一种地锚式斜腿刚构桥及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种地锚式斜腿刚构桥及其施工方法，地锚式斜腿刚构桥包括长斜腿、主梁、斜拉索塔、地锚、第一斜拉扣索、斜拉背索和桥台，长斜腿的长度大于10m，长斜腿的一端与地基固定连接，长斜腿的另一端与主梁固定连接，斜拉索塔设置在主梁的两端，第一斜拉扣索的一端与长斜腿固定连接，第一斜拉扣索的另一端固定连接于斜拉索塔，斜拉背索的一端和地锚固定连接，斜拉背索的另一端固定连接于斜拉索塔。本发明专利技术通过设置斜拉索塔、第一斜拉扣索、斜拉背索和地锚，能够在施工和运营过程中辅助长斜腿受力，可显著改善超300米以上大跨度斜腿刚构桥的施工便利性和受力性能，基本克服大跨度混凝土梁桥主梁跨中因长期徐变影响而下挠开裂问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种地锚式斜腿刚构桥及其施工方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工程
，特别是一种地锚式斜腿刚构桥及其施工方法。

技术介绍

[0002]大跨度桥梁结构的主要形式包括梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等。目前，针对高山峡谷地区，梁桥一般在200米跨度以内较为经济；拱桥一般在400米跨度以内较为经济，斜拉桥一般在800米跨度以上较为经济，悬索桥一般要大于1000米跨度较为经济。针对跨度在400米到800米之间的大跨度桥梁结构，以上桥梁结构形式适应性均较差，成为长期以来困扰工程界的一个突出问题。实践中一般尽量通过调整线路标高来避免修建跨度在400米到800米之间的桥梁结构。若线路调整代价过高时，则可修建大跨度梁桥、拱桥或大跨度斜拉桥。
[0003]斜拉桥由于至少需3跨连续布置，且主跨跨度是边跨跨度的2倍左右，应用于跨度总长在400米至800米之间桥梁时，其主跨跨度一般在250米至350米之间，极不经济。此外，对于高山峡谷地区，斜拉桥主塔基础往往位于谷地，修建难度和造价极高，桥型竞争力不足。
[0004]大跨度拱桥建设方面，目前已建成的最大跨度拱桥约550米左右，其拱顶距离拱脚的高度差已达到110米以上，施工难度及风险均显著加大，难以大面积推广应用。而针对跨度在600米到800米之间的拱桥，目前还没有建成先例。主要原因是：拱圈结构尺寸随着跨度的增大而显著增长，目前的施工工艺和吊装设备均不能满足要求。
[0005]梁式桥具有结构受力优越、施工技术成熟、工程风险可控、工程造价低廉等显著优势，一直是大跨度桥梁建设的首选方案。但梁式桥一般采用混凝土结构，由于长期徐变下挠等原因，主跨跨度通常不超过200米。应用于高山峡谷地区时，往往需要修建超高桥墩，目前已建成的梁式桥桥墩已近200米，桥墩的工程造价已成为大跨径桥梁的主要部分。更为不利的是，对于绝大部分高山峡谷地貌，在谷底修建桥墩因为材料及设备无法达到等原因而不能实现。
[0006]为此，针对跨度在400米到800米左右的大跨度桥梁，必须寻求更为经济的桥梁结构形式。综合分析大跨度斜拉桥、大跨度拱桥和大跨度梁式桥三种桥型的优缺点，在现有大跨径梁式桥结构基础上进行改进，改善现有斜腿刚构桥的构造特点，在保持造价低廉的前提下，尽量减少桥墩施工难度，无疑是最有价值的方向。
[0007]现有斜腿刚构桥的设计方案中，斜腿一般采用V型短斜腿，有利于降低施工难度。斜腿长度一般在10米以内，斜腿的作用主要是增强墩顶区域主梁刚度。施工工艺是：采用满堂支架或托架作为短斜腿的支撑，待V型斜腿与0#块主梁连为整体并形成整体受力体系后，再拆除支架，按悬臂梁法对称施工主梁。因此，V型短斜腿方案由于斜腿长度短，对显著增大主桥跨度的实际意义较小，不适应跨度超200米的大跨径梁桥。
[0008]对于斜腿长度超过10米的长斜腿连续刚构桥，由于无法搭设支架施工长斜腿，且在刚构桥主梁中跨合拢前，斜腿不能作为独立体系进行受力，使得现有技术都无法建成长
斜腿刚构桥。因此，现有长斜腿方案同样不适用主跨超200米的大跨径桥梁。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种地锚式斜腿刚构桥及其施工方法，利用斜拉扣索、背索和地锚辅助超长斜腿(和主梁)受力，可显著改善超300米以上大跨度斜腿刚构桥的施工便利性和受力性能。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0011]一种地锚式斜腿刚构桥，包括长斜腿、主梁、斜拉索塔、地锚、第一斜拉扣索、斜拉背索和桥台，所述长斜腿的长度大于10m，所述长斜腿的一端与地基固定连接，所述长斜腿的另一端与所述主梁固定连接，所述斜拉索塔设置在所述主梁的两端，所述第一斜拉扣索的一端与所述长斜腿固定连接，所述第一斜拉扣索的另一端固定连接于所述斜拉索塔，所述斜拉背索的一端和所述地锚固定连接，所述斜拉背索的另一端固定连接于所述斜拉索塔。
[0012]本专利技术所述的地锚式斜腿刚构桥通过设置斜拉索塔、第一斜拉扣索、斜拉背索和地锚，能够在施工和运营过程中辅助长斜腿受力，从而长斜腿的长度能够设计为10m以上，甚至长斜腿的长度能够达到50m以上，可显著改善超300米以上大跨度斜腿刚构桥的施工便利性和受力性能，基本克服大跨度混凝土梁桥主梁跨中因长期徐变影响而下挠开裂问题。
