一种混凝土拱桥成拱方法技术

一种混凝土拱桥成拱方法，能够适用于大体量混凝土铁路大跨拱桥，在不增加主拱圈断面尺寸的情况下有效降低主拱圈先期浇筑部位外包混凝土的压应力，使拱圈受力更为均匀，满足相关规范的要求。混凝土拱桥包括钢管混凝土劲性骨架和外包拱圈混凝土结构，所述外包拱圈混凝土结构的边箱底板浇筑完成后，选定拱脚一定范围首先形成全断面外包拱圈混凝土结构，由此造成的对主拱圈的不平衡加载通过张拉一定数量的拱脚全断面外包节段扣索，拱脚全断面外包节段背索进行调整，并在外包拱圈混凝土结构的边箱混凝土断面全部形成后进行拆除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁工程
，特别涉及一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法。
技术介绍
随着我国近些年高速铁路的飞速发展，跨越山区峡谷地形的高速铁路大跨度桥梁必然大量涌现，而混凝土拱桥作为一种常用的桥型，不但具有较大的跨越能力，而且整体刚度大、温度变形小，能很好的与峡谷地形相结合，成为了高速铁路跨越峡谷地形的主要桥型。在建的沪昆客专北盘江特大桥(主跨445m)、云桂铁路南盘江特大桥(主跨416m)、渝黔铁路夜郎河特大桥(主跨370m)均为混凝土拱桥。目前，修建大跨度混凝土拱桥的常用方法为钢管混凝土劲性骨架法，该方法为先期形成钢管混凝土拱，再依托先期形成的钢管混凝土拱，分部浇筑断面混凝土逐步形成主拱圈。我国1997年建成的万县长江大桥，为主跨420米混凝土拱桥，即采用了钢管混凝土劲性骨架法成拱，并保持世界第一跨纪录达20年。该桥的建成也使得劲性骨架法成拱技术跨上了一个新的台阶。但是，本申请的专利技术人发现，万县长江大桥所采用的传统的成拱方法依然存在着不足，由于在外包混凝土浇筑过程中缺乏对拱圈混凝土应力及时调整的有效手段。特别是在修建体量更大的大跨度混凝土铁路拱桥时，混凝土浇筑体量将成倍增加(如建成的主跨420m万县公路长江桥其主拱混凝土方量为：11000方，在建的主跨445m沪昆客专北盘江特大桥其主拱圈方量为：28000方)，拱脚先期浇筑的底板应力峰值太大，拱脚段外包混凝土应力控制就显得尤为重要。因此，需找到一种有效的成拱方法，对拱圈外包混凝土的应力峰值进行调整和控制。
技术实现思路
本专利技术将提供一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法，能够适用于大体量混凝土铁路大跨拱桥，在不增加主拱圈断面尺寸的情况下有效降低主拱圈先期浇筑部位外包混凝土的压应力，使拱圈受力更为均匀，满足相关规范的要求。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案如下：本专利技术的一种混凝土拱桥成拱方法，混凝土拱桥包括钢管混凝土劲性骨架和外包拱圈混凝土结构，其特征是：所述外包拱圈混凝土结构的边箱底板浇筑完成后，选定拱脚一定范围首先形成全断面外包拱圈混凝土结构，由此造成的对主拱圈的不平衡加载通过张拉一定数量的拱脚全断面外包节段扣索、拱脚全断面外包节段背索进行调整，并在外包拱圈混凝土结构的边箱混凝土断面全部形成后进行拆除。