一种装配式斜拉桥及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种装配式斜拉桥及其施工方法，解决了现有技术中斜拉桥需要现场搭建的问题，具有方便施工、绿色环保的有益效果，具体方案如下：基于数字孪生的斜拉桥装配式施工方法，包括钢

【技术实现步骤摘要】
一种装配式斜拉桥及其施工方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工程
，尤其是一种装配式斜拉桥及其施工方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]近年来，我国装配式建筑行业发展迅速，住建部也相应地制定了一系列规范和标准，对装配式结构给出了规范化的评价。相比于建筑行业，装配式桥梁结构的发展还不够成熟，相关规范的制定有待完善。为鼓励行业发展，国家出台了交通强国、绿色公路等许多积极政策，进一步推动了我国桥梁结构的工业化、标准化发展，在环保节能、方便施工等方面具有显著优势的装配式桥梁结构受到了越来越多的重视。
[0004]当前我国斜拉桥施工也逐渐采用了部分装配式施工方法，通常多为预制钢主梁节段、钢制上塔柱+现浇中、下塔柱相结合等方式，装配式施工的全局应用仍有较大局限。目前我国其他形式的预制主梁的研究工作还不够成熟，若要实现广泛应用，还需更进一步的研究；而国内预制塔柱的研究工作仍处于初期阶段，距离实际应用还有较大距离。斜拉桥装配式施工尚有非常大的研究空间。
[0005]专利技术人发现，传统斜拉桥施工时，主梁和桥塔多采用现浇混凝土施工，数字化信息化水平较低，往往会造成较大的污染，且施工周期长、施工效率低、施工质量效果无法得到有效保证。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供基于数字孪生的斜拉桥装配式施工方法，节能环保、施工速度快，生产效率高，施工质量较好。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0008]基于数字孪生的斜拉桥装配式施工方法，包括钢
‑
混组合梁预制构件和预制桥塔，钢
‑
混组合梁预制构件包括预制钢梁和预制桥面板，预制钢梁包括钢主梁、横向连接件和抗剪连接件，钢主梁腹板设置横向接头，横向接头与横向连接件连接，沿桥横向相邻两预制钢梁通过横向连接件连接，抗剪连接件固定于钢主梁以同预制桥面板连接，钢主梁顶板为现浇混凝土以进一步实现预制桥面板与预制钢梁的连接，预制钢梁和预制桥面板均与预制桥塔连接，预制桥塔包括多块顺次连接的预制块，预制桥塔与斜拉索连接。
[0009]如上所述的一种装配式斜拉桥，钢主梁为工字形板梁和/或槽形开口箱梁和/或闭口箱形梁，部分所述钢主梁内部设置支撑构件以支撑预制桥面板；
[0010]进一步地，支撑构件为K形横撑或预留通道的隔板，横撑或隔板之间间隔设定距离设置。
[0011]如上所述的一种装配式斜拉桥，所述抗剪连接件为剪力钉，剪力钉设置有多个，相邻两剪力钉之间间隔距离设置；
[0012]所述钢主梁为工字形板梁或槽形开口箱梁或闭口箱形梁；
[0013]所述横向连接件为工字形或H形，以方便相邻两钢主梁的连接。
[0014]如上所述的一种装配式斜拉桥，所述预制桥面板为在模板上制作的预留有剪力槽和预应力孔道的混凝土板件；
[0015]预制桥面板纵横向均伸出若干环形闭合钢筋，通过环形闭合钢筋搭接的方式连接相邻两预制桥面板。
[0016]如上所述的一种装配式斜拉桥，所述预制桥塔为预制H形桥塔，所述预制块包括上塔柱预制块、中塔柱预制块和下塔柱预制块。
[0017]如上所述的一种装配式斜拉桥，所述预制块一侧面沿纵桥向塔柱轴线和横桥向塔柱轴线分别布置多个插槽；所述预制块另一侧面设置与插槽对应的插块，插槽和插块配合保证相邻两预制块连接的稳定性；
[0018]所述预制块插槽、插块处设置连接孔以设置连接钢柱，在预制块连接时，连接钢柱插入连接孔进一步保证相邻两预制块连接的可靠性。
[0019]如上所述的一种装配式斜拉桥，部分所述预制块埋设斜拉索钢管，埋设斜拉索钢管的预制块内侧设置牛腿和钢锚梁，所述斜拉索通过钢管锚固在钢锚梁两端的锚块。
[0020]如上所述的一种装配式斜拉桥，所述预制块内设置钢筋，预制块一侧的最外围钢筋从预制块伸出有设定长度，预制块另一侧预埋有连接套筒，相邻两预制块连接时，预制块一侧最外围钢筋伸出的部分插入另一预制块的连接套筒。
[0021]第二方面，本专利技术还提供了一种装配式斜拉桥的施工方法，包括如下内容：
[0022]在一种装配式斜拉桥各构件加工之前，利用数字孪生系统建立虚拟仿真模型，模拟构件生产环境，对构件进行预加工预生产，确定构件加工生产的精确尺寸；同时利用相应技术将已加工完成的一种装配式斜拉桥各构件与建立的模型对比分析，检验加工偏差；
