一种圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造方法技术

本发明专利技术属于桥路建造施工技术领域，并公开了一种圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造方法，包括以下步骤：(a)拆除桥面现浇层在下坡侧的一部分混凝土；(b)沿圬工拱桥的纵向对拱腔填料进行挖槽，从而形成纵向槽；(c)在纵向槽的槽内设置支墩，铺设穿孔盖板，支墩和两条侧墙共同支撑穿孔盖板，以此方式，在穿孔盖板和拱腔填料之间形成纵向穿孔；(d)在穿孔盖板上浇筑混凝土，以填补步骤(a)中拆除的那部分混凝土形成的空缺，由此完成圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造。本发明专利技术在不改变桥面纵坡的前提下，实现圬工拱桥左右两侧恒载重量的对称平衡，确保主拱圈受力对称，有效提高了桥梁安全性，同时实现拱桥上坡侧和下坡侧这两侧的外观一致。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于桥路建造施工
，更具体地，涉及一种圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造方法。
技术介绍
圬工拱桥是一种历史久远的桥梁结构形式，它以载重潜力大、取材方便、坚固耐久、维修费用省、外形美观、所需技术工种少、建造成本低、施工技术简单等特点而著称于世，被广泛应用。然而，由于道路改造和纵坡要求，现存或许多新建圬工拱桥桥面需要设置成左右两侧不等高形式，以形成一定的纵坡满足道路竖向要求。但圬工拱桥由于主拱圈没有钢筋，不能承受拉力，为寻求理想的压力拱轴线，主拱圈需要设置成左右对称形式，而桥面左右两侧不等高，这样就造成拱上建筑恒载不对称，这种不对称的恒载施加在主拱圈上，往往导致主拱圈产生较大的拉力而开裂。比如，一跨度为50m的拱桥，若桥面纵坡为5.0％，则上坡侧和下坡侧所产生的高差达2.5m，较大的高差造成作用在主拱圈上的左右两侧恒载严重不对称，在此情况下，圬工拱圈开裂往往较难避免。针对以上问题，目前的解决方案一般是调整桥面道路纵坡，尽量降低左右两侧的高差，尤其是圬工拱桥的改造，由于主拱圈已经无法调整线形，大多没有较好的方法。然而，现有改造技术存在以下问题无法克服，一方面即便尽量降低桥面道路坡度，但是左右两侧拱上建筑恒载重量也难以做到对称，除非纵坡调整为0％；另一方面，桥面纵坡调整后，必然使其它地方的线形坡度加大，恶化了行车条件。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造方法，其通过结合圬工拱桥自身的结构特点，在不改变桥面纵坡的前提下，实现圬工拱桥左右两侧恒载重量的对称平衡，确保主拱圈受力对称，有效提高了桥梁安全性，同时实现拱桥上坡侧和下坡侧这两侧的外观一致。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造方法，所述圬工拱桥具有主拱圈、腹拱圈、拱腔填料、桥面现浇层和两条侧墙，所述腹拱圈和拱腔填料共同设置在主拱圈上，所述桥面现浇层设置在所述拱腔填料上且由混凝土制成，所述桥面现浇层相对于水平面倾斜设置，所述桥面现浇层较高的一端为下坡侧且较低的一端作为上坡侧，所述拱腔填料支撑所述桥面现浇层，其特征在于，包括以下步骤：(a)拆除桥面现浇层在下坡侧的一部分混凝土；(b)在步骤(a)拆除混凝土的位置，对拱腔填料沿所述圬工拱桥的纵向进行挖槽，从而形成纵向槽；(c)在纵向槽的槽内设置支墩，之后在对应于所述纵向槽的位置铺设穿孔盖板，所述支墩和两条所述侧墙共同支撑所述穿孔盖板，以此方式，在穿孔盖板和拱腔填料之间形成纵向穿孔；(d)在穿孔盖板上浇筑混凝土，以填补步骤(a)中拆除的那部分混凝土形成的空缺，由此完成圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造。优选地，所述纵向槽的宽度和长度根据上坡侧和下坡侧的两侧恒载平衡的原则进行确定。