CN101864727A - 拱桥主拱多次竖转施工中上、下拱肋的连接方法及中间铰 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拱桥主拱多次竖转施工中上、下拱肋的连接方法及中间铰，该中间铰包括上铰座、下铰座和销轴，上铰座包括第一钢管、用于连接上拱段的上支腿组件和上连接铰座，第一钢管内灌注混凝土且其外端面上焊接有第一连接法兰，上支腿组件和上连接铰座分别焊接在第一钢管的外圆周面上；下铰座包括第二钢管、用于连接下拱段的下支腿组件和下连接铰座，第二钢管内灌注混凝土且其外端面上焊接有第二连接法兰，下支腿组件和下连接铰座分别焊接在第二钢管的外圆周面上；上连接铰座和下连接铰座通过销轴铰接。本发明利用钢管、混凝土结构作为分配梁进行不同拱面的角度转换，使该中间铰在拱肋由负角度转为正角度的过程中，能合理的满足不同方向的受力要求。

Description

拱桥主拱多次竖转施工中上、下拱肋的连接方法及中间铰

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及拱桥主拱多次竖转施工中上、下拱肋的连接方法及中间铰。

背景技术

由于拱桥具有跨越能力大、耐久性能大，并且养护、维修费用小，外形美观、构造较简单等优点，因此，越来越广泛地应用于当今的桥梁建设中。

拱桥主拱的施工方法主要有就地灌注或砌筑、无支架吊装、转体施工等几种。其中转体施工法更是具有突出的优点，主要体现在：结构合理、受力明确、节省施工用料、减少安装架设工序，变复杂的、技术性强的水上高空作业为岸边陆上作业，施工速度快，不但施工安全、质量可靠，而且不影响通航，减少施工费用和机具设备，造价低，因此，转体施工法受到施工各界的欢迎，它是具有良好经济效益的拱桥施工方法之一。

竖向转体施工是在拱座处或拱座后山体上先竖向预制半拱，然后在桥位平面内绕拱脚将其转动合龙成拱。在竖向转体中，根据河道情况、桥位地形、自然环境等方面的条件和要求，半跨拱圈在竖直向上拼装时，将严格受到其后山体的影响，给施工带来很大的不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决拱桥主拱多次竖转施工中，受自然环境影响较大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种拱桥主拱多次竖转施工中用于连接各段拱肋的中间铰，包括上铰座、下铰座和销轴，上铰座包括第一钢管、用于连接上拱段的上支腿组件和上连接铰座，第一钢管内灌注混凝土且其内端面上焊接有第一连接法兰，上支腿组件和上连接铰座分别焊接在第一钢管的外圆周面上；下铰座包括第二钢管、用于连接下拱段的下支腿组件和下连接铰座，第二钢管内灌注混凝土且其内端面上焊接有第二连接法兰，下支腿组件和下连接铰座分别焊接在第二钢管的外圆周面上；上连接铰座和下连接铰座通过销轴铰接。

在上述方案中，所述上、下连接铰座分别包括两块相对设置的上、下耳板，上、下耳板上分别设有相对设置的第一、第二通孔，两块上耳板外侧面之间的距离与两块下耳板之间的间隙相适配。

在上述方案中，上耳板的内侧面上分别焊接有第一加强圈，且第一加强圈与第一通孔同心，上耳板的左、右端面上分别焊接有上封板，形成封装箱式结构；下耳板的外侧面上分别焊接有第二加强圈，第二加强圈与第二通孔同心。

在上述方案中，上、下支腿组件分别包括左、右支腿，左、右支腿分别包括两根平行设置的支腿撑杆，两根支腿撑杆之间通过十字形撑杆焊接为一体，左、右支腿分别呈人字形焊接在第一、第二钢管的外圆周面上。

本发明还提供了一种拱桥主拱多次竖转施工中上、下拱肋的连接方法，包括以下步骤：

A10、在左、右两幅上、下拱肋根部的内侧表面上分别焊接节点板，上、下拱肋的竖向面内的两个节点板分别通过拉杆连接为一体，且上、下拱肋根部在横向面内通过横梁连接为一体；

