本发明专利技术公开了一种连接套筒、组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工结构及方法，施工结构包括斜拉扣挂体系、拱圈节段、悬吊系统、后浇带；其中，悬吊系统用于吊装拱圈节段，拱圈节段为工厂预制节段，各拱圈节段依次连接，各拱圈节段之间的连接位置用于浇筑后浇带。本发明专利技术通过悬吊系统的起重索吊起拱圈预制节段，移动至指定位置进行当前预制节段、已完成预制节段拼装及后浇带浇筑施工，同时在扣索、锚索张拉前，承载一部分悬臂节段荷载，减小悬臂荷载产生的附加弯矩及竖向力对扣塔偏位、索力以及已浇筑节段受力的影响；斜拉体系通过对锚固在地基和扣塔的锚索与锚固在扣塔和拱圈节段的扣索施加初张力，保证已完成拱圈节段线形及应力满足设计要求。设计要求。设计要求。
【技术实现步骤摘要】
组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工结构及方法
[0001]本专利技术涉及一种组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工结构及方法，属于土木工程桥梁建设施工领域。
技术介绍
[0002]西部山区地势险峻，峡谷多，地质情况复杂，上承式钢筋混凝土拱桥施工成本较低，养护简单，同时合理的跨径可一跨横越峡谷而不用在中间设置墩座，诸多优点致使此种类型拱桥得到广泛应用。在拱桥拱圈施工中，斜拉扣挂悬臂浇筑施工工艺在国内大跨径钢筋混凝土拱桥施工过程中以得到大力推广，此种施工方法主要以“移动挂篮
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绑扎钢筋及模板
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浇筑混凝土
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张拉扣、锚索“作为一个节段浇筑程序，并按上述施工顺序不断循环完成拱圈施工。在实际施工中，在未张拉当前浇筑节段位置的扣、锚索之前，当前节段自重以及临时结构荷载都由已浇筑拱圈及斜拉扣挂体系承担，附加的竖向荷载及弯矩需要已施工锚索额外增加一部分张拉力使得扣塔产生反向偏位，从而保证浇筑当前节段时，扣塔偏位满足规范要求的5cm要求。同时在施工过程中，扣索力控制不当会引起拱圈混凝土一侧受拉产生拉应力，拉应力超过混凝土抗拉强度就会导致混凝土开裂。由于以上所述原因，拱桥现浇节段的长度以及重量都受到一定限制，设计过程中需要划分更多的现浇节段，导致施工周期不断增加，随着拱桥跨径的不断增大，上述问题更为突出。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供了一种连接套筒，用于实现钢筋之间的连接，并进一步用于大跨径钢砼拱桥的施工中；提供了一种组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工结构，以用于构建采用预制节段进行大跨径钢砼拱桥施工的施工结构，并进一步配合施工方法以进行施工。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种连接套筒，包括套筒18、套筒连接件19，套筒连接件19的两端分别连接一个套筒18的一端，且套筒18能绕套筒连接件19旋转。
[0005]所述套筒连接件19包括圆柱本体，圆柱本体两端及中部分别设有同轴的圆柱转动体、圆柱定位体；圆柱转动体的直径、圆柱定位体的直径均大于圆柱本体的直径。
[0006]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工结构，包括斜拉扣挂体系、拱圈节段，还包括悬吊系统、后浇带11；其中，悬吊系统用于吊装拱圈节段，拱圈节段为工厂预制节段，各拱圈节段依次连接，各拱圈节段之间的连接位置用于浇筑后浇带11，n个拱圈节段设置n
‑
1个后浇带11。
[0007]所述悬吊系统包括承重索锚固系统1、索塔2、承重索3、起重索4；悬挂在承重索3行走天车上的起重索4用于吊起拱圈节段，承重索3通过索塔2塔顶鞍座实现转向作用，承重索3两端通过承重索锚固系统1进行固定。
[0008]所述n
‑
1个后浇带由s个延迟浇筑后浇带、n
‑1‑
s个当前浇筑后浇带构成。
[0009]所述拱圈节段与拱圈节段之间的连接具体为：将当前预制节段10与已完成预制节段9之间通过连接螺杆14进行临时固定，通过连接套筒17将当前预制节段10与已完成预制
节段9的主筋16连接在一起。
[0010]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工方法，包括：
[0011]S1、建立大跨径钢砼拱桥施工过程有限元模型；
[0012]S2、根据大跨径钢砼拱桥施工过程有限元模型，获得拱圈节段延迟浇筑后浇带处、当前浇筑后浇带处；
[0013]S3、通过悬吊系统将预制节段吊起，移动至拼装位置，将已完成预制节段9与当前预制节段10连接；其中，预制节段从两端向中间依次安装；
[0014]S4、后浇带浇筑：
[0015]如果已完成预制节段9与当前预制节段10的连接处为当前浇筑后浇带处，将已完成预制节段9与当前预制节段10连接后，直接安装模板，选用不低于拱圈混凝土标号强度的混凝土进行后浇带11浇筑；浇筑完，对当前预制节段10安装预制节段扣索12及预制节段锚索13，将索力张拉至设计值，松开悬吊系统；接着进行后续预制节段的施工；
[0016]如果已完成预制节段9与当前预制节段10的连接处为延迟浇筑后浇带处，将已完成预制节段9与当前预制节段10连接后，对当前预制节段10安装预制节段扣索12及预制节段锚索13，将索力张拉至设计值，松开悬吊系统；直接进行后续预制节段的施工，在后续预制节段施工阶段中，根据浇筑时机在延迟浇筑后浇带处进行后浇带浇筑。
[0017]所述根据大跨径钢砼拱桥施工过程有限元模型，获得拱圈节段延迟浇筑后浇带处、当前浇筑后浇带处，包括：
[0018]根据大跨径钢砼拱桥施工过程有限元模型，获得初始各拱圈节段在不同施工阶段的拉应力数值；其中，初始各拱圈节段依次连接，各拱圈节段之间的连接位置用于形成后浇带，n个拱圈节段设置n
