[發(fā)明專利]雙層鋼桁混凝土疊合拱結構及其施工方法

無效

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• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102409603A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 高宗余;梅新詠;王碧波;蘇楊;王樂冰
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋勘測設計院有限公司;中鐵大橋局股份有限公司
• 主分類號: E01D4/00
• 分類號: E01D4/00;E01D19/00;E01D21/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 朱盛華

技術領域

本發(fā)明屬于橋梁建筑工程領域，涉及一種新結構形式的斜拉橋及其施工方法。

背景技術

目前國內大跨度拱橋結構形式主要有以下幾種形式：(1)鋼拱橋，包括鋼箱拱、鋼桁拱、鋼管拱等；(2)混凝土拱橋，包括混凝土箱拱、混凝土肋拱、混凝土桁架拱等；(3)鋼管混凝土拱橋有著較大的跨越能力，但用鋼量遠大于其他兩種結構形式鋼，工程造價高。混凝土拱橋有如下缺點：a、拱肋自重較大，是制約混凝土拱橋跨度的主要因素；b、施工難度大，施工工期長。鋼管混凝土拱橋綜合了鋼拱橋和普通鋼筋混凝土拱橋的優(yōu)點，各自發(fā)揮了兩種材料的材料特性，缺點是由于管內混凝土收縮變形造成與鋼管脫離，不能形成整體結構。

如何有效發(fā)揮鋼、混凝土兩種材料的材料特性，同時又避開混凝土的收縮變形問題，做到結構合理、施工簡便，正是本發(fā)明所要解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種拱肋自身重量輕，用料省，便于施工，能降低施工風險，縮短施工工期的雙層鋼桁混凝土疊合拱結構及其施工方法。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，雙層鋼桁混凝土疊合拱結構，是在由鋼腹板、桿與鋼弦桿構成的鋼桁架拱的上面有上層鋼結構與上層混凝土結構，下面有下層鋼結構和下層混凝土結構。

雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，對于現(xiàn)場澆制成拱形式的具體步驟如下：

1)先用鋼腹板、桿與鋼弦桿構成鋼桁架拱，鋼桁架拱結構既作為永久結構一部分，同時又作為后澆混凝土結構的模板；

2)在鋼桁架拱結構上、下層分別澆筑混凝土，形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。

雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，對于預制安裝形式的具體步驟如下：

1)先用鋼結構和混凝土結構形成疊合結構共同受力；

2)現(xiàn)場節(jié)段安裝或整片安裝形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。

本發(fā)明根據拱橋以受壓為主的結構特性，盡可能采用造價較低的具有良好受壓性能的混凝土材料；對于大跨度拱橋，利用鋼結構施工方便的特點，先形成鋼桁拱結構，降低施工風險，加快施工工期；對于小跨度拱橋，既可以采用上述方案，也可以采用工廠預制現(xiàn)場安裝的施工方案；因拱肋剪力較小，可取消混凝土腹板，減輕拱肋自身重量。

本發(fā)明充分發(fā)揮了鋼材和混凝土兩種不同材料的良好材料特性，結構受力簡單合理，能更好適應各種跨度拱橋要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明雙層鋼桁混凝土疊合拱立剖面示意圖；

圖2為圖1的A-A向剖示圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步說明。

參照圖1、2，本發(fā)明的雙層鋼桁混凝土疊合拱結構，是在由鋼腹板、桿5與鋼弦桿構成的鋼桁架拱的上面有上層鋼結構1與上層混凝土結構2，下面有下層鋼結構3和下層混凝土結構4。

雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，對于現(xiàn)場澆制成拱形式的具體步驟如下：

1)先用鋼腹板、桿5與鋼弦桿構成鋼桁架拱，鋼桁架拱結構既作為永久結構一部分，同時又作為后澆混凝土結構的模板；

2)在鋼桁架拱結構上、下層分別澆筑混凝土，形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。

雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，對于預制安裝形式的具體步驟如下：

1)先用鋼結構和混凝土結構形成疊合結構共同受力；

2)現(xiàn)場節(jié)段安裝或整片安裝形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。

本發(fā)明根據拱橋以受壓為主的結構特性，盡可能采用造價較低的具有良好受壓性能的混凝土材料；對于大跨度拱橋，利用鋼結構施工方便的特點，先形成鋼桁拱結構，降低施工風險，加快施工工期；對于小跨度拱橋，既可以采用上述方案，也可以采用工廠預制現(xiàn)場安裝的施工方案；因拱肋剪力較小，可取消混凝土腹板，減輕拱肋自身重量。

本發(fā)明充分發(fā)揮了鋼材和混凝土兩種不同材料的良好材料特性，結構受力簡單合理，能更好適應各種跨度拱橋要求。

與前述現(xiàn)有技術中相比有以下優(yōu)點：

與鋼拱橋比，節(jié)省了鋼料用量，降低了工程造價，提高了結構剛度。

與混凝土拱橋相比，減輕了拱肋自身重量，便于施工，縮短施工工期，降低了施工風險。

與鋼管混凝土拱橋相比，采用疊合結構形式，避免了混凝土的收縮變形引起的鋼結構與混凝土結構相互脫離。