A20、将上述结构的中间铰的上、下支腿组件分别固定在左、右两幅拱肋的节点板上；

A30、左、右两幅拱肋的第一、第二钢管上的第一、第二连接法兰分别通过横撑连接为一体，两幅拱肋在根部分别通过风撑连接为一体。

本发明利用钢管、混凝土结构作为分配梁进行不同拱面的角度转换，使该中间铰在拱肋由负角度转为正角度的过程中，能合理的满足不同方向的受力要求。拱肋利用多次竖转可充分利用现有复杂的地质地形情况，减少了拱肋拼装所需的大型临时结构，增强了拱肋拼装施工的灵活性。

附图说明

图1为中间铰使用状态示意图

图2为图1的侧视图；

图3为上铰座结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为下铰座结构示意图；

图6为图5的左视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细的说明。

如图1所示，本发明提供的拱桥主拱多次竖转施工中用于连接各段拱肋的中间铰，包括上铰座9、下铰座5和销轴6。

再结合图3所示，上铰座9包括第一钢管10、用于连接上拱段的上支腿组件和上连接铰座，第一钢管10内灌注混凝土且其内端面上焊接有第一连接法兰21-1(参见图2)，上支腿组件包括上左、右支腿11-1、11-2，上左、右支腿11-1、11-2分别包括两根平行设置的上支腿撑杆，两根上支腿撑杆之间通过第一十字形撑杆(剪力撑)17焊接为一体，上左支腿11-1与上右支腿11-2呈人字形焊接在第一钢管10的外圆周面上。上连接铰座包括两块相对设置的上耳板91，上耳板91上分别设有相对设置的第一通孔，上耳板91的内侧面上分别设有第一加强圈92，该第一加强圈92与第一通孔同心，用于增强第一通孔的连接强度。上耳板91的左、右端面上分别焊接有上封板93，形成箱式结构。

再结合图4所示，下铰座包括第二钢管4、用于连接下拱段的下支腿组件和下连接铰座，第二钢管4内灌注混凝土且其内端面上焊接有第二连接法兰21-2(参见图2)，下支腿组件包括下左、右支腿3-1、3-2，下左、右支腿3-1、3-2分别包括两根平行设置的下支腿撑杆，两根下支腿撑杆之间通过第二十字形撑杆16焊接为一体，下左支腿3-1与上右支腿3-2呈人字形焊接在第二钢管4的外圆周面上。下连接铰座包括两块相对设置的下耳板54，下耳板54上分别设有相对设置的第二通孔，下耳板54的外侧面分别设有第二加强圈51，且第二加强圈51与第二通孔同心。两块上耳板91外侧面之间的距离与两块下耳板54之间的间隙相适配，从而保证上连接铰座可以插装在下连接铰座的两块下耳板之间。

本发明上、下连接铰座的结构可以采用上述相反的等同设计，即下连接铰座插装到上连接铰座内。

销轴6分别穿过第一、第二通孔将上、下连接铰座铰接在一起。

为了提高下连接铰座的刚性，下耳板54的外侧面上还设有多块加强筋板52，加强筋板52呈直角形或直角梯形，两直角边分别与下耳板54的外侧面和第二钢管4的外圆周面焊接。

本发明还提供了一种拱桥主拱多次竖转施工中上、下拱肋的连接方法，包括以下步骤(参见图1、图2)：

A10、在左、右两幅上、下拱肋1-1、1-2根部的内侧表面上分别焊接节点板12、13和7、8，上、下拱肋1-1、1-2的竖向面内的两个节点板12、13和7、8分别通过拉杆14和2连接为一体，且上、下拱肋1-1、1-2根部在横向面内通过横梁18、15连接为一体；

A20、将上述中间铰的上、下支腿组件分别固定在左、右两幅拱肋的节点板上，即将上左、右支腿11-1、11-2分别与节点板12、13螺栓固定，即将下左、右支腿3-1、3-2分别与节点板7、8螺栓固定；左、右两幅上、下拱肋采用进行同样的操作；

A30、左、右两幅拱肋的第一、第二钢管10、4上的第一、第二连接法兰21-1、21-2分别通过横撑22连接为一体，两幅拱肋在根部分别通过风撑20、19连接为一体，采用这种方式大大增强了拱肋的整体刚度，保证拱肋竖转过程中的横向位移的精度。

