【技术实现步骤摘要】
基于碎石注浆填充层的覆土波纹钢板桥施工方法
本专利技术属于桥梁施工
，尤其是涉及一种基于碎石注浆填充层的覆土波纹钢板桥施工方法。
技术介绍
波形钢板是将结构用钢板按照特定规格压制成波纹形状后制成的波纹钢板。由于波纹的存在，增大了钢板的抗弯惯性矩，使波纹钢板具有较高的承载能力和稳定性。波纹钢板的正交异性和易于加工性，使得波纹钢结构可在工厂中经碎片化和模块化，再经漆镀工艺后即可在现场机械拼装成管、涵、拱桥等多种结构形式。覆土波纹钢板拱桥以波纹钢板作为拱圈，在拱圈两侧及上方填土并形成桥涵结构。作为一种新型的公路桥涵构筑物，覆土波纹钢板桥涵的波纹钢板具有与周围回填土共同受力、共同变形的特点，二者共同承担荷载作用，波纹钢板因自身具有的自适应性能与弹性性能，在很多复杂、困难环境下具有非常强的适应性。与其它桥梁结构形式相比，波纹钢板拱桥具有施工简单、组装快捷、施工工期短等优点，在中小跨度的桥涵当中具有较大推广潜力。目前，波纹钢板桥涵技术在国内的应用尚处于起步阶段，并且波纹钢板结构在中小拱桥中应用的研究才刚刚起步。波纹钢板拱桥...
【技术保护点】
1.一种基于碎石注浆填充层的覆土波纹钢板桥施工方法，其特征在于：所施工覆土波纹钢板桥包括前后两个混凝土基础(1)、架设于两个所述混凝土基础(1)之间上方的主拱和覆盖在所述主拱外侧的填土层(2)，两个所述混凝土基础(1)均呈水平布设且二者布设于同一水平面上，两个所述混凝土基础(1)呈平行布设且二者均沿横桥向布设；/n所述主拱呈水平布设且其包括承重拱圈(3)和布设于承重拱圈(3)上的碎石注浆填充层(4)，所述碎石注浆填充层(4)布设于承重拱圈(3)与填土层(2)之间，所述碎石注浆填充层(4)的前后两侧底部均支撑于一个所述混凝土基础(1)上；所述承重拱圈(3)由波纹钢板弯曲而成且...
【技术特征摘要】
1.一种基于碎石注浆填充层的覆土波纹钢板桥施工方法，其特征在于：所施工覆土波纹钢板桥包括前后两个混凝土基础(1)、架设于两个所述混凝土基础(1)之间上方的主拱和覆盖在所述主拱外侧的填土层(2)，两个所述混凝土基础(1)均呈水平布设且二者布设于同一水平面上，两个所述混凝土基础(1)呈平行布设且二者均沿横桥向布设；
所述主拱呈水平布设且其包括承重拱圈(3)和布设于承重拱圈(3)上的碎石注浆填充层(4)，所述碎石注浆填充层(4)布设于承重拱圈(3)与填土层(2)之间，所述碎石注浆填充层(4)的前后两侧底部均支撑于一个所述混凝土基础(1)上；所述承重拱圈(3)由波纹钢板弯曲而成且其前后两端均支撑于一个所述混凝土基础(1)上，所述碎石注浆填充层(4)为拱形填充层；所述承重拱圈(3)、碎石注浆填充层(4)和填土层(2)均呈水平布设，所述填土层(2)覆盖在碎石注浆填充层(4)外侧；所述填土层(2)中位于承重拱圈(3)拱顶上方的土层厚度大于1m；
所述碎石注浆填充层(4)包括铺装在承重拱圈(3)上的碎石铺装层和布设于所述碎石铺装层内的支撑架，所述碎石铺装层的前后两侧底部均支撑于一个所述混凝土基础(1)上，所述碎石铺装层的横截面为拱形；所述碎石铺装层内对称布设有前后两个注浆管道(5)，每个所述注浆管道(5)均为矩形波形；每个所述注浆管道(5)均包括多个呈水平布设的注浆管(5-1)，多个所述注浆管(5-1)沿承重拱圈(3)的轮廓线由下至上进行布设且其均沿横桥向布设，多个所述注浆管(5-1)的长度均相同，上下相邻两个所述注浆管(5-1)之间均通过一个连接管(5-2)进行连接；所述注浆管(5-1)和连接管(5-2)均为平直钢管，每个所述注浆管(5-1)的管壁上均开有多个注浆孔；每个所述注浆管道(5)中位于最下方的一个所述注浆管(5-1)为下部压浆管，所述下部压浆管的一端与连接管(5-2)连接且其另一端为注浆口；
