一种箱式桥梁拼装结构及安装方法
技术领域
本发明涉及桥梁安装工艺技术领域,具体涉及一种箱式桥梁拼装结构及安装方法。
背景技术
随着现代造桥技术的不断发展,目前桥梁的建筑已经由原来简单采用天然材料直接架设而成发展为钢筋混凝土结构。特别是近代以来,随着施工工艺的改进以及大型吊装技术的发展,桥梁结构也在向更加轻便结实方向发展,纵观桥梁发展史,现代桥梁结构已经由早期的“I”型截面、“T”型截面、空心板梁发展到现今的箱式结构。
虽然箱式结构的桥梁在目前来说应用是较为广泛的,但是在具体的结构和安装方法还需要进一步的进行优化,特别是对于结构来说,如何从复杂到简单以及受力性能方面进行逐步优化是目前努力的方向。目前桥梁结构存在的主要缺陷在于:第一,桥体大部分结构还是采用实心结构,也就是全封闭结构,桥梁本身的自重太大,严重制约了桥梁的跨度和使用寿命,全封闭式结构的桥梁导致桥梁整体受力结构复杂化,极容易出现受力不均产生收缩缝等裂缝问题,还存在反供力等问题;其次,由于自身结构的限制,导致安装方向多采用吊装法进行安装,这对于大型吊装设备的要求是非常高的,而且预应力张拉时,梁体易引起沿管道方向的纵向裂缝,特别是负弯矩区,由于吊装过程中预应力筋顶层混凝土较薄,混凝土质量不宜保证,梁体更易引起沿管道方向的纵向裂缝。
发明内容
针对以上问题,本发明提供了一种箱式桥梁拼装结构及安装方法,以多梁箱式空心结构为主,并采用先简后支的方法进行安装形成的连续梁同样具有刚度大、收缩缝少、变形小的优点,可提高车速以及行车的舒适性,并且具有自重低,桥梁主体按连续梁结构受力,基础沉降对结构的影响较小,可以有效解决背景技术中的问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种箱式桥梁拼装结构,包括混凝土箱梁,所述混凝土箱梁呈倒梯字形,且在混凝土箱梁内部呈倒梯形的中空隔层,所述混凝土箱梁和中空隔层之间形成支撑梁,在混凝土箱梁的两侧还固定安装有翼梁,所述翼梁和混凝土箱梁顶部形成支撑面,且在支撑面上设有混凝土浇筑层,在相邻混凝土箱梁之间通过混凝土楼缝连接,位于两端的混凝土箱梁分别固定安装有悬拖梁和对接梁,所述悬拖梁由悬拖柱、防滑脱卡梁和对接标准杆组成,所述防滑脱卡梁固定安装在悬拖柱侧面,所述对接标准杆固定安装在悬拖柱上表面,所述对接梁由对接柱、防滑脱卡梁和对接标准杆组成,所述防滑脱卡梁固定安装在对接柱底部,所述对接标准杆固定安装在对接柱侧面。
根据上述技术方案,所述支撑梁的厚度为60cm-40cm,且支撑梁由上至下厚度逐渐递减,且为递减率15cm/m。
根据上述技术方案,所述翼梁和混凝土箱梁均同时由工厂预制而成形成一体化结构。
根据上述技术方案,所述对接标准杆的数量为两根,且两根对接标准杆呈正交连接固定于悬拖柱和对接柱上。
另外本发明还设计了一种箱式桥梁拼装结构的安装方法,包括如下步骤:
(1)按照设计要求在工厂预制混凝土悬梁以及按照常规方法建设桥墩;
(2)先简后支的方法首先在第一个桥墩上安装临时引桥,并将横向牵引机吊上桥墩,再通过横向牵引机将预制好的混凝土悬梁拉上桥墩并沿着桥墩走向牵引,直至混凝土悬梁末端;
(3)每进行两次混凝土悬梁牵引后进行混凝土楼缝浇筑,楼缝浇筑现场完成,且施工时间不长于2h;
(4)楼缝浇筑完成后重复上述步骤(2)和(3)依次将混凝土悬梁牵引上桥墩完成安装。
根据上述技术方案,所述步骤(1)中,预制混凝土悬梁的过程中同步在两侧加装对接标准杆。
根据上述技术方案,所述步骤(2)中,横向牵引过程分为水平牵引,纵向抬升和平面对接以及纵向归位四个阶段。
根据上述技术方案,所述水平牵引是将混凝土悬梁沿着桥墩走向横向牵引,所述纵向抬升是当水平牵引到达对接标准杆时将混凝土悬梁纵向抬升,抬升的高度为对接标准杆的长度,所述平面对接是将抬升后的混凝土悬梁按照对接标准杆的方向进行横向牵引直至对接标准杆末端,所述纵向归位是当平面对接后沿着对接标准杆纵向向下沉降的过程直至对接标准杆末端。
本发明的有益效果:本发明以多梁箱式空心结构为主,并采用先简后支的方法进行安装形成的连续梁同样具有刚度大、收缩缝少、变形小的优点,可提高车速以及行车的舒适性,并且具有自重低,桥梁主体按连续梁结构受力,基础沉降对结构的影响较小,整体上采用标准预制构件,更有利于技术操作,提高预制速度,节省模板费用,且多为预制结构,节省了施工时间,加快了施工速度,有利于提高经济效益。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明安装方法流程图。