在本发明中，中间铰将作为拱肋的一部分，其支腿直接作为主体腹杆结构，不进行拆除。

由于上、下铰座通过销轴铰接，二者之间可以相对转动，又鉴于提篮拱的拱肋相互内倾，施工时可以调整上、下铰座来保证左、右幅拱肋在四个铰点能自由准确转动到位，这四个铰点的连线及销轴中心线务必保证在同一条水平线上并垂直于桥梁的中心线，这样可保证中间铰各铰座受力合理，并使拱肋能顺利准确转动到位(参见图2)。

本发明具有如下优点：

(1)、对于提篮拱，由于拱肋面与竖直面有一定倾角，本发明可以通过上、下铰座的转动保证拱肋能顺利准确转动到位。

(2)、中间铰的各组成部分预先在施工场地拼装好，再利用吊装设备各个吊装到位，并利用栓接连接固定与主拱形成整体，避免了高空焊接，提高了结构拼装精度与结构加工质量。

(3)、竖转到位后将该中间铰固接，作为主体结构参与受力，在施工拱肋外包混凝土时，将其包入其中，无需竖转到位后进行拆除。

(4)、第一、第二钢管内灌注混凝土，不仅充分利用了其抗压性能，而且可以通过下铰座与第二钢管上的连接焊缝有效地传递抗扭弯矩，适应了中间铰铰在不同方向的受力要求，并且大大提高了拱肋抗弯抗扭稳定性能，因此，中间铰通过钢管结构来适应转动过程中不同方向的受力状态，更好的利用了钢管的抗扭稳定性和混凝土的抗压性能。

(5)、通过钢管利用法兰盘将两幅拱肋连接成整体，增强了拱肋整体稳定性能，使拱肋在转动时，能更好的控制拱肋的横向偏移，保证拱肋竖转正确到位。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.拱桥主拱多次竖转施工中用于连接各段拱肋的中间铰，其特征在于包括：

上铰座，该上铰座包括第一钢管、用于连接上拱段的上支腿组件和上连接铰座，第一钢管内灌注混凝土且其内端面上焊接有第一连接法兰，上支腿组件和上连接铰座分别相对地焊接在第一钢管的外圆周面上；

下铰座，该下铰座包括第二钢管、用于连接下拱段的下支腿组件和下连接铰座，第二钢管内灌注混凝土且其内端面上焊接有第二连接法兰，下支腿组件和下连接铰座分别相对地焊接在第二钢管的外圆周面上；

上连接铰座和下连接铰座通过销轴铰接。

2.如权利要求1所述的拱桥主拱多次竖转施工中用于连接各段拱肋的中间铰，其特征在于所述上、下连接铰座分别包括两块相对设置的上、下耳板，上、下耳板上分别设有相对设置的第一、第二通孔，两块上耳板外侧面之间的距离与两块下耳板之间的间隙相适配。

3.如权利要求2所述的拱桥主拱多次竖转施工中用于连接各段拱肋的中间铰，其特征在于上耳板的内侧面上分别焊接有第一加强圈，且第一加强圈与第一通孔同心，上耳板的左、右端面上分别焊接有上封板，形成封装箱式结构；下耳板的外侧面上分别焊接有第二加强圈，第二加强圈与第二通孔同心。

4.如权利要求1所述的拱桥主拱多次竖转施工中用于连接各段拱肋的中间铰，其特征在于上、下支腿组件分别包括左、右支腿，左、右支腿分别包括两根平行设置的支腿撑杆，两根支腿撑杆之间通过十字形撑杆焊接为一体，左、右支腿分别呈人字形焊接在第一、第二钢管的外圆周面上。

5.拱桥主拱多次竖转施工中上、下拱肋的连接方法，其特征在于包括以下步骤：

A10、在左、右两幅上、下拱肋根部的内侧表面上分别焊接节点板，上、下拱肋的竖向面内的两个节点板分别通过拉杆连接为一体，且上、下拱肋根部在横向面内通过横梁连接为一体；

A20、将如权利要求1、2、3或4所述的中间铰的上、下支腿组件分别固定在左、右两幅拱肋的节点板上；

A30、左、右两幅拱肋的第一、第二钢管上的第一、第二连接法兰分别通过横撑连接为一体，两幅拱肋在根部分别通过风撑连接为一体。

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