悬臂浇筑拱圈施工装置及施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种悬臂浇筑拱圈施工装置，包括膺架、扣索、锚碇、背索及水平索。膺架设置于拱圈拱脚的一侧，扣索的一端连接节段，扣索的另一端连接膺架。锚碇设置于膺架远离拱圈的一侧，背索连接锚碇和膺架。水平索张拉在相对的两个节段之间，水平索用于抵消扣索施加的施工弯矩。本发明专利技术还提供了一种悬臂浇筑拱圈施工方法。上述悬臂浇筑拱圈施工装置及施工方法，水平索可以抵消扣索施加的施工弯矩，拱圈就不会受到扣索拉力水平分量的影响，使施工过程计算得到简化，拱圈内力更为可控，省去了拱脚处钢结构铰的加工和安装，让悬臂施工主拱圈的最大跨径进一步增大。

【技术实现步骤摘要】
悬臂浇筑拱圈施工装置及施工方法
本专利技术涉及桥梁施工
，具体涉及一种悬臂浇筑拱圈施工装置及施工方法。
技术介绍
随着扣索及挂篮施工技术的快速发展，目前国内有部分跨径在100m到250m的钢筋混凝土上乘式拱桥，采用了悬臂浇筑的施工方法。如图1所示，在悬臂浇筑施工过程中，巨大的拱圈结构，需要膺架扣索结构作为临时的支撑措施，防止拱圈结构在自重作用下受损或坍塌。如图2所示，由于扣索有一定的斜拉角度，扣索在支撑了拱圈重量的同时，也对拱圈施加了很大的水平拉力，使拱圈产生了较大的施工弯矩。目前常用的解决方案有两种，一种是在拱圈施工过程中，松弛掉部分先前张拉的扣索，让拱脚位置承担更多的荷载，使部分拱段产生相反的弯矩，抵消掉过大的附加弯矩。另一种是在拱脚位置设置铰支撑，释放该处的弯矩。但是，上述两种解决方案具有以下问题：(1)没有严密的优化拱圈内力的计算方法，需要繁琐的人工试算来确定松索位置和施工阶段；(2)拱脚处设置铰支撑，需要加工巨大的钢结构铰，费用高，且仅能释放拱脚处的弯矩；(3)扣索产生的额外的施工内力，拱圈的实际内力与设计的成桥内力相差很大，先前计算的拱轴系数受到影响，不处于最优化状态。(4)扣索产生的额外施工荷载，对拱圈线形产生影响。(5)由于施工弯矩的存在，该施工方法下，主拱跨径难以超过350m。
技术实现思路
基于此，有必要针对扣索在支撑了拱圈重量的同时，也对拱圈施加了很大的水平拉力，使拱圈产生了较大的施工弯矩的问题，提供一种悬臂浇筑拱圈施工装置及施工方法。一种悬臂浇筑拱圈施工装置，其中拱圈包括多个节段，所述节段从所述拱圈两端的拱脚位置相互靠近合龙形成所述拱圈，该悬臂浇筑拱圈施工装置包括：膺架，设置于拱圈拱脚的一侧；扣索，所述扣索的一端连接所述节段，所述扣索的另一端连接所述膺架；锚碇，设置于所述膺架远离所述拱圈的一侧；背索，连接所述锚碇和所述膺架；及水平索，张拉在相对的两个所述节段之间，所述水平索用于抵消所述扣索施加的施工弯矩。在其中一个实施例中，所述节段的下缘设有锚固齿板，所述水平索通过锚固系统锚固在所述锚固齿板上。在其中一个实施例中，所述锚固系统包括预应力锚固装置及预埋管，所述预应力锚固装置安装于所述锚固齿板上，所述预埋管与所述锚固齿板连接，所述水平索的端部穿过所述预埋管后被所述预应力锚固装置锚固。在其中一个实施例中，所述预埋管包括靠近所述预应力锚固装置的直管段和远离所述预应力锚固装置的弯管段，所述弯管段和所述直管段连接，所述直管段和所述弯管段形成夹角。在其中一个实施例中，所述锚固系统还包括减震块和防水套，所述减震块和所述防水套套设于所述水平索上，且所述减震块位于所述预埋管和所述防水套之间。在其中一个实施例中，还包括缆索牵引系统及托架承重系统，所述托架承重系统具有多个托架，所述缆索牵引系统的拽拉器拖动所述水平索依次穿过所述托架承重系统上的托架。一种悬臂浇筑拱圈施工方法，包括以下步骤：浇筑拱圈相对的两个节段，然后张拉扣索和背索，将所述扣索连接所述节段和膺架，将所述背索连接所述膺架和锚碇；张拉水平索，将所述水平索的两端分别连接相对的两个所述节段，以抵消所述扣索施加的施工弯矩；依次浇筑拱圈相对的两个所述节段，并张拉对应的所述扣索和所述背索，然后张拉对应的所述水平索，直至所述拱圈合龙。在其中一个实施例中，所述浇筑拱圈相对的两个节段的布置之前还包括：施工拱桥的基础、锚碇和膺架。在其中一个实施例中，施工拱圈拱脚位置的节段时，先搭设支架，在支架上施工浇筑节段，为所述节段安装扣索，并安装对应的背索，然后拆除所述支架。在其中一个实施例中，所述张拉水平索，将所述水平索的两端分别连接相对的两个所述节段的步骤具体为：由缆索牵引系统上的拽拉器，拖动水平索，使所述水平索依次穿过承重系统上的托架，然后将所述水平索的端部穿过预埋管，所述水平索的端部穿过所述预埋管后被预应力锚固装置锚固。上述悬臂浇筑拱圈施工装置及施工方法，水平索可以抵消扣索施加的施工弯矩，拱圈就不会受到扣索拉力水平分量的影响，使施工过程计算得到简化，拱圈内力更为可控，省去了拱脚处钢结构铰的加工和安装。拱圈合龙时，拱圈内力和线形与满堂支架施工情况下几乎一致，施工内力得到消除，拱圈的实际内力与设计的成桥内力一致，拱轴系数设计有效，拱圈的线形更容易控制，让悬臂施工主拱圈的最大跨径进一步增大。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为膺架扣索结构临时支撑拱圈节段的示意图；图2为扣索对拱圈施加水平拉力，拱圈产生施工弯矩的示意图；图3为一实施方式中悬臂浇筑拱圈施工装置的示意图；图4为水平索的张拉力抵消扣索拉力的示意图；图5为扣索拉力、水平索的张拉力和节段重力构成封闭三角形的示意图；图6为一实施方式中锚固齿板连接水平索的示意图；图7为一实施方式中锚固系统锚固水平索的示意图；图8为一实施方式中悬臂浇筑拱圈施工方法的流程图；图9为浇筑施工拱圈拱脚处节段的示意图；图10为水平索连接拱圈拱脚处两个相对节段的示意图；图11为在节段上浇筑下一节段的示意图；图12为张拉下一节段对应的扣索、背索和水平索的示意图；图13为依次浇筑节段，并张拉扣索、背索和水平索的示意图；图14为缆索牵引系统和托架承重系统施工水平索的示意图。附图标记：10-拱圈，12-节段，20-膺架，30-扣索，40-锚碇，50-背索，60-水平索，70-锚固齿板，80-锚固系统，82-预应力锚固装置，84-预埋管，842-直管段，844-弯管段，86-减震块，88-防水套，90-支架，92-缆索牵引系统，922-拽拉器，94-托架承重系统，942-托架。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此专利技术不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参阅图3，一实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬臂浇筑拱圈施工装置，其中拱圈包括多个节段，所述节段从所述拱圈两端的拱脚位置相互靠近合龙形成所述拱圈，其特征在于，该悬臂浇筑拱圈施工装置包括：/n膺架，设置于拱圈拱脚的一侧；/n扣索，所述扣索的一端连接所述节段，所述扣索的另一端连接所述膺架；/n锚碇，设置于所述膺架远离所述拱圈的一侧；/n背索，连接所述锚碇和所述膺架；及/n水平索，张拉在相对的两个所述节段之间，所述水平索用于抵消所述扣索施加的施工弯矩。/n