所述支撑架固定于承重拱圈(3)上，所述支撑架包括多道由左至右布设于同一平面上的支承钢筋(16)，多道所述支承钢筋(16)的结构和尺寸均相同，多道所述支承钢筋(16)均沿纵桥向布设，每道所述支承钢筋(16)均为拱形且其形状与承重拱圈(3)的横截面形状相同；两个所述注浆管道(5)中的每个所述注浆管(5-1)均支撑于多道所述支承钢筋(16)上，每个所述注浆管(5-1)均与多道所述支承钢筋(16)紧固连接；前后两个注浆管道(5)均位于所述支撑架外侧；
所述支撑架和两个所述注浆管道(5)均埋设于所述碎石铺装层内；
对所施工覆土波纹钢板桥进行施工时，包括以下步骤：
步骤一、基础施工：对所施工覆土波纹钢板桥的前后两个混凝土基础(1)分别进行施工；
步骤二、拱圈架设：对所施工覆土波纹钢板桥的承重拱圈(3)进行架设，并将承重拱圈(3)的前后两端分别支撑于步骤一中施工完成的一个所述混凝土基础(1)上；
步骤三、支撑架安装：对多道所述支承钢筋(16)分别进行安装，并使每道所述支承钢筋(16)均固定在步骤二中架设完成的承重拱圈(3)上，获得施工完成的所述支撑架；
步骤四、注浆管道安装：在步骤三中所述支撑架的前后两侧上方分别安装一个所述注浆管道(5)，并使两个所述注浆管道(5)均与所述支撑架固定连接；
步骤五、碎石铺装层铺装：由下至上对所述碎石铺装层进行铺装，并使步骤三中所述支撑架和步骤四中两个所述注浆管道(5)均埋设于所述碎石铺装层内；
步骤六、填土层施工：步骤五中由下至上对所述碎石铺装层进行铺装过程中，同步由下至上对填土层(2)进行施工；
步骤七、压浆：步骤六中由下至上对填土层(2)进行施工过程中，待位于承重拱圈(3)拱顶上方的土层厚度不小于1m时或待填土层(2)施工完成后，采用所述注浆设备且通过步骤四中两个所述注浆管道(5)同步向所述碎石铺装层内压入浆液，获得施工完成的碎石注浆填充层(4)；
所述浆液为水泥砂浆；
待填土层(2)施工完成且通过两个所述注浆管道(5)向所述碎石铺装层内压入的浆液凝固后，完成所施工覆土波纹钢板桥的施工过程。
2.按照权利要求1所述的基于碎石注浆填充层的覆土波纹钢板桥施工方法，其特征在于：步骤七中通过两个所述注浆管道(5)同步向所述碎石铺装层内压入浆液时，压浆压力为1MPa～3MPa；
所述下部压浆管的另一端通过连接管道与注浆设备连接，两个所述注浆管道(5)均为向所述碎石铺装层注入水泥砂浆的矩形波形管道。
3.按照权利要求1或2所述的基于碎石注浆填充层的覆土波纹钢板桥施工方法，其特征在于：所述承重拱圈(3)由多个波纹钢板拼接块(6)拼接而成，多个所述波纹钢板拼接块(6)均为矩形，多个所述波纹钢板拼接块(6)沿横桥向由左至右分多列进行布设，每列所述波纹钢板拼接块(6)均包括多个沿纵桥向由前至后布设的波纹钢板拼接块(6)，左右相邻两列所述波纹钢板拼接块(6)中的波纹钢板拼接块(6)呈交错布设；
所述承重拱圈(3)中左右相邻两列所述波纹钢板拼接块(6)之间均通过一列紧固螺栓(7)紧固连接为一体，每列所述紧固螺栓(7)均包括多个沿纵桥向由前至后布设于同一竖直面上的紧固螺栓(7)；每列所述紧固螺栓(7)中前后相邻两个所述波纹钢板拼接块(6)之间均通过多个沿横桥向由左至右布设的紧固螺栓(7)紧固连接为一体。
4.按照权利要求3所述的基于碎石注浆填充层的覆土波纹钢板桥施工方法，其特征在于：每道所述支承钢筋(16)均支撑于一列所述紧固螺栓(7)上；所述紧固螺栓(7)为支撑螺栓或连接螺栓，所述紧固螺栓(7)中用于支撑支承钢筋(16)的所述支撑螺栓，所述支撑螺栓的螺栓杆长度大于所述连接螺栓的螺栓杆长度。
