一种主拱及劲性骨架-钢管混凝土拱桥制造技术

本发明专利技术涉及一种主拱及劲性骨架

【技术实现步骤摘要】
一种主拱及劲性骨架
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钢管混凝土拱桥


[0001]本专利技术涉及拱桥式
，特别是一种主拱及劲性骨架
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钢管混凝土拱桥。

技术介绍

[0002]随着我国高速公路建设深入到西部山区，越来越多的大跨桥梁应用于跨越山区沟谷，其中钢管混凝土拱桥作为一种经济性好、承载力高、跨越能力强的桥型具有较强的竞争力。但是，在我国山区尤其是西南山区交通运输条件较为落后，建设大跨钢管混凝土拱桥将面临苛刻的施工运输条件和安装条件，钢结构的运输和安装受到限制，故急需开发一种适应于山区条件的新型钢管混凝土拱桥结构。
[0003]现有的钢管混凝土拱桥的主拱一般采用单管、哑铃型或桁式钢管混凝土结构，要满足山区拱桥受力需求，必须将该类主拱的主管尺寸设置得足够大，才能保证拱桥结构受力满足要求。现有桁式钢管混凝土拱桥需根据跨径需求确定主拱主管合适尺寸，当跨径超过300m时，主管管径和拱肋总宽分别超过1000mm和4500m，拱肋节段尺寸超过了山区交通运输能力，只能采用费时费力的主管单管运输，施工效率降低，施工周期增加，施工过程风险更高，施工成本增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对现有技术的桁式钢管混凝土拱桥的主管管径较大时，使得其拱肋总宽较宽，拱肋节段尺寸超过了山区交通运输能力，只能采用费时费力的主管单管运输，使得存在施工效率降低、施工周期增加、施工过程风险更高、施工成本增加的问题，提供一种主拱及劲性骨架
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钢管混凝土拱桥。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种主拱，包括四根主管、若干拱内横联和若干腹联，其中两根所述主管位于上弦，另外两根所述主管位于下弦，四根所述主管通过所述拱内横联和所述腹联连接形成骨架，四根所述主管内均填充有混凝土，主拱纵向包括位于其两端的第一主拱段和位于其纵向中部的第二主拱段，所述第一主拱段的骨架外包有钢筋混凝土形成箱式结构，所述箱式结构包括顶板、底板和两侧的腹板。
[0007]本方案中，四根主管内均填充有混凝土，四根主管、若干拱内横联和若干腹联组合形成骨架结构，骨架结构的横截面形状可以根据需求选择；主拱纵向中部的第二主拱段为桁式钢管混凝土结构，主拱纵向两端为第一主拱段，第一主拱段的骨架外包有钢筋混凝土形成具有顶板、底板和两侧的腹板的箱式结构，使得第一主拱段的承载能力被加强，可以有效解决拱脚段主拱轴力大的受力难题，从而达到可优化主拱主管尺寸的目的。跨径超过300m的拱桥采用本方案的主拱，在保持主拱受力安全性不变的基础上可以减小主管尺寸20％以上，拱肋节段宽度即骨架的最大宽度减小为3000mm，可满足运输条件，解决山区交通运输条件下主拱节段运输与安装难题，使得施工效率升高、施工周期缩短、施工过程风险更低、施工成本降低，同时，该主拱保有了拱桥经济性好、承载力高、跨越能力强的竞争力。
[0008]优选的，所述第一主拱段和所述第二主拱段之间具有刚度渐变主拱段，从所述第一主拱段到所述第二主拱段，所述刚度渐变主拱段的刚度逐渐降低，避免了主拱刚度突变影响主拱构件局部受力过大。
[0009]优选的，所述刚度渐变主拱段连接所述第一主拱段的一端的骨架外包有钢筋混凝土形成箱式结构，所述刚度渐变主拱段连接所述第二主拱段的一端仅包括顶板、底板以及连接顶板和底板之间的腹联，从所述第一主拱段到所述第二主拱段，所述刚度渐变主拱段的腹联的外包钢筋混凝土形成的腹板的高度逐渐变小。
[0010]采用了腹板外包高度逐渐由全高外包一次线性变化至腹板无外包的构造措施，使得刚度渐变主拱段的刚度变化更加平缓，有利于结构安全。
[0011]优选的，从所述第一主拱段到所述第二主拱段，所述刚度渐变主拱段的腹联从其中部向两端逐渐没有外包钢筋混凝土。
[0012]腹板外包高度逐渐由全高外包一次线性变化至腹板无外包时，优先从径向中部开始不外包钢筋混凝土，使得主拱上弦和下弦的刚度平衡，使得刚度渐变主拱段的刚度变化更加平缓，有利于结构安全。
[0013]优选的，所述第一主拱段的腹联为第一腹联，所述第一腹联为三角结构，所述三角结构的其中两个角部分别连接竖向相邻的两根主管，所述三角结构的剩余的角部连接相邻的所述第一腹联，且所述三角结构的剩余的角部位于竖向相邻的两根主管中间并沿主拱的轴线朝向拱脚。