【技术特征摘要】
1.一种悬臂浇筑拱圈施工装置，其中拱圈包括多个节段，所述节段从所述拱圈两端的拱脚位置相互靠近合龙形成所述拱圈，其特征在于，该悬臂浇筑拱圈施工装置包括：
膺架，设置于拱圈拱脚的一侧；
扣索，所述扣索的一端连接所述节段，所述扣索的另一端连接所述膺架；
锚碇，设置于所述膺架远离所述拱圈的一侧；
背索，连接所述锚碇和所述膺架；及
水平索，张拉在相对的两个所述节段之间，所述水平索用于抵消所述扣索施加的施工弯矩。


2.根据权利要求1所述的悬臂浇筑拱圈施工装置，其特征在于，所述节段的下缘设有锚固齿板，所述水平索通过锚固系统锚固在所述锚固齿板上。


3.根据权利要求2所述的悬臂浇筑拱圈施工装置，其特征在于，所述锚固系统包括预应力锚固装置及预埋管，所述预应力锚固装置安装于所述锚固齿板上，所述预埋管与所述锚固齿板连接，所述水平索的端部穿过所述预埋管后被所述预应力锚固装置锚固。


4.根据权利要求3所述的悬臂浇筑拱圈施工装置，其特征在于，所述预埋管包括靠近所述预应力锚固装置的直管段和远离所述预应力锚固装置的弯管段，所述弯管段和所述直管段连接，所述直管段和所述弯管段形成夹角。


5.根据权利要求4所述的悬臂浇筑拱圈施工装置，其特征在于，所述锚固系统还包括减震块和防水套，所述减震块和所述防水套套设于所述水平索上，且所述减震块位于所述预埋管和所述防水套之间。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，王毅力，黄康，徐荣鹏，吴娇媚，陶小兰，王鹏，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50