[0023]开始加工生产，预制桥面板和预制桥塔浇筑养护时，利用数字孪生系统实时监控养护室内的湿度温度；
[0024]在钢
‑
混组合梁预制构件和预制桥塔吊装拼接前，利用数字孪生系统进行预拼装，及时发现拼装连接过程中可能存在的薄弱环节和拼装偏差；
[0025]开始施工，利用数字孪生系统，实时监控现场施工情况，同步显示钢
‑
混组合梁预制构件和预制桥塔的变形和受力情况，实时监测拉索应力、结构线性和受力变化；
[0026]施工完成后，利用数字孪生系统对斜拉桥进行健康监测。
[0027]如上所述的一种装配式斜拉桥的施工方法，施工过程中，在预制块上表面铺设设定厚度的砂浆或混凝土作为填充剂和连接剂，增强预制块连接的整体性；
[0028]预制桥面板纵向连接时，在预留的预应力管道处安装预应力筋接头，待预制桥面板湿接缝浇筑完成后张拉预应力，对预制桥面板接缝提供预压力，以增强纵向连接。
[0029]上述本专利技术的有益效果如下：
[0030]1)本专利技术中装配式斜拉桥的提供，钢
‑
混组合梁预制构件和预制桥塔均在工厂预制，实现构件的标准化生产，提高生产精度和工程质量；预制构建能够改善现场湿作业环境，减少施工污染，绿色低碳；简化施工工序，缩短施工周期，提高现场施工效率；在一定程度上降低对技术工人的需求，提高劳动率。
[0031]2)本专利技术中采用钢
‑
混组合梁预制构件，充分发挥材料特性，节省材料，减轻了自
重，优化了截面尺寸，缩短施工周期；对于大跨径的斜拉桥来说(尤其是400～600m)，经济效益好。
[0032]3)本专利技术中预制钢梁之间通过横向连接件连接，预制钢梁与预制桥面板通过抗剪连接件连接，保证预制钢梁与预制桥面板连接的稳定性和可靠性。
[0033]4)本专利技术中桥塔包括多块预制块，相邻两预制块通过插槽和插块实现插接，不仅保证预制块安装时的快速定位，也保证相邻两预制块连接的稳定性；进一步插槽和插块处设置连接孔以设置在预制块安装时插入连接钢柱，为上下相邻两预制块连接时的重要构件，充分保证预制块连接的可靠性。
[0034]5)本专利技术施工方法中，采用钢
‑
混组合梁预制构件和预制桥塔，能够避免现场浇筑大量混凝土及其养护工作，大大缩短工期；进行工厂预制可实现标准化生产，保证构件的生产质量和施工效果；同时减少建筑垃圾的产生，减少环境污染；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式斜拉桥，其特征在于，包括钢
‑
混组合梁预制构件和预制桥塔，钢
‑
混组合梁预制构件包括预制钢梁和预制桥面板，预制钢梁包括钢主梁、横向连接件和抗剪连接件，钢主梁腹板设置横向接头，横向接头与横向连接件连接，沿桥横向相邻两预制钢梁通过横向连接件连接，抗剪连接件固定于钢主梁以同预制桥面板连接，钢主梁顶板为现浇混凝土以进一步实现预制桥面板与预制钢梁的连接，预制钢梁和预制桥面板均与预制桥塔连接，预制桥塔包括多块顺次连接的预制块，预制桥塔与斜拉索连接。2.根据权利要求1所述的一种装配式斜拉桥，其特征在于，部分所述钢主梁内部设置支撑构件以支撑预制桥面板；进一步地，支撑构件为K形横撑或预留通道的隔板。3.根据权利要求1所述的一种装配式斜拉桥，其特征在于，所述抗剪连接件为剪力钉；所述钢主梁为工字形板梁或槽形开口箱梁或闭口箱形梁；所述横向连接件为工字形或H形。4.根据权利要求1所述的一种装配式斜拉桥，其特征在于，所述预制桥面板为在模板上制作的预留有剪力槽和预应力孔道的混凝土板件；预制桥面板纵横向均伸出若干环形闭合钢筋，通过环形闭合钢筋搭接的方式连接相邻两预制桥面板。5.根据权利要求1所述的一种装配式斜拉桥，其特征在于，所述预制桥塔为预制H形桥塔，所述预制块包括上塔柱预制块、中塔柱预制块和下塔柱预制块。6.根据权利要求1所述的一种装配式斜拉桥，其特征在于，所述预制块一侧面沿纵桥向塔柱轴线和横桥向塔柱轴线分别布置多个插槽；所述预制块另一侧面设置与插槽对应的插块；所述预制块插槽、插块处设置连接孔以设置连接钢柱。7.根据权利要求1所述的一种装配式斜拉桥，其特征在于，部分所述预制块埋设斜拉索钢管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨则英，孙芮，段蓉蓉，高庆水，王洪云，单传皓，侯小风，徐静华，鞠旭强，侯大伟，赵振宇，张雪，刘环，孙德芳，曲伟松，杨乾一，毕传龙，曲植霖，曲建波，许静，刘冬梅，
申请(专利权)人：山东省交通工程监理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：