5.按照权利要求1或2所述的基于碎石注浆填充层的覆土波纹钢板桥施工方法，其特征在于：所述承重拱圈(3)由m个拱圈拼接段(11)拼接而成，其中m为正整数且m≥4，所述承重拱圈(3)的横桥向宽度大于50m；
m个所述拱圈拼接段(11)沿横桥向由左至右布设在同一水平直线上，m个所述拱圈拼接段(11)的横截面结构和尺寸均相同；每个所述拱圈拼接段(11)均呈水平布设且其横截面形状均为拱形，每个所述拱圈拼接段(11)均由波纹钢板弯曲而成且其前后两端均支撑于一个所述混凝土基础(1)上；
所述承重拱圈(3)外侧布设有预应力加固构造；
m个所述拱圈拼接段(11)中位于最右侧的一个所述拱圈拼接段(11)为右端拼接段，多个所述拱圈拼接段(11)中位于最左侧的一个所述拱圈拼接段(11)为左端拼接段；左右相邻两个所述拱圈拼接段(11)之间均通过一个中间连接板(12)进行连接，所述左端拼接段的左端设置有左端连接板(13)，所述右端拼接段的后端设置有右端连接板，所述中间连接板(12)、左端连接板(13)和右端连接板均为拱形且三者均为呈竖直向布设的钢连接板；所述中间连接板(12)、左端连接板(13)和所述右端连接板的形状与拱圈拼接段(11)的横截面形状相同；
位于承重拱圈(3)左侧的三个所述拱圈拼接段(11)由左向右分别为所述左端拼接段、所述第二拼接段和所述第三拼接段，所述左端拼接段为第一拼接段；每个所述拱圈拼接段(11)上位于左侧的所述钢连接板为左侧连接板，每个所述拱圈拼接段(11)上位于右侧的所述钢连接板为右侧连接板；
所述预应力加固构造位于所述支撑架内侧；所述预应力加固构造包括前后两个对称布设的预应力加固结构，两个所述预应力加固结构对称布设于承重拱圈(3)的前后两侧上方；
每个所述预应力加固结构均包括n个由上至下布设于承重拱圈(3)外侧的预应力筋组，n个所述预应力筋组的结构均相同且其均沿横桥向布设；每个所述预应力筋组均由三道从上至下布设的组合式预应力筋(14)组成，所述预应力加固构造中的所有组合式预应力筋(14)沿圆周方向由前至后布设；其中，n为正整数且n的取值范围为2～5；所述预应力加固构造中包括2n个所述预应力筋组，2n个所述预应力筋组沿圆周方向布设；所述预应力加固构造中包括6n道所述组合式预应力筋(14)，6n道所述组合式预应力筋(14)沿圆周方向布设；
每道所述组合式预应力筋(14)均包括多道沿横桥向从左向右布设的预应力筋节段，每道所述预应力筋节段均为一道平直的预应力钢筋或预应力钢绞线，每道所述组合式预应力筋(14)中的所有预应力筋节段均布设于同一直线上；每道所述预应力筋节段均呈水平布设，每道所述预应力筋节段的左端均为锚固端且其右端均为张拉端，每道所述预应力筋节段的两端均安装有一个锚具(16)；每道所述组合式预应力筋(14)中位于最左侧的一道所述预应力筋节段均为左端预应力筋节段；
每道所述预应力筋节段的左端均通过一个所述锚具(16)固定在一个所述拱圈拼接段(11)的所述左侧连接板上，每个所述拱圈拼接段(11)的所述左侧连接板上所固定的所述预应力筋节段均为该拱圈拼接段(11)左端所固定的所述预应力筋节段；
每道所述预应力筋节段的右端均通过一个所述锚具(16)布设在一个所述拱圈拼接段(11)的所述右侧连接板上，每个所述拱圈拼接段(11)的所述右侧连接板上所布设的所述预应力筋节段均为该拱圈拼接段(11)右端需张拉的所述预应力筋节段；
