CN107806018B - 用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥包括至少两个并排布设的拱形体、基础和桥面板，每个基础上部分别布设有至少两个相同间隔的边柱，所述拱形体包括第一拱肋、第二拱肋、第三拱肋和立柱，套管一侧和第二拱肋的正上方均布设有第一扣件，立柱和边柱上方均焊接有方形钢板，方形钢板上部布设有工字钢，工字钢的上部横向布设有桥面板，所述边柱横向布设有边柱横撑，两个拱形体上的立柱分别对应布设有立柱横撑。本发明还提供了用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥施工工艺，包括以下工序：浇筑基础，安装边柱，安装拱肋，安装立柱，安装工字钢，铺装桥面板。本发明施工工序简练，牢固可靠，方便快捷，达到快速恢复交通的目的。

Description

用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺
技术领域
本发明涉及桥梁技术领域，尤其涉及用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺。
背景技术
在交通环境中，桥梁是必不可少的组成部分，桥梁一旦遭到破坏就会导致交通瘫痪，影响甚广；而由于自然灾害的发生，导致用于通行的桥梁坍塌，或者是洪涝灾害的发生，有些低洼地面充满大水，车辆及行人无法通行，这样就需要一种快速修建的用于抢修抢建的小跨度拱桥，以暂时恢复交通；目前存在的小跨度拱桥，修建周期长，结构复杂，桥身强度低不够结实，拱桥不能立即投入使用，不适宜亟需通行的环境，会影响交通，或者是组建抢救队进行抢险救灾的时候，由于没有拱桥，而导致贻误抢救时机，同时也不能及时运输抢险物资，对抢险影响很大；因此提供了一种用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及其施工工艺，以达到快速恢复交通的目的。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺，达到快速恢复交通的目的。
为实现所述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥，包括至少两个并排布设的拱形体、基础和桥面板，所述基础采用早强快硬材料浇筑并布设在拱桥两侧，基础上表面为水平面，每个基础上部分别布设有至少两个相同间隔的边柱，两侧基础上的边柱平行布设，边柱底部焊接有法兰盘，边柱通过法兰盘与基础进行螺栓连接，所述拱形体包括第一拱肋、第二拱肋、第三拱肋和立柱，所述第一拱肋、第二拱肋和第三拱肋均为预制钢管混凝土，第一拱肋和第二拱肋与基础部位通过螺栓连接，第一拱肋、第二拱肋和第三拱肋的连接处均布设有套管，套管一侧和第二拱肋的正上方均布设有第一扣件，所述第一扣件中部为两个半圆组成的环形扣，所述环形扣下部并排布设有销钉，环形扣上部布设有转轴，所述转轴上部设有连接件，所述连接件与立柱套合连接；套管一侧上第一扣件的连接件与竖直平面呈相反方向的45°角，第二拱肋正上方的第一扣件的连接件呈竖直线；立柱和边柱上方均焊接有方形钢板，所述方形钢板是中间为大圆孔、四角有相同直径小圆孔的正方形板，方形钢板上部布设有工字钢，所述工字钢底部两侧留有通孔并与方形钢板四角的小圆孔通过螺栓连接，工字钢的上部横向布设有桥面板，所述边柱横向布设有边柱横撑，两个拱形体上的立柱分别对应布设有立柱横撑。
进一步地，所述套管呈中部为实心的管状，套管的内壁上纵向布设至少三个卡槽，拱肋与套管的套合处与卡槽对应配合布设有纵向凸起。
进一步地，所述立柱和边柱均呈中部为空心的圆柱状，且立柱和边柱的上部处于同一水平面上。
进一步地，所述连接件包括矩形钢块，矩形钢块内部布设有直径小于立柱的圆钢管。
进一步地，所述边柱横撑为两端带有两次直角折边的矩形钢板，边柱横撑与边柱分别通过第二扣件连接，所述第二扣件下部为带有销钉的环形扣、上部布设有转轴，第二扣件下部套合在边柱上，所述转轴的上部连接有带直角折边的横撑，边柱横撑的折边与第二扣件上横撑的折边扣合后通过销钉连接；所述立柱横撑结构及与立柱的连接方式和边柱横撑的结构及与边柱的连接方式相同。
进一步地，所述的螺栓连接均采用高强螺栓。
基于一种用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥的一种用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥施工工艺，包括以下工序：
