一种索梁组合式桥梁及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种索梁组合式桥梁及其施工方法，该索梁组合式桥梁包括多个桥梁节段，所述桥梁节段包括梁体结构、铺装层和钢索结构，所述梁体结构包括多列纵梁，所述钢索结构包括钢索和撑杆；该施工方法对沿桥梁纵向延伸方向由前至后分多个桥梁节段对所施工桥梁进行施工，并且多个桥梁节段的施工方法均相同，对任一所述桥梁节段的施工过程如下步骤：一、第一个桥梁节段施工：101、梁体结构施工，102、安装钢索结构，步骤103、桥面铺装；二、下一个桥梁节段施工；三、多次重复步骤二，直至完成所施工桥梁的全部施工过程。本发明专利技术梁体结构全部受压且钢索受拉，梁体结构的截面和自重减小，减小了梁体结构弯矩，增大了跨越能力。

Cable beam combined type bridge and construction method thereof

The invention discloses a cable beam composite bridge and its construction method, the cable beam composite bridge includes a plurality of bridge section, the bridge section including beam structure, pavement and steel structure, the structure comprises a plurality of rows of stringers, the cable structure includes a cable strut and the construction; the method of extending longitudinally along the bridge direction from front to rear a plurality of bridge section construction of bridge construction, and the construction method of a plurality of bridge segments are the same, the construction process of the bridge section of any of the following steps: first, the first bridge section construction: 101, beam structure construction 102, installation, cable structure, step 103, bridge deck pavement; two, under a bridge section construction; three, repeat step two until the completion of the construction of the bridge whole construction process. The beam structure of the invention is all pressed, and the steel cable is pulled, the cross section and the weight of the beam body structure are reduced, the bending moment of the beam structure is reduced, and the spanning capability is increased.

【技术实现步骤摘要】
一种索梁组合式桥梁及其施工方法
本专利技术属于桥梁施工
，尤其是涉及一种索梁组合式桥梁及其施工方法。
技术介绍