本专利技术的一种混凝土拱桥成拱方法，依次包括下述步骤：①利用劲性骨架架设扣索和背索、钢结构扣塔，自拱脚至拱顶逐段悬臂拼装拱圈劲性骨架节段直至合龙，形成钢管劲性骨架；②拆除劲性骨架架设扣索和背索、交界墩顶钢扣塔，向钢管劲性骨架内压注管内混凝土，形成钢管混凝土劲性骨架；③依托钢管混凝土劲性骨架，立模分多个工作面对称同步浇筑主拱圈边箱底板各节段混凝土直至合龙，并将拱脚需先期形成的全断面浇筑节段的中箱底板混凝土与相应的边箱底板一起浇筑；④依托钢管混凝土劲性骨架和先期浇筑的混凝土，由拱脚对称同步逐节段外包拱脚全断面段的腹板，边箱顶板、中箱顶板混凝土，每个节段浇筑完成强度、弹模达到要求时，张拉相应拱脚全断面外包节段扣索、拱脚全断面外包节段背索；⑤依托钢管混凝土劲性骨和先期浇筑的混凝土，立模分多个工作面对称浇筑拱圈剩余节段腹板混凝土直至合龙；⑥依托钢管混凝土劲性骨架和已浇筑的混凝土，立模分多个工作面浇筑拱圈拱顶剩余节段边箱顶板混凝土直至合龙；⑦从拱顶至拱脚依次拆除拱脚全断面外包节段扣索、拱脚全断面外 包节段背索；⑧依托钢管混凝土劲性骨架和已浇筑的混凝土，立模分多个工作面对称同步浇筑拱圈拱顶剩余节段中箱底板混凝土直至合龙；⑨依托钢管混凝土劲性骨架和已浇筑的混凝土，立模分多个工作面浇筑拱圈拱顶段中箱顶板混凝土直至合龙，主拱圈施工完成。本专利技术的有益效果是，在修建大跨度混凝土拱桥时，在主拱圈混凝土应力峰值段首先形成拱圈全断面，增加其先期受力的混凝土的断面面积，并采用斜拉扣索来平衡主拱受力，从而在不增加拱圈断面尺寸及圬工方量的基础上，有效降低拱脚段外包混凝土的应力峰值，使拱圈受力更为均匀，并节省圬工、降低造价；主拱圈拱脚全断面混凝土外包段的斜拉扣索以主拱两侧交界墩作为扣塔，其孔道及锚固齿块可与劲性骨架安装阶段的扣索锚固统一考虑，操作简单，既方便施工又节省材料、降低造价；在主拱先期形成全断面后，其顶面可以搭建钢结构平台，并作为拱圈作业临时的存料、倒料平台，加快拱圈的材料的倒运，提高缆索吊机的使用效率，加快拱圈的施工，节省拱圈施工时间，节省工费。附图说明本说明书包括如下八幅附图：图1是本专利技术一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法中拱圈劲性骨架架设的结构立面图；图2是本专利技术一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法中拱圈劲性骨架架设的结构俯视图；图3是本专利技术一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法中拱圈劲性骨断面结构示意图图4是本专利技术一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法中拱圈断面分环形成的流程步骤示意图图5是本专利技术一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法中拱圈边箱底板浇筑的拱圈立面结构示意图图6是本专利技术一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法中拱圈拱脚全断面浇筑的拱圈立面结构示意图图7是本专利技术一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法中拱圈剩余腹板和边箱顶板浇筑的拱圈立面结构示意图图8是本专利技术一种劲性骨架混凝土拱桥成拱方法中拱圈剩余腹板和边箱顶板浇筑拱圈立面结构示意图图中示出构件名称和相应的标记：劲性骨架钢管1，劲性骨架架设扣索和背索2，交界墩3，钢结构扣塔31，钢管劲性骨架4，边箱底板5，中箱底板6，腹板7，边箱顶板8，中箱顶板9，拱脚全断面外包节段扣索10，拱脚全断面外包节段背索11，工作面一A1，工作面二A2，工作面A3。具体实施方式下面结合附图和实例对本专利技术进一步说明。参照图1至图8，本专利技术的一种混凝土拱桥成拱方法，混凝土拱桥包括钢管混凝土劲性骨架和外包拱圈混凝土结构。