一种预制装配式超高性能混凝土拱桥及其施工方法

摘要

本发明公开了一种预制装配式超高性能混凝土拱桥及其施工方法，属于桥梁施工技术领域。包括拱座、拱肋、桥台和拱上建筑，所述拱座、桥台相对设置并与地面固定，主拱圈包括拱肋以及连接的拱肋的横梁，所述拱肋的横截面为双箱双室型截面，所述拱肋分为若干节段，采用预制装配式方法施工，相邻的所述拱肋节段通过拱肋接头连接，所述拱肋接头包括端横梁，所述横梁远离拱肋节段的一端面上均匀布置有预应力孔道，两个相邻的所述端横梁通过螺旋钢棒机械连接，拱肋预制采用长线耦合预制方法保证拱肋接头施工精度。本发明能采用超高性能混凝土建造拱桥，可大大减小拱肋自重，增大单节拱肋节段长度，采用长线耦合预制法施工可提高预制装配结构的施工精度。

说明书

技术领域

本发明属于桥梁建造施工技术领域，尤其是一种预制装配式超高性能混凝土拱桥及其施工方法。

背景技术

现有中小跨径钢筋混凝土拱桥，结构自重大，施工强度大，其中低标号混凝土砂石材料用量大，耐久性较差、环保性差。施工现场需要投入大量劳动力进行钢筋绑扎，容易产生人为缺陷，不利于大规模的机械化、批量化、工厂化生产。超高性能混凝土是一种新型水泥基工程材料，具有超高的力学性能和耐久性能。拱桥是以受压为主的结构，超高性能混凝土具有超高的抗压强度，使用超高性能混凝土建造拱桥可最大程度发挥材料优势。目前的超高性能混凝土拱桥施工方法不科学，施工精度低。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种预制装配式超高性能混凝土拱桥及其施工方法，能够采用超高性能混凝土建造拱桥，可大大减小拱肋自重，增大单节拱肋节段长度，采用长线耦合预制法施工可提高预制装配结构的施工精度。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种预制装配式超高性能混凝土拱桥，包括两个拱座、拱肋、两个桥台和拱上建筑，两个所述拱座相对设置并与地面固定，两个所述桥台相对设置并与地面固定，两个桥台分别位于拱座的两侧，所述主拱圈的两端分别与两个所述拱座连接，所述拱上建筑设于主拱圈和桥台上，其特征在于，所述主拱圈包括横梁以及通过横梁相连的两个拱肋，所述拱肋的横截面为双箱双室型截面，所述拱肋包括若干个拱肋节段，采用预制装配的施工方式制造而成，相邻的所述拱肋节段通过拱肋接头连接，所述拱肋接头包括端横梁，所述横端梁远离拱肋节段的一端面上均匀布置有预应力孔道，所述预应力孔道围成矩形，所述预应力孔道内设有预应力管道和锚垫板，两个相邻的所述端横梁通过螺旋钢棒连接。

进一步的，所述拱肋的拱脚段端部设置有拱肋钢板，所述拱座上设有拱座钢板，所述拱肋的拱脚段端部与拱座钢板采用焊接和地脚螺栓联结。

进一步的，所述拱肋节段靠近端横梁处设有人洞，用于作为拱肋安装时人员及设备通道。

进一步的，所述预应力管道为波纹管。

一种预制装配式超高性能混凝土拱桥的施工方法，包括如下步骤：

S1.拱肋采用卧式浇筑法预制，预制顺序先两端，后中间；

S2.拱肋接头采用耦合预制法，采用钢模板完成相邻拱肋节段预制，待节段具有一定强度后拆模，再用该拱肋节段的端头作为另一节段端头模板制作另一节段；

S3.预应力管道的预制，以先完成的节段端头上的预应力孔道为基准，一一对应地安装另一节段端头的预应力管道，在先完成的节段端头预应力管道上插入一根略小于预应力管道的螺旋钢棒，再把另一节段端头的预应力管道预埋件一一对应地插入螺旋钢棒上，然后安装模板、浇筑混凝土；

