一种大跨径钢结构拱桥及施工方法

技术领域

本申请涉及公路工程桥梁领域，具体而言，涉及一种大跨径钢结构拱桥。

背景技术

随着拱桥技术在国内的不断发展，为了提供钢结构拱桥的跨越能力，拱桥 的跨径和连拱数量在逐步提高。传统的中承式钢结构拱桥结构，拱肋受力通过 拱座结构抵消和传递，这样的缺点为：

(1)随着拱桥跨径的增加，拱座受到的荷载越来越大，拱肋产生的横向 水平分力只能通过拱座进行抵消，拱座处受力太大容易产生质量病害。

(2)各拱肋项目独立，整体稳定性较差。

(3)拱座线形上下起伏太大，缺乏一定的美感。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种大跨径钢结构拱桥及施工方法，通过将其 与邻近拱肋及拱座进行连接，增加桥梁整体稳定性。

本申请的主要目的在于提供一种大跨径钢结构拱桥，包括桥面、边拱肋、 中间拱肋，所述桥面的下方两侧设有墩台，所述中间拱肋、边拱肋位于所述桥 面的两侧，所述中间拱肋的两端与所述边拱肋连接，所述边拱肋的另一端与所 述墩台连接，所述中间拱肋、边拱肋连接处设有中间三角区结构，所述边拱肋 与墩台连接处设有边三角区结构。

优选地，所述中间三角区结构包括与边拱肋的拱脚、中间拱肋的拱脚相连 接的中间上肢拱，所述中间上肢拱、拱脚之间还连接有边立柱，所述中间上肢 拱与所述拱座之间设有中间立柱。

优选地，所述边三角区结构包括与边拱肋的拱脚、下肢拱相连接的侧边上 肢拱，所述中间上肢拱、拱脚之间还连接有边立柱，所述侧边上肢拱与所述拱 座之间设有中间立柱。

优选地，所述中间上肢拱呈凹弧形状，所述侧边上肢拱呈斜坡状。

优选地，所述桥面下设有数个拱座，所述下肢拱、拱脚均与所述拱座连接。

优选地，所述桥面与所述中间拱肋、边拱肋间设有若干个吊杆，所述吊杆 由镀锌平行钢丝束组成。

优选地，所述墩台、拱座的下方设有设有灌注桩基础，所述拱座为凸型实 体墩。

优选地，所述拱座与所述灌注桩基础之间设有矩形承台，所述拱座直径 9-10m，所述矩形承台的直径11m-13m，所述矩形承台厚度4-5m。

本申请还提供了一种大跨径钢结构拱桥的施工方法，包括以下步骤：

S1，拱座钢混结合段施工：拱座混凝土浇筑时，将拱座与边拱肋、中间拱 肋连接的预埋板，及与上肢拱连接的包边板预埋到位，且进行精确定位；

S2，三角区结构及主拱系梁施工：运梁车从小桩号侧驶入主桥安装区，并 将边跨及边三角区各块段运输至拱座外侧龙门吊正下方，龙门吊依次从拱脚位 置向拱肋方向安装桥梁块段，边三角区安装完成后进行中间三角区结构拱肋安 装，安装顺序和方法相同；

S3，桥面系安装：从两侧对称向跨中安装与支架无冲突位置的桥面系块段；

S4，拱肋安装：主拱系梁安装完成后，继续接高支架至拱肋底部，并依次 从两侧向中间对称分段安装拱肋，空钢管节段间以临时螺栓连接，空钢管合拢； 钢管分段处避开中间拱肋的横梁和吊杆；调整好拱轴线后，节段间的接缝予以 焊接；焊接或栓接拱顶排气孔；

S5，安装侧板上肢拱、中间上肢拱：将侧板上肢拱、中间上肢拱与拱肋、 三角区进行焊接连成一个整体。

优选地，还包括步骤对拱座、矩形承台、灌注桩基础施工：浇筑灌注桩基 础和矩形承台，然后浇筑拱座和墩台，浇筑拱座和墩台时，预埋拱肋拱脚钢管、 拱脚局部承压钢板、拱脚外包砼钢筋预埋件等预埋件，浇筑拱座和墩台时预先 安装支架、拱脚空钢管。

优选地，在步骤S3中，采用系杆拉索无损牵引放线系统，卷制系杆成品 索盘，搭设固定盘架，系杆成品索盘放置于盘架底板之上，搭设拉索托架，安 装带滚轮竖向导槽，引出牵引钢丝绳，启动卷扬机，牵引过程速度保持匀速， 牵引到位后留出足够的工作长度，调整导轮架标高满足设计，安装系杆锚头： 最后安装预应力系杆锚端。

本申请的有益效果是：通过在拱肋及拱座之间设置三角区结构，不仅能够 将邻近拱肋进行连接、增加整体稳定性，还能通过拱肋抵消一部分水平分力， 且给拱座增加一个垂直方向的分力，进一步优化拱座的整体稳定性。并通过侧 边上肢拱、中间上肢拱将相邻两起伏较大的拱肋进行连接，增加了曲线的平滑 性和美感。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请 的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用 于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的一种大跨径钢结构拱桥的主视图；