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1)本专利技术通过对桥梁一侧进行纵向穿孔，可以有效减少拱腔填料的重量，实现人为调控圬工拱桥恒载重量平衡，提高了桥梁安全性；2)本专利技术在保持拱上建筑侧墙不变的前提下，在拱腔内部穿孔，即便是坡度较大的圬工拱桥，也可做到主拱圈左右两侧恒载平衡，而且保持了外观一致；3)本专利技术由于内部纵向穿孔的尺寸可以人为调控，在实现恒载平衡的同时，可以利用该特点人为调整圬工拱桥局部受力，以改善坡拱拱桥受力性能。附图说明图1是本专利技术改造后的圬工拱桥的示意图；图2是本专利技术改造后的圬工拱桥的横断面示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。参照图1、图2，1、一种圬工拱桥纵向穿孔6恒载平衡改造方法，所述圬工拱桥具有主拱圈10、腹拱圈9、拱腔填料2、桥面现浇层1和两条侧墙5，所述腹拱圈9和拱腔填料2共同设置在主拱圈10上，所述桥面现浇层1设置在所述拱腔填料2上且由混凝土制成，所述桥面现浇层1相对于水平面倾斜设置，所述桥面现浇层1较高的一端为下坡侧且较低的一端作为上坡侧，所述拱腔填料2支撑所述桥面现浇层1，包括以下步骤：(a)拆除桥面现浇层1在下坡侧的一部分混凝土；在此过程中，需要保留侧墙5，确保了拱桥外形一致性，然后在两条侧墙5之间挖除拱腔填料2，腾出空间，降低拱上建筑恒载；(b)在步骤(a)拆除混凝土的位置，对拱腔填料2沿所述圬工拱桥的纵向进行挖槽，从而形成纵向槽；其中，所述纵向槽的宽度和长度根据上坡侧和下坡侧的两侧恒载平衡的原则进行确定，则可获得纵向槽的起点7和止点8；这样，即可最终确定拱腔填料2内部挖空的空间尺寸；(c)在纵向槽的槽内设置支墩3，之后在对应于所述纵向槽的位置铺设穿孔盖板4，所述支墩3和两条所述侧墙5共同支撑所述穿孔盖板4，以此方式，在穿孔盖板4和拱腔填料2之间形成纵向穿孔6；(d)在穿孔盖板4上浇筑混凝土，以填补步骤(a)中拆除的那部分混凝土形成的空缺，由此完成圬工拱桥纵向穿孔6恒载平衡改造。待混凝土强度达到设计强度后，即可开放交通。通过在穿孔盖板4上浇筑新的混凝土，确保了盖板与桥面层的粘结度，使桥面载荷通过盖板传递至侧墙5和支墩3，进而作用到主拱圈10上，不仅提高了桥面系统整体性，而且传力路径明确本专利技术中通过结合坡拱拱桥自身的结构特点，对其恒载平衡的工艺步骤及操作手段进行研究和设计，相应能够显著减小下坡侧拱上填料的重量，在保持外观和纵坡与改造之前相同的前提下，使圬工坡拱拱桥上、下坡侧的恒载趋于平衡，确保主拱圈10受力均衡，提高桥梁安全度，因而具备很好的应用前景。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造方法，所述圬工拱桥具有主拱圈、腹拱圈、拱腔填料、桥面现浇层和两条侧墙，所述腹拱圈和拱腔填料共同设置在主拱圈上，所述桥面现浇层设置在所述拱腔填料上且由混凝土制成，所述桥面现浇层相对于水平面倾斜设置，所述桥面现浇层较高的一端为下坡侧且较低的一端作为上坡侧，所述拱腔填料支撑所述桥面现浇层，其特征在于，包括以下步骤：(a)拆除桥面现浇层在下坡侧的一部分混凝土；(b)在步骤(a)拆除混凝土的位置，对拱腔填料沿所述圬工拱桥的纵向进行挖槽，从而形成纵向槽；(c)在纵向槽的槽内设置支墩，之后在对应于所述纵向槽的位置铺设穿孔盖板，所述支墩和两条所述侧墙共同支撑所述穿孔盖板，以此方式，在穿孔盖板和拱腔填料之间形成纵向穿孔；(d)在穿孔盖板上浇筑混凝土，以填补步骤(a)中拆除的那部分混凝土形成的空缺，由此完成圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造。

【技术特征摘要】
1.一种圬工拱桥纵向穿孔恒载平衡改造方法，所述圬工拱桥具有主拱圈、腹拱圈、拱腔填料、桥面现浇层和两条侧墙，所述腹拱圈和拱腔填料共同设置在主拱圈上，所述桥面现浇层设置在所述拱腔填料上且由混凝土制成，所述桥面现浇层相对于水平面倾斜设置，所述桥面现浇层较高的一端为下坡侧且较低的一端作为上坡侧，所述拱腔填料支撑所述桥面现浇层，其特征在于，包括以下步骤：(a)拆除桥面现浇层在下坡侧的一部分混凝土；(b)在步骤(a)拆除混凝土的位置，对拱腔填料沿所述圬工拱桥的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚刚，高荣雄，施宏侣，徐涛，纪安业，孙玲，李凤阳，肖茜，
申请(专利权)人：河南省安阳西北绕城高速公路有限公司，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41