钢筋混凝土梁式桥是目前中小跨径桥梁采用的主要结构形式。梁式桥主要是以受弯为主的桥梁，梁式桥的梁体内既有受压区也有受拉区。混凝土材料抗压强度高，通过给混凝土配置普通钢筋或预应力钢束，梁桥能充分发挥混凝土抗压能力以及钢筋或钢束的抗拉能力，具有良好的经济性能。当梁桥跨径增大时，因为梁体弯矩与梁体跨径的二次方成正比，梁体弯矩会迅速增大，为了抵抗梁体结构弯矩，需要增大梁桥的梁体截面，然而，当梁体截面增大又导致了梁体结构自身重量的增大，进一步增加了梁体结构弯矩。因此，梁体结构自身重量限制了钢筋混凝土梁式桥的跨越能力，使得钢筋混凝土梁式桥以中小跨径为主。悬索桥是目前跨越能力最大的桥梁，在建的最大跨度悬索桥主跨已达3300m。悬索桥从受力特点上分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥，地锚式悬索桥一般仅用于大跨度桥梁中，自锚式悬索桥适应于小跨径桥梁。地锚式悬索桥中主要承重构件是主缆，依靠主缆的拉力来抵抗结构的恒活载，主缆采用钢丝绳钢缆或平行丝束钢缆，由于钢缆的抗拉能力强，悬索桥可以充分发挥钢缆的抗拉性能，将桥梁的恒活载由吊索经主缆传递至桥塔和锚碇。大跨度悬索桥一般需要建造巨大的锚碇来抵抗主缆传递来的水平及竖向拉力，锚碇造价较高；自锚式悬索桥，主缆内力小，可直接将主缆锚固在纵梁端部，利用纵梁来承担主缆水平分力，节省了建造锚碇的费用，但仍需建造桥塔，且边跨需保证一定的长度来锚固主缆，边中跨比需符合一定范围。为适应大跨度，需要结合传统梁桥与悬索桥受力的优点，对桥梁进行组合式设计，充分发挥混凝土的受压强度高与钢索抗拉强度高的优点。但是现如今，对组合式桥梁进行施工时，尤其是对钢索和混凝土组合式桥梁进行施工时的可借鉴施工资料较少，施工难度大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种索梁组合式桥梁，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能够结合钢筋混凝土纵梁和钢索的优点，钢索受拉平衡梁体自身压力，梁体结构全部受压，减小梁体结构的截面，减轻梁体结构的自重，同时撑杆受压对梁体结构产生向上的支撑力，减小了梁体结构上恒载引起的梁体结构弯矩，增大了跨越能力，实用性强。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种索梁组合式桥梁，其特征在于：包括多个沿桥梁纵向延伸长度方向由前至后布设的桥梁节段，多个所述桥梁节段的结构均相同，每个所述桥梁节段均包括布设在所施工桥梁桥墩上的梁体结构、铺装于所述梁体结构上的铺装层和设置在所述梁体结构底部的钢索结构；所述梁体结构包括沿所施工桥梁桥墩的横向宽度方向由左至右布设的多列纵梁，多列所述纵梁均布设在同一水平面上，每列所述纵梁均包括多块沿所施工桥梁桥墩的纵向长度方向由前至后布设在同一水平面上的纵梁节段，相邻两列所述纵梁之间和相邻两块所述纵梁节段之间均设置有横隔板，所述纵梁节段为钢筋混凝土纵梁，所述纵梁的两端位于所施工桥梁桥墩上，且所述纵梁两端设置有锚具；所述钢索结构的数量为多个，多个所述钢索结构的结构均相同，每个所述钢索结构均包括设置在纵梁的底部且两端锚固于所述锚具上的钢索和铰接于所述纵梁与钢索之间的撑杆，所述撑杆的数量为多个，多个所述撑杆沿所述纵梁底部的长度方向由前至后进行布设，且多个所述撑杆呈均匀布设。上述的索梁组合式桥梁，其特征在于：所述钢索为钢丝绳或钢绞线，所述钢索呈抛物线形。上述的索梁组合式桥梁，其特征在于：所述横隔板为钢筋混凝土板。上述的索梁组合式桥梁，其特征在于：所述纵梁节段的底部预埋有钢构件，所述钢构件的底部设置有用于与撑杆铰接的第一铰接座，所述撑杆包括矩形部和设置在所述矩形部两端的半圆部，两个所述半圆部上分别设置有位于所述矩形部上方的第一安装孔和位于所述矩形部下方的第二安装孔，所述第一安装孔中安装上销轴，所述第二安装孔中安装下销轴，所述上销轴安装于第一铰接座中。上述的索梁组合式桥梁，其特征在于：所述撑杆为钢管混凝土或者型钢，所述撑杆的横截面形状为圆形。上述的索梁组合式桥梁，其特征在于：所述钢索上设置有与撑杆铰接的连接件，所述连接件包括套装在钢索上的圆周部和设置在所述圆周部上方的第二铰接座，所述下销轴安装于第二铰接座中。