图2是图1的边三角区结构示意图；

图3是图1的中间三角区结构示意图。

图中：1-边拱肋，2-中间拱肋，3-中间上肢拱，4-侧边上肢拱，5-下肢拱， 6-拱脚，7-拱座，8-墩台，9-灌注桩基础，10-吊杆，11-中间立柱，12-桥面， 13-伸缩缝，14-边立柱，71-矩形承台。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施 例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申 请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第 一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后 次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申 请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于 覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产 品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出 的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、 “顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、 “纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术 语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元 件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于 表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或 连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在 本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参阅图1-3，本申请提供了一种大跨径钢结构拱桥，包括桥面12、边拱 肋1、中间拱肋2，所述桥面12的下方两侧设有墩台8，所述中间拱肋2、边 拱肋1位于所述桥面12的两侧，所述中间拱肋2的两端与所述边拱肋1连接， 所述边拱肋1的另一端与所述墩台8连接，所述中间拱肋2、边拱肋1连接处 设有中间三角区结构，所述边拱肋1与墩台8连接处设有边三角区结构。

在本实施例中，所述中间三角区结构包括与边拱肋1的拱脚6、中间拱肋 2的拱脚相连接的中间上肢拱3，所述中间上肢拱3、拱脚6之间还连接有边 立柱14，所述中间上肢拱3与所述拱座7之间设有中间立柱11。

在本实施例中，所述边三角区结构包括与边拱肋1的拱脚6、下肢拱5相 连接的侧边上肢拱4，所述中间上肢拱3、拱脚6之间还连接有边立柱14，所 述侧边上肢拱4与所述拱座7之间设有中间立柱11。

在本实施例中，所述中间上肢拱3呈凹弧形状，所述侧边上肢拱4呈斜坡 状。

在本实施例中，所述桥面12下设有数个拱座7，所述下肢拱5、拱脚6 均与所述拱座7连接。

在本实施例中，所述桥面12与所述中间拱肋2、边拱肋1间设有若干个 吊杆10，所述吊杆10由镀锌平行钢丝束组成。

在本实施例中，所述墩台8、拱座7的下方设有设有灌注桩基础9，所述 拱座7为凸型实体墩。

在本实施例中，所述拱座7与所述灌注桩基础9之间设有矩形承台71， 所述拱座7直径9-10m，所述矩形承台71的直径11m-13m，所述矩形承台71 厚度4-5m。

S1，拱座钢混结合段施工：拱座混凝土浇筑时，将拱座与边拱肋、中间拱 肋连接的预埋板，及与上肢拱连接的包边板预埋到位，且进行精确定位；

S2，三角区结构及主拱系梁施工：运梁车从小桩号侧驶入主桥安装区，并 将边跨及边三角区各块段运输至拱座外侧龙门吊正下方，龙门吊依次从拱脚位 置向拱肋方向安装桥梁块段，边三角区安装完成后进行中间三角区结构拱肋安 装，安装顺序和方法相同；

S3，桥面系安装：从两侧对称向跨中安装与支架无冲突位置的桥面系块段；

S4，拱肋安装：主拱系梁安装完成后，继续接高支架至拱肋底部，并依次 从两侧向中间对称分段安装拱肋，空钢管节段间以临时螺栓连接，空钢管合拢； 钢管分段处避开中间拱肋的横梁和吊杆；调整好拱轴线后，节段间的接缝予以 焊接；焊接或栓接拱顶排气孔；

S5，安装侧板上肢拱、中间上肢拱：将侧板上肢拱、中间上肢拱与拱肋、 三角区进行焊接连成一个整体。

还包括步骤对拱座、矩形承台、灌注桩基础施工：浇筑灌注桩基础和矩形 承台，然后浇筑拱座和墩台，浇筑拱座和墩台时，预埋拱肋拱脚钢管、拱脚局 部承压钢板、拱脚外包砼钢筋预埋件等预埋件，浇筑拱座和墩台时预先安装支 架、拱脚空钢管。

在步骤S3中，采用系杆拉索无损牵引放线系统，卷制系杆成品索盘，搭 设固定盘架，系杆成品索盘放置于盘架底板之上，搭设拉索托架，安装带滚轮 竖向导槽，引出牵引钢丝绳，启动卷扬机，牵引过程速度保持匀速，牵引到位 后留出足够的工作长度，调整导轮架标高满足设计，安装系杆锚头：最后安装 预应力系杆锚端。

通过在拱肋及拱座之间设置三角区结构，不仅能够将邻近拱肋进行连接、 增加整体稳定性，还能通过拱肋抵消一部分水平分力，且给拱座增加一个垂直 方向的分力，进一步优化拱座的整体稳定性。通过上肢拱曲线将起伏较大的拱 肋进行连接，增加了曲线的平滑性和美感。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领 域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之 内。