基于三种钢管桁架节段的装配式桥梁建造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于三种钢管桁架节段的装配式桥梁建造工艺，首先建造桥梁下部结构，其次建造上部结构，先将预制的多段桁架节段依次架设在下部结构之上并拼装组成桥梁承重结构，最终铺设桥面完成桥梁建造，桁架节段的上下弦杆通过腹杆连为一体，预制组成所述承重结构的多段桁架节段前，应先分析各个桁架节段的受力情况，根据受力将其分为三种类型，即上弦杆与下弦杆均不填充混凝土的空钢管桁架节段、受压的上弦杆或下弦杆单独填充混凝土的钢管桁架节段与上弦杆与下弦杆全部填充混凝土的钢管桁架节段。本发明专利技术建造工艺简单、所建造桥梁结构受力合理且适用范围广，能有效解决桥梁建造中的施工、造价以及工程质量问题，具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁建造
，尤其是涉及一种基于三种钢管桁架节 段的装配式桥梁建造工艺。
技术介绍
目前，国内的桥梁建造形式主要是预应力混凝土结构和钢桁架、钢箱 梁结构，而钢管混凝土结构和钢管桁架结构在现有桥梁建造工程中的应用 也较多。上述桥梁结构形式虽各自具备诸多优点，适用于不同的桥梁建造 环境，但同时这些结构也存在一些较大的缺陷。如预应力混凝土箱梁由于 其结构材料比强度(材料强度/材料容重)较小，恒载在总荷载中所占比例很大，承受力利用效率低，以致无法适应大跨径桥梁需求；因而实践中 为减轻自重，桥梁的腹板通常需设置大量的预应力钢筋，使得施工需要大 量的、复杂的机械设备，而且现场施工场地大，施工周期较长。而钢桁架 梁用钢量大，结构整体刚度小、节点构造复杂，再加上其节点性能也不好 保证，安全系数较低、需定期实施加固等维修措施，使用年限有限制且完 全利用钢材承受压力也不经济。对于钢箱梁结构来说，同样用钢量大，焊 接要求高，不便于现场制作、拼装和架设，不适宜在山区峡谷地带建造。
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 种基于三种钢管桁架节段的装配式桥梁建造工艺，其建造工艺简单、所建 造强梁结构受力合理且适用范围广，能有效解决桥梁建造中的施工、造价 以及工程质量问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是 一种基于三种钢管桁架节段的装配式桥梁建造工艺，首先施工建造桥梁的下部结构，包括用于支撑桥梁上部结构的桥台7、桥墩8以及用于承载二者下传压力的基础；其次 施工建造桥梁的上部结构，包括承重结构以及桥面16,先预制组成桥梁承重结构的多段桁架节段，再将其依次架设在下部结构之上并连接拼装组成桥梁承重结构，最终铺设桥面16完成整个桥梁的建造施工，其桁架节段 的上弦杆1与下弦杆2通过腹杆3固定连接为一体，预制组成所述承重结 构的多段钢管桁架节段之前，应首先分析各个桁架节段在整个桥梁承重结 构中所处位置的受力情况，根据受力分析将多段钢管桁架节段分为三种类 型，即对上弦杆1与下弦杆2均不受压力或均受压力较小的桁架节段釆用 上弦杆l与下弦杆2均不填充混凝土的空钢管桁架节段，对上弦杆l或下 弦杆2单独受较大压力的桁架节段釆用受压的上弦杆1或下弦杆2单独填 充混凝土的钢管桁架节段，对于上弦杆1与下弦杆2均受较大压力的桁架 节段釆用上弦杆1与下弦杆2全部填充混凝土的钢管桁架节段；预制完成 后，在工厂或施工现场依受力情况将预制的多段钢管桁架节段固定连接并 拼装组成整个桁架结构即桥梁的承重结构。作为本专利技术的一种优选方案，所述三种类型的钢管桁架节段的上弦杆 1与下弦杆2通过腹杆3焊接成一体，腹杆3为空钢管。作为本专利技术的另一种优选方案，所述上弦杆l、下弦杆2与腹杆3为 矩形、方形或圆形钢管。作为本专利技术的又一种优选方案，所述三种类型的钢管桁架节段之间以 法兰盘4或者焊接方式连接构成整体桁架结构。作为本专利技术的进一步优选方案，所述三种类型钢管桁架节段组成的桁 架结构为二榀、三榀或多榀，各榀桁架结构之间通过横连杆5进行连接。作为本专利技术的更进一步优选方案，所述三种类型钢管桁架节段组成的 每两榀桁架结构横连杆5组成一个组合榀架，由一个、两个或多个组合榀 架构成整体桁架结构。作为本专利技术的再一种优选方案，所述三种钢管桁架节段整体为直线形状或弧线形状。综上，釆用本专利技术一种基于三种钢管桁架节段的装配式桥梁建造工 艺，具有以下优点1、建造工艺简单、加工制作及施工方便，受外界建 造环境限制少，适合于各种桥梁建造环境；2、适用范围范围广，适用于各种结构形式桥梁的建造；3、所建造桥梁工程质量好且造价低，其桥梁 结构自重轻、跨越能力强，与传统钢桁架相比，该结构构造简单、用钢量 低，结构整体刚度大、节点性能好，且便于施加预应力；4、釆用的三种 钢管桁架节段便于工厂标准化制作，而且现场拼装和架设方便，尤其在山 区峡谷地带建造特大跨桥梁具有明显优势；5、釆用三种钢管桁架节段建 造的桥梁结构性能稳固，该结构的拱桥在拱顶区域可釆用空钢管节段，有 利于提高桥梁结构的稳定性，与传统钢管混凝土拱桥相比，其构造简单， 施工方便，混凝土的填充质量好；6、应用于斜拉桥、自锚式悬索桥等体 外预应力桥梁结构体系中，通过充分利用钢管混凝土的抗压性能，从而大 大减少用钢量。