装配式双曲钢波纹板壳、板壳砼拱桥制造技术

本实用新型专利技术涉及一种装配式双曲钢波纹板壳以及板壳砼拱桥，板壳为采用一平面钢波纹板经多次弯曲轧制加工后使之具有三维空间弯曲壳面的可拼接的双曲钢波纹板壳单元；其中，多次弯曲轧制加工具体为：平面钢波纹板经横向向上轧制拱弯先形成大的圆弧拱波后，再沿纵向加工弯曲使之形成与拱圈曲率相同的具有双向弯曲的双曲钢波纹板壳单元；双曲钢波纹板壳单元的两侧设有向外向上弯曲且直立的用于横向拼接的板齿；板齿上每隔20

【技术实现步骤摘要】
装配式双曲钢波纹板壳、板壳砼拱桥


[0001]本技术涉及土木工程
，具体涉及一种道路桥涵设施，尤其适用于公路、铁路、水利、市政等基础设施工程中的装配式双曲钢波纹板壳和应用其的板壳砼拱桥。

技术介绍

[0002]在公路、铁路、水利、市政等基础设施工程中，拱型桥梁由于受力简单、施工方便、造价低廉而被广泛应用，传统的中小跨径拱桥有石拱桥、钢筋砼双曲拱桥、钢筋混凝土板箱拱桥和桁架拱桥等，但这些常用拱桥大都需要大量的满堂支架施工，普遍存在圬工材料消耗大，施工周期长，抗变形能力差等缺点。随着材料科学和施工技术的进步，目前许多拱桥结构大量采用金属复合混凝土材料代替传统的钢筋混凝土结构，如钢管拱桥等。此外，中国专利技术专利公布了几种钢波纹板混凝土组合式拱桥技术，如专利CN203530868U，此项专利技术是在钢波纹板外侧裹缚混凝土而形成的复合式拱圈，但存在受力单一，跨径受限等问题。专利CN207210933U和CN20739234U等专利技术专利技术在上述CN203530868U的基础上，又增加了钢结构管材或型材并通过焊接等方式共同形成复合式受力拱型结构，但存在结构复杂，整体性差，钢材加工难度大，受力不明确，施工周期长等缺陷。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服当前常用拱桥设计中存在的缺点，应用钢板砼复合材料技术，设计一种装配式双曲钢波纹板壳，通过采用双向弯曲钢波纹板壳作为拼接的载体单元，最大限度地使多曲面的钢波纹板实现壳体空间受力，使之与浇注砼后形成的复合砼拱圈结构具有一定双曲拱的受力特征，从而达到构建的装配式拱桥具有施工快捷，结构稳定，重量轻，整体性好，抗变形能力强，无支架施工等显著特点。
[0004]为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0005]一种装配式双曲钢波纹板壳，所述板壳为采用一平面钢波纹板经横向向上轧制拱弯先形成大的圆弧拱波后，再沿纵向加工弯曲，使之形成与拱圈曲率相同的具有双向弯曲的可拼接的双曲钢波纹板壳单元；
[0006]所述双曲钢波纹板壳单元的两侧设有向外向上弯曲且直立的用于横向拼接的板齿；所述板齿上每隔20～40cm设置一板齿栓孔。
[0007]进一步的，所述双曲钢波纹板壳单元的两端焊有用于纵向拼接的矩形构造的法兰连接钢板；所述法兰连接钢板的长度与所述双曲钢波纹板壳单元的横向底边宽度相同，所述法兰连接钢板的高度高出于所述双曲钢波纹板壳单元的高度3～20mm；所述法兰连接钢板的周边及中部均设有连接栓孔。
[0008]进一步的，所述双曲钢波纹板壳单元的底面每隔100～200cm在两板齿间焊接有沿正截面垂直的弦向钢条拉带。
[0009]进一步的，所述双曲钢波纹板壳单元的壳体采用规格厚为3.5～10mm的钢卷材或板材轧制；所述双曲钢波纹板壳单元的宽度为1.2～2.5m，所述双曲钢波纹板壳单元长度为
4.0～10.0m；所述双曲钢波纹板壳单元在轧制时所述平面钢波纹板的波距为100～350mm，波深为50～200mm；所述板齿高度为60～120mm。
[0010]进一步的，所述双曲钢波纹板壳单元的内侧底面喷涂有防锈材料。
[0011]进一步的，所述双曲钢波纹板壳单元拱起侧通过焊接有钢筋骨架形成一体构造；所述钢筋骨架为至少由对应所述板壳的正截面横向钢筋、正截面竖向钢筋、与拱圈轴向平行(与拱圈曲率相同)且与所述双曲钢波纹板壳单元同弧长的弧形钢筋以及两端沿45
°
、135
°
弯起的架立钢筋进行相互交叉焊接或绑接而形成的三维钢筋网架。
[0012]更进一步的，所述三维钢筋网架内每隔20～40cm还设有弧形连接钢筋，所述弧形连接钢筋与所述三维钢筋网架内的钢筋焊接或绑扎，且与所述双曲钢波纹板壳单元的顶部双面焊接。
[0013]本技术第二方面还公开了一种钢波纹板壳单元的轧制方法，包括下述步骤：
[0014]S01、按设计要求将裁定的钢板轧出预设波距和波深，形成平面钢波纹板，同时在所述平面钢波纹板两侧轧出向上的板齿；