[0013]同时，本专利技术所述的地锚式斜腿刚构桥有利于根据地形和场地条件选择桥梁基础位置，避免修建超高桥墩和在谷底(水中)施工。另外，斜拉索塔可作为桥梁施工过程的辅助设施，实现永临结合，施工便利性和经济性均得到改善。采用本专利技术的方案，可使得长斜腿刚构桥能够适用于400米到800米跨度，且经济指标明显优越。初步测算，与500米跨度的拱桥相比，地锚式长斜腿刚构桥造价将节约70％。
[0014]作为本专利技术的优选方案，地锚式斜腿刚构桥还包括第二斜拉扣索，所述第二斜拉扣索的一端与所述主梁固定连接，所述第二斜拉扣索的另一端固定连接于所述斜拉索塔。
[0015]本专利技术所述的地锚式斜腿刚构桥通过增设第二斜拉扣索，能够在施工和运营过程中辅助主梁受力，可显著改善超300米以上大跨度斜腿刚构桥的施工便利性和受力性能，基本克服大跨度混凝土梁桥主梁跨中因长期徐变影响而下挠开裂问题。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述第二斜拉扣索的一端与中跨主梁固定连接。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述第二斜拉扣索为直线型钢绞线。
[0018]作为本专利技术的优选方案，所述第一斜拉扣索和所述斜拉背索均为直线型钢绞线。
[0019]作为本专利技术的优选方案，两个所述长斜腿沿着所述主梁的中轴线对称设置。
[0020]作为本专利技术的优选方案，所述长斜腿为钢结构或者混凝土结构。
[0021]作为本专利技术的优选方案，所述斜拉索塔为钻石型结构或H型结构。
[0022]作为本专利技术的优选方案，所述地锚为岩锚、重力锚或桩锚。
[0023]本专利技术还公开了一种地锚式斜腿刚构桥的施工方法，施工所述的一种地锚式斜腿刚构桥，包括以下步骤：
[0024]步骤一：施工桥台、斜拉索塔以及长斜腿基础，开挖地锚，将斜拉背索的一端和所述地锚固定连接，将所述斜拉背索的另一端固定连接于所述斜拉索塔，将第一斜拉扣索、第二拉扣索的一端分别固定连接于所述斜拉索塔；
[0025]步骤二：将所述长斜腿按照施工模板条件进行分段，逐节段悬臂浇筑施工长斜腿混凝土，并逐节段张拉所述第一斜拉扣索；其中每一节段施工如下：安装长斜腿节段施工挂篮，将该节段第一斜拉扣索的另一端临时连接于所述挂篮，初始张拉该节段第一斜拉扣索，浇筑节段混凝土，待混凝土达到设计强度后，将该节段第一斜拉扣索从挂篮转移锚固至长斜腿，并调整第一斜拉扣索张拉力；
[0026]步骤三：托架施工所述长斜腿与所述主梁的连接部；
[0027]步骤四：对称悬臂施工中跨和边跨主梁，张拉主梁预应力，将所述第二斜拉扣索的一端与中跨主梁固定连接，根据设计受力需要张拉所述第二斜拉扣索；
[0028]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地锚式斜腿刚构桥，其特征在于，包括长斜腿(1)、主梁(2)、斜拉索塔(3)、地锚(4)、第一斜拉扣索(5)、斜拉背索(6)和桥台，所述长斜腿(1)的长度大于10m，所述长斜腿(1)的一端与地基固定连接，所述长斜腿(1)的另一端与所述主梁(2)固定连接，所述斜拉索塔(3)设置在所述主梁(2)的两端，所述第一斜拉扣索(5)的一端与所述长斜腿(1)固定连接，所述第一斜拉扣索(5)的另一端固定连接于所述斜拉索塔(3)，所述斜拉背索(6)的一端和所述地锚(4)固定连接，所述斜拉背索(6)的另一端固定连接于所述斜拉索塔(3)。2.根据权利要求1所述的地锚式斜腿刚构桥，其特征在于，还包括第二斜拉扣索(7)，所述第二斜拉扣索(7)的一端与所述主梁(2)固定连接，所述第二斜拉扣索(7)的另一端固定连接于所述斜拉索塔(3)。3.根据权利要求2所述的地锚式斜腿刚构桥，其特征在于，所述第二斜拉扣索(7)的一端与中跨主梁(2)固定连接。4.根据权利要求3所述的地锚式斜腿刚构桥，其特征在于，所述第二斜拉扣索(7)为直线型钢绞线。5.根据权利要求4所述的地锚式斜腿刚构桥，其特征在于，所述第一斜拉扣索(5)和所述斜拉背索(6)均为直线型钢绞线。6.根据权利要求1
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5任一所述的地锚式斜腿刚构桥，其特征在于，两个所述长斜腿(1)沿着所述主梁(2)的中轴线对称设置。7.根据权利要求1
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5任一所述的地锚式斜腿刚构桥，其特征在于，所述长斜腿(1)为钢结构或者混凝土结构。8.根据权利要求1
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5任一所述的地...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴再新，孙兵，杨如刚，韩瑀萱，周俊，张敏，冷顺多，高畅，
申请(专利权)人：四川蜀道新制式轨道集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：