用于提高单片拱横向稳定性的结构体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及带有销铰式吊杆的拱桥结构设计领域，更具体地说它是一种用于提高单片拱横向稳定性的结构体系。本发明还涉及这种用于提高单片拱横向稳定性的结构体系的施工方法。

背景技术

梁拱组合体系桥梁在追求结构造型轻盈美观的过程中，强梁弱拱的设计越来越多；对于单片拱的强梁弱拱组合体系桥梁，横向稳定性控制着结构设计。

因此，研发一种用于提高单片拱横向稳定性的结构体系很有必要。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种用于提高单片拱横向稳定性的结构体系。

本发明的第二目的是为了提供这种用于提高单片拱横向稳定性的结构体系的施工方法。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：用于提高单片拱横向稳定性的结构体系，其特征在于：

包括第一拱肋、第二拱肋、耳板、第一吊杆和第二吊杆；

所述第一拱肋通过腹杆与第二拱肋连接；

所述耳板套箍于第二拱肋锚固位置并紧密焊接，耳板下端有两个销轴孔；

所述第一吊杆和第二吊杆上端均通过销轴与耳板下端的销轴孔连接，下端均与主梁锚固装置连接；

所述第一吊杆和第二吊杆呈八字形。

在上述技术方案中，所述第二拱肋位于第一拱肋下方，第一拱肋、第二拱肋和腹杆呈哑铃形。

在上述技术方案中，还包括第三拱肋；所述第一拱肋通过平联杆与第三拱肋连接；所述第一拱肋和第三拱肋均通过腹杆与第二拱肋连接；所述第一拱肋、第三拱肋、第二拱肋、腹杆、平联杆呈倒三角形。

在上述技术方案中，垫圈位于在销轴孔两侧。

在上述技术方案中，所述第一吊杆和第二吊杆上端的铰接式锚头与垫圈之间的间隙为：d≥L×SIN(θ)，其中L为垫圈的直径，第一吊杆和第二吊杆平面外允许转动量为±θ。

在上述技术方案中，所述垫圈包括中空的弧形圆台结构和中空的圆柱结构；所述中空的弧形圆台结构上表面为小圆，下表面为大圆，厚度为t

所述中空的圆柱结构直径为L，厚度为t

在上述技术方案中，所述耳板上绕第二拱肋中心间隔设置有多个加劲肋。

为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：用于提高单片拱横向稳定性的结构体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将垫圈通过销轴定位焊接于耳板的销轴孔两侧；

步骤2：将耳板套箍于第二拱肋锚固位置并紧密焊接；

步骤3：将多个加劲肋绕第二拱肋中心间隔焊接在耳板上；

步骤4：当第一拱肋(11)与第二拱肋(2)呈哑铃型时，将第一拱肋通过腹杆与第二拱肋连接；

当第一拱肋、第三拱肋、第二拱肋、腹杆、平联杆呈倒三角形时，将第一拱肋通过平联杆与第三拱肋连接；所述第一拱肋和第三拱肋均通过腹杆与第二拱肋连接；

步骤5：在第一拱肋、第三拱肋和第二拱肋中灌注混凝土；

步骤6：将第一吊杆和第二吊杆上端销铰式锚头与耳板通过销轴连接，下端与梁体锚固装置连接；

步骤7：根据设计的吊杆力同时同步将第一吊杆和第二吊杆对称张拉；

步骤8：测试并调整吊杆内力，达到设计值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明通过在第三拱肋锚固点设置横向撇开的八字形双吊杆，提高了拱肋结构的横向刚度，本发明的稳定系数较单片拱肋单吊杆梁拱组合体系提高了2-3倍，有效的解决了单片拱的强梁弱拱组合体系桥梁的横向稳定问题。

2)本发明有效的实现拱桥吊杆在平面内以及平面外的转动，解决了吊杆张拉过程中以及后期运营维护过程中的转动需求。耳板整体套箍与钢管混凝土周围，连接安全性高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为第一拱肋和第二拱肋呈哑铃形时的侧视图。

图3为第一拱肋、第二拱肋和第三拱肋呈倒三角形时的侧视图。

图4为第二拱肋、耳板和第一吊杆的结构示意图。

图5为图4的侧视图。

图6为耳板和第一吊杆连接处的示意图。

图7为垫圈的弧形圆台结构的结构示意图。

图8为垫圈的尺寸图。

其中，11-第一拱肋，12-第三拱肋，2-第二拱肋，3-耳板，31-垫圈，311-弧形圆台结构，32-加劲肋，41-第一吊杆，42-第二吊杆，51-腹杆，52-平联杆。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：用于提高单片拱横向稳定性的结构体系，其特征在于：

包括第一拱肋11、第二拱肋2、耳板3、第一吊杆41和第二吊杆42；

所述第一拱肋1通过腹杆51与第二拱肋2连接；

所述耳板3套箍于第二拱肋2锚固位置并紧密焊接，耳板3下端有两个销轴孔；

所述第一吊杆41和第二吊杆42上端均通过销轴与耳板3下端的销轴孔连接，下端均与主梁锚固装置连接；

所述第一吊杆41和第二吊杆42呈八字形。

所述第二拱肋2位于第一拱肋11下方，第一拱肋11、第二拱肋2和腹杆51呈哑铃形。

还包括第三拱肋12；所述第一拱肋11通过平联杆52与第三拱肋12连接；所述第一拱肋11和第三拱肋12均通过腹杆61与第二拱肋2连接；所述第一拱肋11、第三拱肋12、第二拱肋2、腹杆51、平联杆52呈倒三角形。

垫圈31位于在销轴孔两侧。

所述第一吊杆41和第二吊杆42上端的铰接式锚头与垫圈31之间的间隙为：d≥L×SINθ，其中L为垫圈31的直径，第一吊杆41和第二吊杆42平面外允许转动量为±θ。平面为第一吊杆41和第二吊杆42绕销轴转动的平面。

所述垫圈31包括中空的弧形圆台结构311和中空的圆柱结构；所述中空的弧形圆台结构311上表面为小圆，下表面为大圆，厚度为t

所述中空的圆柱结构直径为L，厚度为t

所述耳板3上绕第二拱肋2中心间隔设置有多个加劲肋32。

用于提高单片拱横向稳定性的结构体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将垫圈31通过销轴定位焊接于耳板3的销轴孔两侧；

步骤2：将耳板3套箍于第二拱肋2锚固位置并紧密焊接；

步骤3：将多个加劲肋32绕第二拱肋2中心间隔焊接在耳板3上；

步骤4：当第一拱肋(11)与第二拱肋(2)呈哑铃型时，将第一拱肋11通过腹杆51与第二拱肋2连接；

当第一拱肋11、第三拱肋12、第二拱肋2、腹杆51、平联杆52呈倒三角形时，将第一拱肋11通过平联杆52与第三拱肋12连接；所述第一拱肋11和第三拱肋12均通过腹杆51与第二拱肋2连接；

步骤5：在第一拱肋11、第三拱肋12和第二拱肋2中灌注混凝土；

步骤6：将第一吊杆41和第二吊杆42上端销铰式锚头与耳板3通过销轴连接，下端与梁体锚固装置连接；

步骤7：根据设计的吊杆力同时同步将第一吊杆41和第二吊杆42对称张拉；

步骤8：测试并调整吊杆内力，达到设计值。

其它未说明的部分均属于现有技术。