1)浇筑基础，用早强快硬材料浇筑拱桥两边基础，基础与第一拱肋、第三拱肋及边柱连接处预埋法兰盘连接件；
2)安装边柱，边柱与基础连接部位焊接有法兰盘，安装时直接采用高强螺栓进行螺栓连接；
3)安装拱肋，首先安装拱桥的第一拱肋，第一拱肋与基础连接部位焊接有法兰盘，采用高强螺栓进行连接，按照从左向右或从右向左的顺序进行，在每段拱肋的连接处安装套管，通过套管连接第二拱肋，之后安装第三拱肋，拱肋对应有立柱的部位均安装第一扣件；
4)安装立柱，在立柱内浇筑早强快硬材料，凝结硬化后安装立柱，立柱与第一扣件套合连接，并在立柱上套合连接第二扣件，在第二扣件中间搭接立柱横撑并用销钉连接；同时，用相同的方法在边柱上安装第二扣件，并安装边柱横撑；
5)安装工字钢，立柱和边柱顶端均焊接方形钢板，方形钢板上安装工字钢、工字钢预留通孔与方形钢板的圆孔对应并用螺栓连接；
6)铺装桥面板，桥面板为钢板，直接将桥面板放置在工字钢上即可。
进一步地，所述的早强快硬材料包括无机聚合物混凝土或硫铝酸盐水泥混凝土。
本发明的有益效果是：
1.本发明用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺拱桥采用圆弧拱，立柱采用钢管，将钢管内填充混凝土，由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度，同时立柱钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，可作为施工模板，方便混凝土浇筑；
2.本发明用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺将拱肋平均截成三段，因为整个拱肋长度过长，而且注入混凝土后整个拱肋重量太大；拱肋的形状采用标准圆弧形状，通过套管将拱肋连接在一起，套管内壁上布设有卡槽，通过与拱肋上的凸起配合，固定了拱肋与套管的连接；同时增大了拱肋节点之间的阻力，因为整个拱肋主要承受压力，所承受的压力会使拱肋与拱肋节点之间越压越紧密，增强了拱肋的牢固性；两个并列的拱肋之间设置有边柱横撑和立柱横撑，增强了桥身的稳定性，桥面板直接纵向铺设在立柱和边柱的工字钢上部，简单快捷，安装方便。
附图说明
图1是本发明用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥的结构主视图。
图2是本发明用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥的结构侧视图。
图3是本发明用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥的结构俯视图。
图4是本发明用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺的套管的结构示意图。
图5是本发明用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺的套管的结构侧视示意图。
图6是本发明用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺的第一扣件的结构示意图。
图7是本发明用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥及施工工艺的第二扣件的结构示意图。
附图中标号为：1为基础，2为边柱，3为桥面板，4为方形钢板，5为工字钢，6为立柱，7为第一拱肋，8为套管，9为第一扣件，10为第二拱肋，11为第三拱肋，12为卡槽，13为矩形钢块，14为圆钢管，15为转轴，16为环形扣，17为横撑，18为第二扣件，19为边柱横撑，20为立柱横撑。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1：如图1～图7所示，一种用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥，包括至少两个并排布设的拱形体、基础1和桥面板3，所述基础1采用早强快硬材料浇筑并布设在拱桥两侧，基础1上表面为水平面，每个基础1上部分别布设有至少两个相同间隔的边柱2，两侧基础1上的边柱2平行布设，边柱2底部焊接有法兰盘，边柱2通过法兰盘与基础1进行螺栓连接，所述拱形体包括第一拱肋7、第二拱肋10、第三拱肋11和立柱6，所述第一拱肋7、第二拱肋10和第三拱肋11均为预制钢管混凝土，第一拱肋7和第二拱肋10与基础1部位通过螺栓连接，第一拱肋7、第二拱肋10和第三拱肋11的连接处均布设有套管8