[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

说明书

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，拱桥体系包括设置在地基土上的条形混凝土基础、设有配筋超高性能混凝土(RUHPC)系杆的两个拱座、设置在拱座上的节段拼装UHPC波纹板拱圈、侧墙基础、混凝土预制块所砌筑的侧墙、拱上填料和混凝土侧墙压顶；所述UHPC波纹板拱圈采用UHPC分段预制，各预制节段间通过精轧螺纹钢筋及环氧树脂砂浆拼接形成整体；UHPC波纹板主拱圈先进行预拼装，预拼装合格后采用吊装施工，主拱圈吊装到位后在满堂支架上进行主拱圈合拢及拱上建筑施工；本发明采用预制RUHPC系杆及条形混凝土基础，可平衡拱脚推力并显著降低下部结构的工程量，减小开挖对环境的破坏，增强了对脆弱生态环境地区的适应性。

技术领域

本发明涉及一种拱桥技术领域，特别涉及一种采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系及施工方法。

背景技术

目前的中小跨径拱桥主要是钢筋混凝土拱桥或者圬工拱桥，在公路运输网中使用广泛，可随着时间的推移和技术的发展，这类结构也都发生了不同程度的病害，传统实腹式拱桥的不足之处也逐渐的显现出来：主拱圈采用整体现浇工艺施工工期较长，施工过程较为繁琐且受地质条件影响较大，尤其在我国青海，西藏等高海拔、高寒地区，由于地质条件复杂，生态环境脆弱，工程建设对生态环境影响较大，施工对地表覆盖层的开挖也导致工程稳定性较差，从而影响结构的正常使用和交通运输安全。

随着我国交通事业的不断发展，预制装配式桥梁建造技术以其施工工期短、对交通影响小、预制构件工厂批量化生产、质量易于控制等优点，在近几年逐渐被推广应用。但预制装配式混凝土拱桥由于自重大，具有较大的水平推力，对地基基础仍然有较高的要求。因此寻找一种施工简单、承载力强、高耐久性并且适应于脆弱生态环境地区的结构成为工程技术人员的重要任务。

发明内容

为解决施工周期长、工艺复杂、结构耐久性低以及对地基基础要求高等问题，本发明提供一种采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系及施工方法，将UHPC波纹板拱圈和RUHPC系杆运用到拱桥结构中，综合考虑强度和刚度因素，具有抗压强度高、刚度大、自重小、施工便捷的优点，同时减小了工程建设对地表覆盖层的开挖，增强了结构的稳定性以及对脆弱生态环境地区的适应性，在中小跨径桥梁中用以替代传统的实腹式拱桥。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

采用UHPC预制波纹板节段拼装的实腹式拱桥体系，包括设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。

所述UHPC波纹板拱圈5为超高性能混凝土UHPC材料预制而成，内部配置有纵向钢筋22和横向箍筋23。

所述UHPC波纹板拱圈5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。

所述UHPC波纹板拱圈5为等厚度截面，拱轴线采用悬链线型，其中所用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。