同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好的索梁组合式桥梁施工方法，其特征在于，沿桥梁纵向延伸方向由前至后分多个桥梁节段对所施工桥梁进行施工，并且多个桥梁节段的施工方法均相同，其中，对任一个所述桥梁节段的施工过程如下：步骤一、第一个桥梁节段施工，包括以下步骤：步骤101、梁体结构施工：由左至右在当前相邻两个桥梁桥墩上安装多列纵梁，多列所述纵梁均布设在同一水平面上且其拼装组成梁体结构，所述纵梁的两端分别安装于当前相邻两个所述施工桥梁桥墩上；每列所述纵梁均包括多块沿当前所述桥梁桥墩的纵向长度方向由前至后布设在同一水平面上的纵梁节段，相邻两列所述纵梁之间和相邻两块所述纵梁节段之间现浇钢筋混凝土形成横隔板；步骤102、安装钢索结构：采用人工在纵梁的底部安装钢索结构，多个所述钢索结构的安装方法均相同，其中，对于任一个钢索结构的安装过程如下：步骤1021、安装撑杆：在纵梁的底部由前至后安装撑杆，使所述撑杆的上端与纵梁的底部铰接，直至所述钢索结构中所有撑杆安装完毕；其中，相邻两个撑杆的水平间距相同；步骤1022、安装钢索：步骤1021中撑杆安装完成后，安装钢索，使钢索与撑杆的下端铰接；步骤1023、张拉钢索并锚固：步骤1022中钢索安装完成后，并将钢索进行张拉和锚固，具体包括以下步骤：步骤Ⅰ、纵梁刚度和钢索刚度的计算：在所述纵梁上施加单位均布载荷，当钢索的弹性模量等于零，采用数据处理设备且根据公式得到纵梁的刚度k1，并存储至与所述数据处理设备相接的存储器中，其中，Ec为纵梁的弹性模量，I为纵梁的抗弯惯性矩，L为纵梁的跨径长度；在所述纵梁上施加单位均布载荷，当纵梁的抗弯刚度等于零，采用数据处理设备且根据公式得到钢索的刚度k2，并存储至所述存储器中，其中，Es为钢索的弹性模量，A为钢索的横截面积，n＝f/L，f为钢索的垂度；步骤Ⅱ、铺装前钢索承担的恒载集度和桥面铺装分配给钢索的恒载集度的计算：拟定成桥时桥面铺装载荷集度为q，成桥时钢索的恒载集度为qc，采用数据处理设备且根据公式得到桥面铺装分配给钢索的恒载集度qc1，并存储至所述存储器中；再采用数据处理设备且根据公式得到铺装前钢索承担的恒载集度qc2，并存储至所述存储器中；步骤Ⅲ、铺装前钢索初始张力的计算：首先采用所述数据处理器且根据公式并结合步骤Ⅱ中所存储的铺装前钢索承担的恒载集度qc2，得到铺装前钢索水平方向的张力H；然后采用所述数据处理器且根据公式并结合步骤Ⅱ中所存储的铺装前钢索承担的恒载集度qc2，得到铺装前钢索竖直平方向的张力V；最后，采用所述数据处理器且根据公式得到铺装前钢索的初始张力T，并存储至所述存储器中；步骤Ⅳ、张拉钢索并锚固：根据步骤Ⅲ中得到的铺装前钢索的初始张力T，对所述钢索进行张拉，直至钢索的初始张力达到T时，将钢索的两端锚固于所述纵梁两端设置的所述锚具上；步骤Ⅴ、多次重复步骤102至步骤1023，完成多个钢索结构的安装；步骤103、桥面铺装：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种索梁组合式桥梁，其特征在于：包括多个沿桥梁纵向延伸长度方向由前至后布设的桥梁节段，多个所述桥梁节段的结构均相同，每个所述桥梁节段均包括布设在所施工桥梁桥墩上的梁体结构(1)、铺装于所述梁体结构(1)上的铺装层和设置在所述梁体结构(1)底部的钢索结构(2)；所述梁体结构(1)包括沿所施工桥梁桥墩的横向宽度方向由左至右布设的多列纵梁(1‑1)，多列所述纵梁(1‑1)均布设在同一水平面上，每列所述纵梁(1‑1)均包括多块沿所施工桥梁桥墩的纵向长度方向由前至后布设在同一水平面上的纵梁节段(1‑2)，相邻两列所述纵梁(1‑1)之间和相邻两块所述纵梁节段(1‑2)之间均设置有横隔板(3)，所述纵梁节段(1‑2)为钢筋混凝土纵梁，所述纵梁(1‑1)的两端位于所施工桥梁桥墩上，且所述纵梁(1‑1)两端设置有锚具；所述钢索结构(2)的数量为多个，多个所述钢索结构(2)的结构均相同，每个所述钢索结构(2)均包括设置在纵梁(1‑1)的底部且两端锚固于所述锚具上的钢索(2‑1)和铰接于所述纵梁(1‑1)与钢索(2‑1)之间的撑杆(2‑2)，所述撑杆(2‑2)的数量为多个，多个所述撑杆(2‑2)沿所述纵梁(1‑1)底部的长度方向由前至后进行布设，且多个所述撑杆(2‑2)呈均匀布设。...