，所述套管8呈中部为实心的管状，套管8的内壁上纵向布设至少三个卡槽12，拱肋与套管8的套合处与卡槽对应配合布设有纵向凸起；套管8一侧和第二拱肋10的正上方均布设有第一扣件9，所述第一扣件9中部为两个半圆组成的环形扣16，所述环形扣16下部并排布设有销钉，环形扣16上部布设有转轴15，所述转轴15上部设有连接件，所述连接件与立柱6套合连接；套管8一侧上第一扣件9的连接件与竖直平面呈相反方向的45°角，第二拱肋10正上方的第一扣件9的连接件呈竖直线；立柱6和边柱2上方均焊接有方形钢板4，所述方形钢板4是中间为大圆孔、四角有相同直径小圆孔的正方形板，方形钢板4上部布设有工字钢5，所述工字钢5底部两侧留有通孔并与方形钢板4四角的小圆孔通过螺栓连接，工字钢5的上部横向布设有桥面板3，所述边柱2横向布设有边柱横撑19，两个拱形体上的立柱6分别对应布设有立柱横撑20。
所述立柱6和边柱2均呈中部为空心的圆柱状，且立柱6和边柱2的上部处于同一水平面上；所述连接件包括矩形钢块13，矩形钢块13内部布设有直径小于立柱6的圆钢管14；所述边柱横撑19为两端带有两次直角折边的矩形方形钢板4，边柱横撑19与边柱2分别通过第二扣件18连接，所述第二扣件18下部为带有销钉的环形扣16、上部布设有转轴15，第二扣件18下部套合在边柱2上，所述转轴15的上部连接有带直角折边的横撑17，边柱横撑19的折边与第二扣件18上横撑17的折边扣合后通过销钉连接；所述立柱横撑20结构及与立柱6的连接方式和边柱横撑19的结构及与边柱2的连接方式相同；所述的螺栓连接均采用高强螺栓。
实施例2：基于用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥的用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥施工工艺，包括以下工序：
1)浇筑基础1，用早强快硬材料浇筑拱桥两边基础1，基础1与第一拱肋7、第三拱肋11及边柱2连接处预埋法兰盘连接件；
2)安装边柱2，边柱2与基础1连接部位焊接有法兰盘，安装时直接采用高强螺栓进行螺栓连接；
3)安装拱肋，首先安装拱桥的第一拱肋7，第一拱肋7与基础1连接部位焊接有法兰盘，采用高强螺栓进行连接，按照从左向右或从右向左的顺序进行，在每段拱肋的连接处安装套管8，通过套管8连接第二拱肋10，之后安装第三拱肋11，拱肋对应有立柱6的部位均安装第一扣件9；
4)安装立柱6，在立柱6内浇筑早强快硬材料，凝结硬化后安装立柱6，立柱6与第一扣件9套合连接，并在立柱6上套合连接第二扣件18，在第二扣件18中间搭接立柱横撑20并用销钉连接；同时，用相同的方法在边柱2上安装第二扣件18，并安装边柱横撑19；
5)安装工字钢5，立柱6和边柱2顶端均焊接方形钢板4，方形钢板4上安装工字钢5、工字钢(5)预留通孔与方形钢板4的圆孔对应并用螺栓连接；
6)铺装桥面板3，桥面板3为钢板，直接将桥面板3放置在工字钢5上即可。
所述的早强快硬材料包括无机聚合物混凝土或硫铝酸盐水泥混凝土。
作为一种可实施方式，本实施例中，拱桥跨度为5000mm，拱高1500mm，采用165mm×4mm圆形钢管，在圆形钢管中浇灌混凝土或无机聚合物，设计拱桥时选取矢跨比为0.3-0.35；根据《钢管混凝土结构设计规程》CECS28：90主要适用于工业和民用建筑，对于桥梁至今还没有完整的规范，查阅文献，对于拱结构，套箍系数一般宜在0.5以上；《钢管混凝土拱桥设计规范》规定套箍系数θ一般不小于0.6；套箍系数计算式：
θ＝fAy/fcAc
f、fc——分别为钢管和混凝土的设计强度；
Ay、Ac——分别为钢管和混凝土的截面积。
因此，本拱桥设计拱肋钢管的套箍系数取0.6以上。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (8)

1.一种用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥，其特征在于，包括至少两个并排布设的拱形体、基础（1）和桥面板（3），所述基础（1）采用早强快硬材料浇筑并布设在拱桥两侧，基础（1）上表面为水平面，每个基础（1）上部分别布设有至少两个相同间隔的边柱（2），两侧基础（1）上的边柱（2）平行布设，边柱（2）底部焊接有法兰盘，边柱（2）通过法兰盘与基础（1）进行螺栓连接，所述拱形体包括第一拱肋（7）、第二拱肋（10）、第三拱肋（11）和立柱（6），所述第一拱肋（7）、第二拱肋（10）和第三拱肋（11）均为预制钢管混凝土，第一拱肋（7）和第二拱肋（10）与基础（1）部位通过螺栓