[发明专利]采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系及施工方法

权利要求书

1.采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系，其特征在于：包括放置在地基土上的两个条形混凝土基础(1)，条形混凝土基础(1)上设置拱座(2)，UHPC波纹板拱圈(5)设置在两个拱座(2)上，两个拱座(2)之间水平设置有预制RUHPC系杆(8)，拱座(2)外接侧墙基础(3)，侧墙基础(3)和UHPC波纹板拱圈(5)上砌筑侧墙(4)，侧墙(4)顶面施工侧墙压顶(6)，侧墙压顶(6)上设置护栏(7)。

2.根据权利要求1所述的采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系，其特征在于：所述UHPC波纹板拱圈(5)为超高性能混凝土UHPC材料预制而成，内部配置有构造钢筋纵向钢筋(22)和横向箍筋(23)。

3.根据权利要求1所述的采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系，其特征在于：所述UHPC波纹板拱圈(5)预制节段由拱脚段波纹板(10)、次边段波纹板(11)、拱顶段波纹板(12)组成，截面为波纹形式，拱脚段波纹板(10)与拱座(2)采用预埋钢板通过焊接相互连接，相邻两个波纹板的预制节段通过精轧螺纹钢筋(24)及环氧树脂砂浆(29)进行连接，精轧螺纹钢筋(24)通过螺栓紧固在端横隔板(9)上，端横隔板(9)采用铁皮波纹管(21)且设置精轧螺纹钢筋预留孔道(20)。

4.根据权利要求1所述的采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系，其特征在于：所述UHPC波纹板拱圈(5)为等厚度截面，拱轴线采用悬链线型，UHPC材料抗压强度不小于130MPa，UHPC波纹板拱圈(5)最小厚度d按下列公式计算确定：

式中：

d为UHPC波纹板最小厚度，cm；

f为拱圈失高，m；

l为拱圈跨径，m；

UHPC波纹板拱圈(5)最小厚度d3cm时，取d＝3cm作为UHPC波纹板拱圈(5)最小厚度，波纹板波高h取30cm-60cm，拱顶填料高度应大于1m。

5.根据权利要求1所述的采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系，其特征在于：所述预制RUHPC系杆(8)为超高性能混凝土(UHPC)材料预制而成，配置有纵向钢筋和横向箍筋，截面为实心矩形，系杆(8)端部设有预埋钢板(18)，通过高强螺栓(19)与拱座(2)相连。

6.根据权利要求1所述的一种采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系，其特征在于：所述拱座(2)为普通混凝土材料浇筑而成；拱座(2)分拱座先浇部分(14)和拱座后浇部分(15)，在拱座先浇部分(14)与拱脚段波纹板(10)对接处设置拱座预埋钢板(16)，拱座后浇部分(15)待拱圈合拢后浇筑。

7.采用UHPC波纹板预制节段的装配式拱桥体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：先进行条形混凝土基础(1)施工，接着完成拱座(2)钢筋绑扎以及拱座先浇部分(14)混凝土的浇筑，并设置拱座预埋钢板(16)，同步预制UHPC波纹板拱片(5)各节段及RUHPC系杆(8)，经热养护处理后运输至施工现场；

步骤二：主拱圈采用预制吊装施工：在满堂支架上进行UHPC波纹板拱圈(5)合拢及拱上建筑施工，搭设脚手架并进行预压，依次吊装UHPC波纹板拱圈(5)的拱脚段波纹板(10)、次边段波纹板(11)、拱顶段波纹板(12)，其中拱脚段波纹板(10)端部设置预埋钢板(17)，通过焊接与拱座(2)预埋钢板(16)相连，相邻两个预制节段对接面同时采用环氧树脂砂浆(29)，将待拼预制节段与已拼预制节段正式定位对拼，螺栓紧固穿过端横隔板(9)的精轧螺纹钢筋(24)，使端横隔板(9)收拢、压紧，保证拼缝溢浆、粘贴密实；刮尽拼缝溢浆，待环氧树脂砂浆(29)完全固化后完成合拢；浇筑拱座后浇部分(15)，完成封铰。

步骤三：拆除支架，进行拱上建筑施工：UHPC波纹板拱圈(5)上部采用分层填土施工，其中UHPC波纹板拱圈(5)拱顶处覆土厚度应大于1m，拱侧和拱上保持对称，均衡，拱腹填料(13)按照200mm厚度分层摊铺压实，逐层向上回填，在回填夯实过程中，回填土分层倾倒在UHPC波纹板拱圈(5)两侧1.5m以外，采用小型机具往拱上分层上料；

步骤四：完成桥面系施工，进行桥面铺装和护栏(7)施工，桥面系施工完毕后，将预制RUHPC系杆(8)与拱座(2)采用预埋钢板通过高强螺栓(19)进行拼接，最后回填土层，使预制RUHPC系杆(8)置于地面线下。