所述承重拱圈(3)中除所述左端拼接段和所述右端拼接段之外的所有拱圈拼接段(11)均为中间拼接段，所述左端拼接段和所述右端拼接段的外侧均布设有2n道所述预应力筋节段，所述左端拼接段和所述右端拼接段外侧所布设的2n道所述预应力筋节段沿圆周方向布设；每个所述中间拼接段外侧均布设有4n道所述预应力筋节段，4n道所述预应力筋节段沿圆周方向布设；
每道所述组合式预应力筋(14)中的所有预应力筋节段均为平直预应力筋节段(15)；每道所述组合式预应力筋(14)中左右相邻两个所述预应力筋节段分别为左侧节段和位于所述左侧节段右侧的右侧节段，所述左侧节段右端所安装锚具(16)与所述右侧节段左端所安装锚具(16)之间均为一个所述拱圈拼接段(11)；
每个所述预应力筋组的三道所述组合式预应力筋(14)中一道所述组合式预应力筋(14)的所述左端预应力筋节段左端通过锚具(16)固定在所述左端拼接段的所述左侧连接板上，另一道所述组合式预应力筋(14)的所述左端预应力筋节段左端通过锚具(16)固定在所述第二拼接段的所述左侧连接板上，第三道所述组合式预应力筋(14)的所述左端预应力筋节段左端通过锚具(16)固定在所述第三拼接段的所述左侧连接板上；
每道所述平直预应力筋节段(15)均位于一个两段式拼接拱圈外侧，每个所述两段式拼接拱圈均由左右相邻两个所述拱圈拼接段(11)拼接而成；所述两段式拼接拱圈上位于最右侧的一个所述钢连接板为右部安装板，所述两段式拼接拱圈上位于最左侧的一个所述钢连接板为左部安装板；每道所述平直预应力筋节段(15)右端所安装的锚具(16)均布设于一个所述右部安装板上，每道所述平直预应力筋节段(15)左端所安装的锚具(16)均布设于一个所述左部安装板上，每道所述平直预应力筋节段(15)均连接于一个所述两段式拼接拱圈的所述右部安装板与所述左部安装板之间；
所述承重拱圈(3)中布设于同一竖直面上的所有平直预应力筋节段(15)组成一个对所述两段式拼接拱圈进行整体加固的两段张拉预应力加固组，布设于同一个所述钢连接板上的所有锚具(16)沿圆周方向布设且其均位于承重拱圈(3)的同一个纵断面上。
6.按照权利要求5所述的基于碎石注浆填充层的覆土波纹钢板桥施工方法，其特征在于：步骤二中进行拱圈架设时，沿横桥向由左向右在步骤一中施工完成的两个所述混凝土基础(1)上，对承重拱圈(3)的m个所述拱圈拼接段(11)分别进行拼接施工，并使每个所述拱圈拼接段(11)的前后两端均支撑于一个所述混凝土基础(1)上；
对承重拱圈(3)的m个所述拱圈拼接段(11)分别进行拼接施工时，过程如下：
步骤A1、左端拼接段拼接施工：采用吊装设备将带有左端连接机构的所述左端拼接段移动到位，再对所述左端拼接段左端所固定的2n道所述预应力筋节段分别进行穿设；
所述左端连接机构包括所述左端拼接段左端设置的左端连接板(13)和2n个布设在左端连接板(13)上的锚具(16)；
对所述左端拼接段左端所固定的2n道所述预应力筋节段进行穿设时，2n道所述预应力筋节段的穿设方法均相同；对所述左端拼接段左端所固定的任一道所述预应力筋节段进行穿设时，将该预应力筋节段的左端固定于所述左端拼接段左端的一个所述锚具(16)上，并将该预应力筋节段沿横桥向布设；
步骤A2、下一个拼接段拼接...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲广宁，郭昆，梁俊伟，柴生波，张明春，辛有忠，赵怀忠，苏志宝，游金龙，冶秀娟，武群虎，
申请(专利权)人：正平路桥建设股份有限公司，青海路拓工程设施制造集团有限公司，青海正平公路养护工程有限公司，
类型：发明
国别省市：青海;63
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