连接，第一拱肋（7）、第二拱肋（10）和第三拱肋（11）的连接处均布设有套管（8），套管（8）一侧和第二拱肋（10）的正上方均布设有第一扣件（9），所述第一扣件（9）中部为两个半圆组成的环形扣（16），所述环形扣（16）下部并排布设有销钉，环形扣（16）上部布设有转轴（15），所述转轴（15）上部设有连接件，所述连接件与立柱（6）套合连接；套管（8）一侧上第一扣件（9）的连接件与竖直平面呈相反方向的45°角，第二拱肋（10）正上方的第一扣件（9）的连接件呈竖直线；立柱（6）和边柱（2）上方均焊接有方形钢板（4），所述方形钢板（4）是中间为大圆孔、四角有相同直径小圆孔的正方形板，方形钢板（4）上部布设有工字钢（5），所述工字钢（5）底部两侧留有通孔并与方形钢板（4）四角的小圆孔通过螺栓连接，工字钢（5）的上部横向布设有桥面板（3），所述边柱（2）横向布设有边柱横撑（19），两个拱形体上的立柱（6）分别对应布设有立柱横撑（20）。
2.根据权利要求1所述的用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥，其特征在于，所述套管（8）呈中部为实心的管状，套管（8）的内壁上纵向布设至少三个卡槽（12），拱肋与套管（8）的套合处与卡槽对应配合布设有纵向凸起。
3.根据权利要求1所述的用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥，其特征在于，所述立柱（6）和边柱（2）均呈中部为空心的圆柱状，且立柱（6）和边柱（2）的上部处于同一水平面上。
4.根据权利要求1所述的用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥，其特征在于，所述连接件包括矩形钢块（13），矩形钢块（13）内部布设有直径小于立柱（6）的圆钢管（14）。
5.根据权利要求1所述的用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥，其特征在于，所述边柱横撑（19）为两端带有两次直角折边的矩形钢板，边柱横撑（19）与两侧边柱（2）分别通过第二扣件（18）连接，所述第二扣件（18）下部为带有销钉的环形扣（16）、上部布设有转轴（15），第二扣件（18）下部套合在边柱（2）上，所述转轴（15）的上部连接有带直角折边的横撑（17），边柱横撑（19）的折边与第二扣件（18）上横撑（17）的折边扣合后通过销钉连接；所述立柱横撑（20）结构及与立柱（6）的连接方式和边柱横撑（19）的结构及与边柱（2）的连接方式相同。
6.根据权利要求1所述的用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥，其特征在于，所述的螺栓连接均采用高强螺栓。
7.基于权利要求1~6所述的任一种用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥的施工工艺，其特征在于，包括以下工序：
1）浇筑基础（1），用早强快硬材料浇筑拱桥两边基础（1），基础（1）与第一拱肋（7）、第三拱肋（11）及边柱（2）连接处预埋法兰盘连接件；
2）安装边柱（2），边柱（2）与基础（1）连接部位焊接有法兰盘，安装时直接采用高强螺栓进行螺栓连接；
3）安装拱肋，首先安装拱桥的第一拱肋（7），第一拱肋（7）与基础（1）连接部位焊接有法兰盘，采用高强螺栓进行连接，按照从左向右或从右向左的顺序进行，在每段拱肋的连接处安装套管（8），通过套管（8）连接第二拱肋（10），之后安装第三拱肋（11），拱肋对应有立柱（6）的部位均安装第一扣件（9）；
4）安装立柱（6），在立柱（6）内浇筑早强快硬材料，凝结硬化后安装立柱（6），立柱（6）与第一扣件（9）套合连接，并在立柱（6）上套合连接第二扣件（18），在第二扣件（18）中间搭接立柱横撑（20）并用销钉连接；同时，用相同的方法在边柱（2）上安装第二扣件（18），并安装边柱横撑（19）；
5）安装工字钢（5），立柱（6）和边柱（2）顶端均焊接方形钢板（4），方形钢板（4）上安装工字钢（5）、工字钢（5）预留通孔与方形钢板（4）的圆孔对应并用螺栓连接；
6）铺装桥面板（3），桥面板（3）为钢板，直接将桥面板（3）放置在工字钢（5）上即可。
8.根据权利要求7所述的用于抢修抢建的快速拼装式小跨度拱桥施工工艺，其特征在于，所述的早强快硬材料包括无机聚合物混凝土或硫铝酸盐水泥混凝土。
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