【技术特征摘要】
1.一种索梁组合式桥梁，其特征在于：包括多个沿桥梁纵向延伸长度方向由前至后布设的桥梁节段，多个所述桥梁节段的结构均相同，每个所述桥梁节段均包括布设在所施工桥梁桥墩上的梁体结构(1)、铺装于所述梁体结构(1)上的铺装层和设置在所述梁体结构(1)底部的钢索结构(2)；所述梁体结构(1)包括沿所施工桥梁桥墩的横向宽度方向由左至右布设的多列纵梁(1-1)，多列所述纵梁(1-1)均布设在同一水平面上，每列所述纵梁(1-1)均包括多块沿所施工桥梁桥墩的纵向长度方向由前至后布设在同一水平面上的纵梁节段(1-2)，相邻两列所述纵梁(1-1)之间和相邻两块所述纵梁节段(1-2)之间均设置有横隔板(3)，所述纵梁节段(1-2)为钢筋混凝土纵梁，所述纵梁(1-1)的两端位于所施工桥梁桥墩上，且所述纵梁(1-1)两端设置有锚具；所述钢索结构(2)的数量为多个，多个所述钢索结构(2)的结构均相同，每个所述钢索结构(2)均包括设置在纵梁(1-1)的底部且两端锚固于所述锚具上的钢索(2-1)和铰接于所述纵梁(1-1)与钢索(2-1)之间的撑杆(2-2)，所述撑杆(2-2)的数量为多个，多个所述撑杆(2-2)沿所述纵梁(1-1)底部的长度方向由前至后进行布设，且多个所述撑杆(2-2)呈均匀布设。2.按照权利要求1所述的一种索梁组合式桥梁，其特征在于：所述钢索(2-1)为钢丝绳或钢绞线，所述钢索(2-1)呈抛物线形。3.按照权利要求1或2所述的一种索梁组合式桥梁，其特征在于：所述横隔板(3)为钢筋混凝土板。4.按照权利要求1或2所述的一种索梁组合式桥梁，其特征在于：所述纵梁节段(1-2)的底部预埋有钢构件(4)，所述钢构件(4)的底部设置有用于与撑杆(2-2)铰接的第一铰接座(6)，所述撑杆(2-2)包括矩形部(2-2-1)和设置在所述矩形部(2-2-1)两端的半圆部(2-2-2)，两个所述半圆部(2-2-2)上分别设置有位于所述矩形部(2-2-1)上方的第一安装孔(7)和位于所述矩形部下方(2-2-1)的第二安装孔(8)，所述第一安装孔(7)中安装上销轴(9)，所述第二安装孔(8)中安装下销轴(10)，所述上销轴(9)安装于第一铰接座(6)中。5.按照权利要求1或2所述的一种索梁组合式桥梁，其特征在于：所述撑杆(2-2)为钢管混凝土或者型钢，所述撑杆(2-2)的横截面形状为圆形。6.按照权利要求4所述的一种索梁组合式桥梁，其特征在于：所述钢索(2-1)上设置有与撑杆(2-2)铰接的连接件(5)，所述连接件(5)包括套装在钢索(2-1)上的圆周部(5-1)和设置在所述圆周部(5-1)上方的第二铰接座(5-2)，所述下销轴(10)安装于第二铰接座(5-2)中。7.一种对如权利要求1所述索梁组合式桥梁进行施工的方法，其特征在于，沿桥梁纵向延伸方向由前至后分多个桥梁节段对所施工桥梁进行施工，并且多个桥梁节段的施工方法均相同，其中，对任一个所述桥梁节段的施工过程如下：步骤一、第一个桥梁节段施工，包括以下步骤：步骤101、梁体结构施工：由左至右在当前相邻两个桥梁桥墩上安装多列纵梁(1-1)，多列所述纵梁(1-1)均布设在同一水平面上且其拼装组成梁体结构(1)，所述纵梁(1-1)的两端分别安装于当前相邻两个所述施工桥梁桥墩上；每列所述纵梁(1-1)均包括多块沿当前所述桥梁桥墩的纵向长度方向由前至后布设在同一水平面上的纵梁节段(1-2)，相邻两列所述纵梁(1-1)之间和相邻两块所述纵梁节段(1-2)之间现浇钢筋混凝土形成横隔板(3)；步骤102、安装钢索结构：采用人工在纵梁(1-1)的底部安装钢索结构(2)，多个所述钢索结构(2)的安装方法均相同，其中，对于任一个钢索结构(2)的安装过程如下：步骤1021、安装撑杆：在纵梁(1-1)的底部由前至后安装撑杆(2-2)，使所述撑杆(2-2)的上端与纵梁(1-1)的底部铰接，直至所述钢索结构(2)中所有撑杆(2-2)安装完毕；其中，相邻两个撑杆(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴生波，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61