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1个后浇带，n
‑
1个后浇带由s个延迟浇筑后浇带、n
‑1‑
s个当前浇筑后浇带构成；施工阶段包括：拱圈节段拼装阶段，后浇带浇筑阶段，张拉扣、锚索阶段；
[0019]选取拉应力数值超出设计允许值所在的拱圈位置作为延迟浇筑后浇带处；
[0020]如果拉应力数值超出设计允许值所在的拱圈位置处于初始第i个拱圈节段上，则初始第i
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1个拱圈节段、第i个拱圈节段的连接位置调整至初始第i个拱圈节段拉应力数值超出设计允许值所在的位置作为延迟浇筑后浇带处；或者初始第i个拱圈节段、第i+1个拱圈节段的连接位置调整至初始第i个拱圈节段拉应力数值超出设计允许值所在的位置作为延迟浇筑后浇带处，其余拱圈节段的连接位置不变，作为当前浇筑后浇带处；
[0021]如果拉应力数值超出设计允许值所在的拱圈位置处于初始拱圈节段与节段的连接位置，则各拱圈节段的连接位置不变，处于拉应力数值超出设计允许值的初始拱圈节段与节段的连接位置处作为延迟浇筑后浇带处，其余拱圈节段的连接位置作为当前浇筑后浇带处。
[0022]所述浇筑时机为：在后续的施工阶段中，拉应力值保持一直小于设计要求值的阶段。
[0023]选取浇筑时机的临界位置作为在延迟浇筑后浇带处进行后浇带浇筑的时机；其中，浇筑时机的临界位置为浇筑时机的起始阶段。
[0024]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过一种“悬吊
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斜拉”组合体系结构进行大跨径钢筋混凝土拱桥节段施工，通过悬吊系统的起重索吊起拱圈预制节段，移动至指定位置进行
当前预制节段、已完成预制节段拼装及后浇带浇筑施工，同时在扣索、锚索张拉前，承载一部分悬臂节段荷载，减小悬臂荷载产生的附加弯矩及竖向力对扣塔偏位、索力以及已浇筑节段受力的影响；斜拉体系通过对锚固在地基和扣塔的锚索与锚固在扣塔和拱圈节段的扣索施加初张力，保证已完成拱圈节段线形及应力满足设计要求。进一步地，通过混凝土预制施工工艺，可以使得拱圈节段提前进行批量化制作，相对于传统悬臂浇筑施工工艺，大大节约施工工期及成本，同时节段预制可以有效减小传统现浇混凝土收缩徐变对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种连接套筒，其特征在于：包括套筒(18)、套筒连接件(19)，套筒连接件(19)的两端分别连接一个套筒(18)的一端，且套筒(18)能绕套筒连接件(19)旋转。2.根据权利要求1所述的连接套筒，其特征在于：所述套筒连接件(19)包括圆柱本体，圆柱本体两端及中部分别设有同轴的圆柱转动体、圆柱定位体；圆柱转动体的直径、圆柱定位体的直径均大于圆柱本体的直径。3.一种组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工结构，包括斜拉扣挂体系、拱圈节段，其特征在于：还包括悬吊系统、后浇带(11)；其中，悬吊系统用于吊装拱圈节段，拱圈节段为工厂预制节段，各拱圈节段依次连接，各拱圈节段之间的连接位置用于浇筑后浇带(11)，n个拱圈节段设置n
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1个后浇带(11)。4.根据权利要求3所述的组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工结构，其特征在于：所述悬吊系统包括承重索锚固系统(1)、索塔(2)、承重索(3)、起重索(4)；悬挂在承重索(3)行走天车上的起重索(4)用于吊起拱圈节段，承重索(3)通过索塔(2)塔顶鞍座实现转向作用，承重索(3)两端通过承重索锚固系统(1)进行固定。5.根据权利要求3所述的组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工结构，其特征在于：所述n
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1个后浇带由s个延迟浇筑后浇带、n
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s个当前浇筑后浇带构成。6.根据权利要求3所述的组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工结构，其特征在于：所述拱圈节段与拱圈节段之间的连接具体为：将当前预制节段(10)与已完成预制节段(9)之间通过连接螺杆(14)进行临时固定，通过连接套筒(17)将当前预制节段(10)与已完成预制节段(9)的主筋(16)连接在一起。7.一种组合体系下的大跨径钢砼拱桥悬臂施工方法，其特征在于：包括：S1、建立大跨径钢砼拱桥施工过程有限元模型；S2、根据大跨径钢砼拱桥施工过程有限元模型，获得拱圈节段延迟浇筑后浇带处、当前浇筑后浇带处；S3、通过悬吊系统将预制节段吊起，移动至拼装位置，将已完成预制节段(9)与当前预制节段(10)连接；其中，预制节段从两端向中间依次安装；S4、后浇带浇筑：如果已完成预制节段(9)与当前预制节段(10)的连接处为当前浇筑后浇带处，将已完成预制节段(9)与当前预制节段(10)连接后，直接安装模板，选用不低于拱圈混凝土标号强度的混凝土进行后浇带(11)浇筑；浇筑完，对当前预制节段(10)安装预制节段...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡岳，田仲初，张祖军，戴业，许斌林，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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