[0014]第一腹联采用上述布置朝向拱脚方向的三角结构，更有利于分担主拱轴力，减小主管轴向力，主管受力更安全。且在第一主拱段受力确定的情况下，外包钢筋混凝土的厚度确定，可以使得第一腹联的管件尺寸小于所述第二腹联的管件尺寸，考虑到杆件计算长度折减，将长度尽可能减小，采用三角形布置管件的长度最小，杆件的长度折减最小，受力最好。
[0015]优选的，所述第二主拱段的腹联为第二腹联，所述第二腹联为类N字形结构，相较于三角结构，类N字形结构的形式更加简单，便于施工，且能够满足主拱纵向中部的受力。
[0016]优选的，所述第一腹联和所述第二腹联分别包括若干管件，所述第一腹联的管件尺寸小于所述第二腹联的管件尺寸，节约成本，避免造成承载力过剩。
[0017]优选的，所述骨架的横截面为矩形，所述主管的管径大于300mm且小于或等于900mm，所述骨架的宽度小于3000mm，所述第一主拱段的长度为20m
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40m，能够满足将主管的管径减小至大于300mm、小于或等于900mm范围内，进而使得骨架的宽度能够小于3000mm，使得能够满足山区交通运输能力。
[0018]一种劲性骨架
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钢管混凝土拱桥，包括两个主拱，两个主拱位于拱桥两侧，两个主拱之间通过拱间横撑连接。
[0019]本方案所述劲性骨架
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钢管混凝土拱桥，其主拱的第一主拱段为矩形骨架外包钢筋混凝土形成具有顶板、底板和两侧的腹板的箱式结构，主拱的第一主拱段的承载能力被加强，可以有效解决拱脚段主拱轴力大的受力难题，从而达到可优化主拱主管尺寸的目的，进而能够减小拱肋节段宽度，可满足拱肋节段的运输条件，解决山区交通运输条件下主拱节段运输与安装难题，使得施工效率升高、施工周期缩短、施工过程风险更低、施工成本降低，同时，该拱桥保有了拱桥经济性好、承载力高、跨越能力强的竞争力。
[0020]优选的，所述拱间横撑包括上弦横撑和下弦横撑；
[0021]所述上弦横撑包括若干横撑弦管和若干横撑斜管，所述横撑斜管连接两个相邻的横撑弦管，相邻两个横撑斜管与对应所述横撑弦管形成等腰三角形，
[0022]所述下弦横撑包括所述上弦横撑一半数量的横撑弦管，所述横撑弦管连接两个主拱对应的主管，所述下弦横撑的横撑弦管与对应的上弦横撑的横撑弦管通过横撑腹管连接，相邻两个所述横撑腹管与对应所述横撑弦管形成直角三角形。
[0023]采用上述拱间横撑连接两个主拱，上弦横撑的横撑弦管连接两个主拱的上弦的主管，下弦横撑的横撑弦管连接两个主拱的下弦的主管，下弦横撑的横撑弦管与对应的上弦横撑的横撑弦管通过横撑腹管连接形成直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主拱，包括四根主管(4)、若干拱内横联和若干腹联，其中两根所述主管(4)位于上弦，另外两根所述主管(4)位于下弦，四根所述主管(4)通过所述拱内横联和所述腹联连接形成骨架，四根所述主管(4)内均填充有混凝土，其特征在于，主拱纵向包括位于其两端的第一主拱段(1)和位于其纵向中部的第二主拱段(3)，所述第一主拱段(1)的骨架外包有钢筋混凝土形成箱式结构(6)，所述箱式结构(6)包括顶板(61)、底板(62)和两侧的腹板(63)。2.根据权利要求1所述的主拱，其特征在于，所述第一主拱段(1)和所述第二主拱段(3)之间具有刚度渐变主拱段(2)，从所述第一主拱段(1)到所述第二主拱段(3)，所述刚度渐变主拱段(2)的刚度逐渐降低。3.根据权利要求2所述的主拱，其特征在于，所述刚度渐变主拱段(2)连接所述第一主拱段(1)的一端的骨架外包有钢筋混凝土形成箱式结构(6)，所述刚度渐变主拱段(2)连接所述第二主拱段(3)的一端仅包括顶板(61)、底板(62)以及连接顶板(61)和底板(62)之间的所述腹联，从所述第一主拱段(1)到所述第二主拱段(3)段，所述刚度渐变主拱段(2)的腹联的外包钢筋混凝土形成的腹板(63)的高度逐渐变小。4.根据权利要求3所述的主拱，其特征在于，从所述第一主拱段(1)到所述第二主拱段(3)，所述刚度渐变主拱段(2)的腹联从其中部向两端逐渐没有外包钢筋混凝土。5.根据权利要求1所述的主拱，其特征在于，所述第一主拱段(1)的腹联为第一腹联，所述第一腹联为三角结构，所述三角结构的其中两个角部分别连接竖向相邻的两根所述主管(4)，所述三角结构的剩余的角部连...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙才志，牟廷敏，梁健，范碧琨，谭邦明，林小军，王戈，肖雨，李畅，温信根，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：