所述外包拱圈混凝土结构的边箱底板5浇筑完成后，选定拱脚一定范围首先形成全断面外包拱圈混凝土结构，由此造成的对主拱圈的不平衡加载通过张拉一定数量的拱脚全断面外包节段扣索10、拱脚全断面外包节段背索11进行调整，并在外包拱圈混凝土结构的边箱混凝土断面全部形成后进行拆除。在外包拱圈混凝土结构应力峰值段首先形成拱圈全断面，增加其先期受力的混凝土的断面面积，并采用斜拉扣索来平衡主拱受力，从而在不增加拱圈断面尺寸及圬工方量的基础上，有效降低拱圈外包混凝土的应力峰值，节省圬工、降低造价。在本说明书的附图中，外包拱圈混凝土结构断面为单箱三室，其断面共分为边箱底板5、中箱底板6、腹板7、边箱顶板8、中箱顶板9五部分，分环分节段成拱。但本专利技术的一种混凝土拱桥成拱方法并不仅局限于上述的拱圈断面形式及分环、分段方式，凡采用在拱圈应力峰值范围先期形成全断面结构，并采用拱脚全断面外包节段扣索10，拱脚全断面外包节段背索11辅助主拱平衡受力，并在后续拱圈施工的某个阶段将扣索进行拆除的成拱方法均应涵盖在本专利技术专利权利要求范围当中。本专利技术的一种混凝土拱桥成拱方法，依次包括下述步骤：①参照图1、图2，利用劲性骨架架设扣索和背索2、钢结构扣塔31，自拱脚至拱顶逐段悬臂拼装拱圈劲性骨架节段直至合龙，形成钢管劲性骨架4。参照图3，拱圈劲性骨架节段为钢管桁架节段。参照图1，在拱圈两侧的交界墩3墩顶搭设钢结构扣塔31，吊装拱圈劲性骨架节段的同时张拉相应的劲性骨架架设扣索和背索2。②拆除劲性骨架架设扣索和背索2、交界墩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土拱桥成拱方法，混凝土拱桥包括钢管混凝土劲性骨架和外包拱圈混凝土结构，其特征是：所述外包拱圈混凝土结构的边箱底板(5)浇筑完成后，选定拱脚一定范围首先形成全断面外包拱圈混凝土结构，由此造成的对主拱圈的不平衡加载通过张拉一定数量的拱脚全断面外包节段扣索(10)、拱脚全断面外包节段背索(11)进行调整，并在外包拱圈混凝土结构的边箱混凝土断面全部形成后进行拆除。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土拱桥成拱方法，混凝土拱桥包括钢管混凝土劲性骨架和外包拱圈混凝土结构，其特征是：所述外包拱圈混凝土结构的边箱底板(5)浇筑完成后，选定拱脚一定范围首先形成全断面外包拱圈混凝土结构，由此造成的对主拱圈的不平衡加载通过张拉一定数量的拱脚全断面外包节段扣索(10)、拱脚全断面外包节段背索(11)进行调整，并在外包拱圈混凝土结构的边箱混凝土断面全部形成后进行拆除。2.如权利要求1所述的一种混凝土拱桥成拱方法，其特征是：所述外包拱圈混凝土结构在断面上由边箱底板(5)、中箱底板(6)、腹板(7)、边箱顶板(8)、中箱顶板(9)五构成，分环分节段成拱。3.如权利要求2所述的一种混凝土拱桥成拱方法，依次包括下述步骤：①利用劲性骨架架设扣索和背索(2)、钢结构扣塔(31)，自拱脚至拱顶逐段悬臂拼装拱圈劲性骨架节段直至合龙，形成钢管劲性骨架(4)；②拆除劲性骨架架设扣索和背索(2)、交界墩顶钢扣塔(31)，向钢管劲性骨架(4)内压注管内混凝土，形成钢管混凝土劲性骨架；③依托钢管混凝土劲性骨架，立模分多个工作面对称同步浇筑主拱圈边箱底板(5)各节段混凝土直至合龙，并将拱脚需先期形成的全断面浇筑节段的中箱底板(6)混凝土...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，陈列，谢海清，何庭国，陈克坚，胡京涛，游励晖，黄毅，杨国静，任伟，胡玉珠，韩国庆，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51