S4.该桥视跨径大小，采用支架或无支架吊装法，吊装顺序为先两边后中间，由跨边向跨中依次安装；

S5.待超高性能混凝土强度达到设计要求时，将拱肋节段转运至桥址进行吊装，吊装顺序为：预拼-接头结构胶施工-拼装-安装预应力钢棒体系-张拉-灌浆；

S6.两边的拱肋都合龙后，进行连系梁吊装，浇筑湿接缝。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

本发明采用超高性能混凝土作为拱桥的主要受力结构(拱肋)，将拱桥分成若干节段采用预制装配式方法建造，可大大提高效率，节省建造成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明拱圈的俯视图；

图3是本发明预应力孔道的布置图；

图4是本发明拱肋接头的结构示意图；

图5是本发明端横梁连接的结构示意图。

附图中，

1-拱座、1.1-拱肋、1.2-横梁、2-主拱圈、3-端横梁、4-预应力孔道、5-螺旋钢棒、6-预应力管道、7-锚垫板、8-人洞。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

一种预制装配式超高性能混凝土拱桥，包括两个拱座1、主拱圈2、两个桥台和拱上建筑，两个所述拱座1相对设置并与地面固定，两个所述桥台相对设置并与地面固定，两个桥台分别位于拱座1的两侧，所述主拱圈的两端分别与两个所述拱座连接，拱上建筑设于主拱圈和桥台上，所述主拱圈2包括横梁以及通过横梁2.2相连的两个拱肋2.1，所述拱肋的横截面为双箱双室型截面，所述拱肋包括若干个拱肋节段，采用预制装配的施工方式制造而成，相邻的所述拱肋节段通过拱肋接头连接，所述拱肋接头包括端横梁3，所述端横梁3远离拱肋节段的一端面上均匀布置有预应力孔道4，所述预应力孔道围成矩形，所述预应力孔道内设有预应力管道6和锚垫板7，两个相邻的所述端横梁通过螺旋钢棒连接。

所述拱肋2.1的拱脚段端部设置有拱肋钢板，所述拱座1上设有拱座1钢板，所述拱肋2.1的拱脚段端部与拱座1钢板采用焊接和地脚螺栓联结。

所述拱肋节段靠近端横梁3处设有人洞8，用于作为拱肋2.1安装时人员及设备通道。

所述预应力管道6为波纹管。

一种预制装配式超高性能混凝土拱桥的施工方法，包括如下步骤：

S1.拱肋采用卧式浇筑法预制，预制顺序先两端，后中间。

S2.拱肋接头采用耦合预制法，采用钢模板完成相邻拱肋节段预制，待节段具有一定强度后拆模，再用该拱肋节段的端头作为另一节段端头模板制作另一节段。

S3.预应力管道6的预制，以先完成的节段端头上的预应力孔道4为基准，一一对应地安装另一节段端头的预应力管道6，在先完成的节段端头预应力管道6上插入一根略小于预应力管道6的螺旋钢棒5，再把另一节段端头的预应力管道6预埋件一一对应地插入螺旋钢棒5上，然后安装模板、浇筑混凝土；为保证拱桥节段受力均衡，避免应力集中，拱肋节段接头对接面必须做到严丝合缝。端横梁3间各预应力管道6必须精准对齐。

S4.该桥视跨径大小，采用支架或无支架吊装法，吊装顺序为先两边后中间，由跨边向跨中依次安装。

S5.待超高性能混凝土强度达到设计要求时，将拱肋节段转运至桥址进行吊装，吊装顺序为：预拼-接头结构胶施工-拼装-安装预应力钢棒体系-张拉-灌浆。

S6.两边的拱肋都合龙后，进行连系梁吊装，浇筑湿接缝。

上述说明是针对本发明较佳实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。