[0015]S02、按设计的横向弧形矢跨值对所述平面钢波纹板向上拱弯轧制，使所述平面钢波纹板形成符合设计宽度和高度的圆弧拱壳体；
[0016]S03、在所述圆弧拱壳体的底部每隔100～200cm焊接垂直的弦向钢条拉带；
[0017]S04、按照预设的拱圈曲率，将所述圆弧拱壳体沿纵向轧制弯曲使之成为与拱圈曲率一致的双曲钢波纹板壳单元；
[0018]S05、在S04中的双曲钢波纹板壳单元两侧直立的板齿上每隔20～40cm设置横向拼接的板齿栓孔；
[0019]S06、在S05中的双曲钢波纹板壳单元两端焊接用于纵向拼接的法兰连接钢板，并在所述法兰连接钢板周边和中部设置连接栓孔；至此完成所述钢波纹板壳单元的全部轧制操作。
[0020]本技术第三方面还公开了一种装配式双曲钢波纹板壳砼拱桥，所述拱桥包括拱圈、拱圈基座和墩台，所述拱圈为多个钢波纹板壳组件经纵横矩阵式拼接形成具有与拱圈相同曲率的钢板壳钢筋拱架与砼浇注后构成复合材料的受力结构；其中，每一所述钢波纹板壳组件采用可装配的具有双向弯曲的钢波纹板壳单元及与所述钢波纹板壳单元拱起侧焊接成一体的钢筋骨架构成；所述双曲钢波纹板壳单元采用上述的双曲钢波纹板壳单元，所述钢筋骨架采用上述的钢筋骨架。
[0021]进一步的，浇注所述拱圈的砼采用为微膨胀砼。
[0022]本技术第四方面还公开了装配式双曲钢波纹板壳砼拱桥的建设方法，所述拱桥的孔跨可为单孔或多孔，所述建设方法具体包括：采用所述双曲钢波纹板壳单元进行横向(桥宽向)和纵向(拱轴向)的装配拼接，形成一个双曲钢波纹板壳拱圈底板；在所述双曲钢波纹板壳拱圈底板上部填注混凝土形成钢板壳混凝土复合拱圈；
[0023]所述双曲钢波纹板壳拱圈底板的装配拼接方式包括逐榀吊装拼接法、先横后纵式拼接法、先纵后横式拼接法、整体吊装式拼接法和跨中合拢式拼接法中的一种或任意几种结合。
[0024]具体说明，所述逐品吊装拼接法具体为：将每个所述装配式双曲钢波纹板壳依次吊装在拱座和支承排架上，在桥位支承排架上进行纵横向的装配拼接；
[0025]所述先横后纵式拼接法具体为：对多个所述装配式双曲钢波纹板壳先行在桥宽方向装配拼接，然后统一吊装到拱座和支承排架上，在桥位支承排架上进行拱圈轴向的拼接；
[0026]所述先纵后横拼接法具体为：将组成每一幅单榀拱圈的所述装配式双曲钢波纹板壳先行完成装配，然后逐榀吊装到拱座上，随后进行桥宽方向的装配拼接；
[0027]所述整体吊装式拼接法具体为：对一整幅拱圈的所述装配式双曲钢波纹板壳在现场进行装配拼接后，一次性吊装到拱座上；
[0028]所述跨中合拢式拼接法具体为：将组成拱圈的左半侧钢壳钢筋拱架和右半侧钢壳钢筋拱架分别进行装配及钢筋骨架的拼接，然后分别吊装到一孔墩台两侧的拱座上，统一吊放转至跨中合拢，完成纵向拱顶对接。
[0029]再进一步的，所述双曲钢波纹板壳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式双曲钢波纹板壳，其特征在于，所述板壳为采用一平面钢波纹板经横向向上轧制拱弯先形成大的圆弧拱波后，再沿纵向加工弯曲，使之形成与拱圈(5)曲率相同的具有双向弯曲的可拼接的双曲钢波纹板壳单元(2)；所述双曲钢波纹板壳单元(2)的两侧设有向外向上弯曲且直立的用于横向拼接的板齿(20)；所述板齿(20)上每隔20～40cm设置一板齿栓孔(21)。2.如权利要求1所述的装配式双曲钢波纹板壳，其特征在于，所述双曲钢波纹板壳单元(2)的两端焊有用于纵向拼接的矩形构造的法兰连接钢板(22)；所述法兰连接钢板(22)的长度与所述双曲钢波纹板壳单元(2)的横向底边宽度相同，所述法兰连接钢板(22)的高度高出于所述双曲钢波纹板壳单元(2)的高度3～20mm；所述法兰连接钢板(22)的周边及中部均设有连接栓孔(23)。3.如权利要求1所述的装配式双曲钢波纹板壳，其特征在于，所述双曲钢波纹板壳单元(2)的底面每隔100～200cm在两板齿间焊接有沿正截面垂直的弦向钢条拉带(3)。4.如权利要求1所述的装配式双曲钢波纹板壳，其特征在于，所述双曲钢波纹板壳单元(2)的壳体采用规格厚为3.5～10mm的钢卷材或板材轧制；所述双曲钢波纹板壳单元(2)的宽度为1.2～2.5m，所述双曲钢波纹板壳单元(2)长度为4.0～10.0m；所述双曲钢波纹板壳单元(2)在轧制时所述平面钢波纹板的波距为100～350mm，波深为50～200mm；所述板齿(20)高度为60～120mm。5.如权利要求1所述的装配式双曲钢波纹板壳，其特征在于，所述双曲钢波纹板...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓东，
申请(专利权)人：潘晓东，
类型：新型
国别省市：