁；所述系梁为钢骨架混凝土结构，包括有系梁钢骨架、预应力钢筋以及浇筑在系梁钢骨架和预应力钢筋外侧的系梁混凝土；所述系梁钢骨架的横截面为箱形截面，并且系梁钢骨架的顶面和底面、对应吊杆连接的位置处分别开设有孔洞；所述系梁钢骨架的顶面孔洞和底面孔洞之间连接有竖向的吊杆套管；所述吊杆上端穿设在拱肋的穿孔中、与拱肋可拆卸连接，吊杆下端穿设在系梁钢骨架中的吊杆套管中、与系梁钢骨架可拆卸连接；两片拱肋上的系梁之间通过一组中横梁连接。

优选的，所述钢拱座的下部、沿钢拱座的外侧面设有一圈水平的搭接板，并且搭接板的外边线呈矩形；所述墩柱的顶部、位于搭接板的左右侧分别设有两根限位柱，并且搭接板的左侧的限位柱与右侧的限位柱对应设置；所述限位柱与对应一侧的搭接板的侧边之间留有间距，并且在限位柱上、靠近搭接板的一侧设有托接搭接板的水平的限位板；所述限位板的顶部、位于限位柱与搭接板之间的位置处连接有限位块；所述钢拱座的下端支撑在支座上，钢拱座下部的搭接板卡在左右两侧的限位块之间。

优选的，所述拱肋的横截面呈矩形，由钢板焊接而成；在拱肋内部、沿其轴线方向间隔设有竖向的加劲板。