[發(fā)明專利]一種覆土波紋鋼板-混凝土組合拱橋的加強(qiáng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410421742.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104213514A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 項(xiàng)貽強(qiáng);何曉陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D22/00
• 分類號(hào): E01D22/00;E01D4/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于覆土波紋鋼板橋加強(qiáng)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于覆土波紋鋼板-混凝土組合拱橋的加強(qiáng)方法。

背景技術(shù)

中、小橋涵在公路和鐵路工程中占有重要的地位。而現(xiàn)今中、小橋涵絕大多數(shù)為鋼筋混凝土及圬工結(jié)構(gòu)。圬工及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工工期較長(zhǎng)，且極易在運(yùn)營(yíng)階段產(chǎn)生開(kāi)裂、剝落、滲水、鋼筋銹蝕等病害，嚴(yán)重地影響了中、小橋涵結(jié)構(gòu)的安全性、適用性及耐久性。同時(shí)在后期維護(hù)加固上，甚至還要花費(fèi)比新建橋涵更多的資金、人力。而與圬工及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，覆土波紋鋼板結(jié)構(gòu)具有工程造價(jià)低、變形適應(yīng)力強(qiáng)、耐久性好、施工方便、對(duì)環(huán)境擾動(dòng)少的特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用在小跨徑橋涵中，在膨脹土、軟土及多年凍土地區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景。據(jù)研究表明，此種結(jié)構(gòu)波紋鋼板拱殼僅承受結(jié)構(gòu)總荷載的30%左右，而其余部分均有其周圍的土體承擔(dān)，土及波紋鋼板結(jié)構(gòu)協(xié)同作用顯著。對(duì)于很多覆土波紋鋼板拱橋結(jié)構(gòu)，因施工等各種原因，在其拱頂?shù)母餐梁穸炔豢赡苓_(dá)到規(guī)范要求的最小高度。目前國(guó)內(nèi)外修建的覆土波紋鋼板拱橋跨徑基本在10m~20m之間，亟需增大結(jié)構(gòu)的跨越能力以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，而增大跨徑后，結(jié)構(gòu)內(nèi)力增加的問(wèn)題就必須克服。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有中小橋涵耐久性差、施工周期長(zhǎng)、造價(jià)高及現(xiàn)有覆土波紋鋼板橋涵跨徑較小、抗屈曲能力弱、抗震性能不強(qiáng)、拱頂填土高度不夠等不足，提供一種覆土波紋鋼板-混凝土組合拱橋的加強(qiáng)方法，通過(guò)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)、減少荷載兩方面來(lái)克服上述中小橋涵及一般覆土波紋鋼板橋的缺陷。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種覆土波紋鋼板-混凝土組合拱橋的加強(qiáng)方法，該方法包括以下步驟：

（1）開(kāi)挖橋址土層并對(duì)地基進(jìn)行處理，鋪置碎石墊層，并放置鋼筋混凝土拱座5。

（2）將第一波紋鋼板和第二波紋鋼板通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接，第二波紋鋼板反置于第一波紋鋼板下部，之后在橫縱向通過(guò)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行拼接形成加勁波紋鋼板拱圈；拼接時(shí)，加勁波紋鋼板拱圈的相鄰橫向接縫錯(cuò)開(kāi)30-50cm；

（3）將加勁波紋鋼板拱圈安裝在鋼筋混凝土拱座上，從拱腳向拱圈空腔內(nèi)壓漿灌注混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，在第一波紋鋼板頂部澆筑混凝土，最終形成波紋鋼板-混凝土組合拱圈；其中，混凝土為輕質(zhì)高強(qiáng)細(xì)骨料混凝土，在第一波紋鋼板頂部澆筑的混凝土的厚度應(yīng)超過(guò)第一波紋鋼板波峰至少15mm；

（4）在波紋鋼板-混凝土組合拱圈的兩側(cè)安裝鋼筋混凝土圈梁，待第一波紋鋼板頂部的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，分層填筑壓實(shí)砂土，在到達(dá)波紋鋼管標(biāo)高時(shí)，安裝波紋鋼管；

（5）在壓實(shí)砂土的填筑高度達(dá)到距離波紋鋼板-混凝土組合拱圈拱頂0.1-0.3m處，放置鋼筋混凝土卸載板，直至完成所有土層回填壓實(shí)工作；其中，鋼筋混凝土卸載板厚度為20-25cm，與橋面同寬，在縱向覆蓋波紋鋼板-混凝土組合拱圈的輪廓，同時(shí)向兩邊延伸1-1.5m；

（6）壓實(shí)砂土達(dá)到橋面結(jié)構(gòu)層底面標(biāo)高后，分層鋪設(shè)碎石路基、瀝青混凝土底基層及瀝青混凝土面層，形成橋面結(jié)構(gòu)層，在橋面兩側(cè)安裝橋梁的防撞欄桿。

進(jìn)一步地，所述壓實(shí)砂土每層的厚度為0.5-0.6m；在波紋鋼板-混凝土組合拱圈附近壓實(shí)砂土的壓實(shí)度為0.92-0.95，其他區(qū)域壓實(shí)砂土的壓實(shí)度為0.96-0.98。

本發(fā)明有益效果如下：

1、本發(fā)明將波紋鋼板拼裝通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接，并在其形成的空腔及上側(cè)波紋鋼板頂部澆筑輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土形成波紋鋼板-混凝土組合拱圈，可使受力拱圈強(qiáng)度、剛度大大增強(qiáng)，并提供頂部混凝土澆筑模板，同時(shí)上側(cè)鋼板頂部的混凝土提高了拱圈縱橫向剛度、耐久性、抗震性、防火性，一定程度上克服了該類型結(jié)構(gòu)拱圈屈曲及波紋鋼板銹蝕的問(wèn)題，進(jìn)而減少運(yùn)營(yíng)使用時(shí)拱圈的加固維護(hù)費(fèi)用。

2、本發(fā)明在橋?qū)拑蓚?cè)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，保護(hù)了填土路基護(hù)坡，提高了鋼-土復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體橫向剛度，進(jìn)一步提高了填土和組合拱圈的整體性和抗震性。

3、本發(fā)明在填土中放置鋼筋混凝土卸載板可擴(kuò)大了結(jié)構(gòu)受力的區(qū)域，減弱拱頂填土高度不足的不利影響，使鋼殼結(jié)構(gòu)受力更加均勻，同時(shí)大大減小汽車活載對(duì)拱圈產(chǎn)生的應(yīng)力及變形。

4、本發(fā)明在填土中放置鍍鋅波紋鋼管可減輕組合拱圈所受的恒載，降低了組合拱圈結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及變形，提高了覆土波紋鋼板拱橋的跨徑及美感，同時(shí)在洪水暴雨季節(jié)，也可作為泄洪孔。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明覆土波紋鋼板-混凝土組合拱橋立面圖；

圖2是本發(fā)明覆土波紋鋼板-混凝土組合拱橋構(gòu)造I-I橫斷面圖；