图3为本发明应力一应变曲线模型测试变化图。
图中:1-混凝土箱梁;2-中空隔层;3-支撑梁;4-翼梁;5-支撑面;6-混凝土浇筑层;7-混凝土楼缝;8-悬拖梁;9-对接梁;10-悬拖柱;11-防滑脱卡梁;12-对接标准杆;13-对接柱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例:一种箱式桥梁拼装结构,包括混凝土箱梁1,所述混凝土箱梁1呈倒梯字形,且在混凝土箱梁1内部设有呈倒梯形的中空隔层2,所述混凝土箱梁1和中空隔层2之间形成支撑梁3,在混凝土箱梁1的两侧还固定安装有翼梁4,所述翼梁4和混凝土箱梁1顶部形成支撑面5,且在支撑面5上设有混凝土浇筑层6,在相邻混凝土箱梁1之间通过混凝土楼缝7连接,位于两端的混凝土箱梁1分别固定安装有悬拖梁8和对接梁9,所述悬拖梁8由悬拖柱10、防滑脱卡梁11和对接标准杆12组成,所述防滑脱卡梁11固定安装在悬拖柱10侧面,所述对接标准杆12固定安装在悬拖柱10上表面,所述对接梁9由对接柱13、防滑脱卡梁11和对接标准杆12组成,所述防滑脱卡梁11固定安装在对接柱13底部,所述对接标准杆12固定安装在对接柱13侧面。
所述支撑梁3的厚度为60cm-40cm,且支撑梁3由上至下厚度逐渐递减,且为递减率15cm/m;所述翼梁4和混凝土箱梁1均同时由工厂预制而成形成一体化结构;所述对接标准杆12的数量为两根,且两根对接标准杆12呈正交连接固定于悬拖柱10和对接柱13上。
其安装方法,包括如下步骤:
(1)按照设计要求在工厂预制混凝土悬梁以及按照常规方法建设桥墩,预制混凝土悬梁的过程中同步在两侧加装对接标准杆;
(2)先简后支的方法首先在第一个桥墩上安装临时引桥,并将横向牵引机吊上桥墩,再通过横向牵引机将预制好的混凝土悬梁拉上桥墩并沿着桥墩走向牵引,直至混凝土悬梁末端,横向牵引过程分为水平牵引,纵向抬升和平面对接以及纵向归位四个阶段,所述水平牵引是将混凝土悬梁沿着桥墩走向横向牵引,所述纵向抬升是当水平牵引到达对接标准杆时将混凝土悬梁纵向抬升,抬升的高度为对接标准杆的长度,所述平面对接是将抬升后的混凝土悬梁按照对接标准杆的方向进行横向牵引直至对接标准杆末端,所述纵向归位是当平面对接后沿着对接标准杆纵向向下沉降的过程直至对接标准;
(3)每进行两次混凝土悬梁牵引后进行混凝土楼缝浇筑,楼缝浇筑现场完成,且施工时间不长于2h;
(4)楼缝浇筑完成后重复上述步骤(2)和(3)依次将混凝土悬梁牵引上桥墩完成安装。
具体的,由于是在工厂预制,从首期预应力的张拉到浇筑接缝后连续预应力的张拉,混凝土已有相当的龄期,因而减少了收缩,徐变对结构体系的影响,另外,支梁的预应力筋对结构不产生次力矩,可使结构设计简便,按连续梁结构受力,基础沉降对结构的影响较小。
通过对桥梁应力的检测和建立模型来检测桥梁整体应力条件,如图3所示,一般桥梁结构中应用的钢筋按照预加应力状态分为普通钢筋和预应力钢筋,其力学性能包括屈服和极限强度均有较大的区别。但是一般两者都被认为是受压与受拉时具有相同性质的材料,且钢筋的纵向长度远远大于其横截面的尺寸,所以在结构分析中只考虑钢筋承受纵向的应力,而不考虑钢筋承受横向力,认为其是一种一维受力的结构。当受弯构件混凝土达到其极限压应变或受拉钢筋应变达到1%时均可视为构件失效,此时,一般钢筋尚未进入强化阶段,因而对于普通钢筋,可以采用简单合理的理想弹塑性模型。而对预应力钢筋或钢纹线,其应力一应变曲线一般并没有明显的屈服点在各自研究的问题领域均采用了如图3所示的双折线应力一应变模型。
基于上述,本发明的优点在于,本发明以多梁箱式空心结构为主,并采用先简后支的方法进行安装形成的连续梁同样具有刚度大、收缩缝少、变形小的优点,可提高车速以及行车的舒适性,并且具有自重低,桥梁主体按连续梁结构受力,基础沉降对结构的影响较小,混凝土箱梁呈倒梯形,能够最大程度的减少横向压力对桥梁本身的压迫,提高桥梁的承重力,整体上采用标准预制构件,更有利于技术操作,提高预制速度,节省模板费用,且多为预制结构,节省了施工时间,加快了施工速度,有利于提高经济效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。