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1是本专利技术第一优选实施方式基于三种直线型钢管桁架节段的梁桥 结构示意图。图2是本专利技术第二优选实施方式基于三种弧线型钢管桁架节段的拱桥 结构示意图。图3是图1或图2中钢管桁架节段组合连接处P处经放大后的结构示意图。图4是图1或图2中钢管桁架节段组合连接处Q处经放大后的结构示意图。图5是本专利技术第三优选实施方式基于三种钢管桁架节段的中承式拱桥 结构示意图。图6是本专利技术第三优选实施方式基于三种钢管桁架节段的斜拉桥结构 示意图。图7是本专利技术第三优选实施方式基于三种钢管桁架节段的悬索桥结构 示意图。图8是本专利技术基于三种钢管桁架节段的八榀梁桥纵向结构示意图。附图标记说明:l一上弦杆； 4 —法兰盘； 7—桥台； 10—立柱； 13—缆索 16—桥面；2 —下弦杆；5—横连杆;8—桥墩；ll一吊杆；14一塔架；17—地基；3—腹杆 6—支座 9 —主拱 12 —主梁; 15—锚碇; 18 —螺栓。具体实施例方式第一优选实施方式，如图1所示，所述基于三种直线型钢管桁架节段的 梁桥建造中，首先施工建造桥梁的下部结构，即用于支撑桥梁上部结构的 3个支座6;其次施工建造桥梁的上部结构，包括承重结构以及桥面16, 先预制组成桥梁承重结构的多段桁架节段，再将其依次架设在下部结构之 上并连接拼装组成桥梁承重结构，最终铺设桥面16完成整个桥梁建造施 工。其桁架节段的上弦杆1与下弦杆2通过腹杆3焊接成一体，且三者均 为矩形钢管。预制组成所述承重结构的多段钢管桁架节段之前，应首先分 析各个桁架节段在整个桥梁承重结构中所处位置的受力情况，根据受力分 析将多段钢管桁架节段分为三种类型，即对上弦杆1与下弦杆2均不受压 力或受压力较小的桁架节段釆用上弦杆l与下弦杆2均不填充混凝土的空 钢管桁架节段，对上弦杆1或下弦杆2单独受较大压力的桁架节段釆用上 弦杆1或下弦杆2单独填充混凝土的钢管桁架节段，对于上弦杆1与下弦 杆2均受较大压力的桁架节段釆用上弦杆1与下弦杆2全部填充混凝土的钢管桁架节段；预制完成后，在工厂或现场施工过程中依受力情况将预制 的多段钢管桁架节段固定连接并拼装组成桥梁的承重结构。在图l所示的整个梁桥的承重结构中，各部分受力情况为上弦杆1单 独受较大压力或下弦杆2单独受较大压力，因而只单纯地选择一种类型的 钢管桁架节段，即受压上弦杆1或下弦杆2单独填充混凝土的钢管桁架节段，腹杆3为空钢管。结合图3、图4，在相邻的钢管桁架节段上弦杆1 或下弦杆2中交错填充混凝土，之后将预制好的多段钢管桁架节段以法兰 盘4连接构成整体桁架结构即承重结构，最终架设在梁桥两端及中心处的 三个支座6上，最终再在整个承重结构上铺设桥面16完成后续工作即可。 此种方式装配成的梁桥既能保证良好的承受性能，而且制造工艺简单、省 时省料。第二优选实施方式，如图2所示，所述基于三种弧线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三种钢管桁架节段的装配式桥梁建造工艺，首先施工建造桥梁的下部结构，包括用于支撑桥梁上部结构的桥台（７）、桥墩（８）以及用于承载二者下传压力的基础；其次施工建造桥梁的上部结构，包括承重结构以及桥面（１６），先预制组成桥梁承重结构的多段桁架节段，再将其依次架设在下部结构之上并连接拼装组成桥梁承重结构，最终铺设桥面（１６）完成整个桥梁的建造施工，其桁架节段的上弦杆（１）与下弦杆（２）通过腹杆（３）固定连接为一体，其特征在于：预制组成所述承重结构的多段钢管桁架节段之前，应首先分析各个桁架节段在整个桥梁承重结构中所处位置的受力情况，根据受力分析将多段钢管桁架节段分为三种类型，即对上弦杆（１）与下弦杆（２）均不受压力或均受压力较小的桁架节段采用上弦杆（１）与下弦杆（２）均不填充混凝土的空钢管桁架节段，对上弦杆（１）或下弦杆（２）单独受较大压力的桁架节段采用受压的上弦杆（１）或下弦杆（２）单独填充混凝土的钢管桁架节段，对于上弦杆（１）与下弦杆（２）均受较大压力的桁架节段采用上弦杆（１）与下弦杆（２）全部填充混凝土的钢管桁架节段；预制完成后，在工厂或施工现场依受力情况将预制的多段钢管桁架节段固定连接并拼装组成整个桁架结构即桥梁的承重结构。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永健，刘君平，吝红育，刘剑，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]