CN110820519A - 一种便于快速施工的隧间拱桥及其施工方法 - Google Patents

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牟廷敏
梁健
李畅
田波
范碧琨
赵艺程
李胜
倪春梅
康玲
孙才志
何娇阳
李成君
范翊
何易修
邹圻
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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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    • E01D19/12Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges
    • E01D19/125Grating or flooring for bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges

Abstract

本发明涉及桥梁工程技术领域,特别涉及一种便于快速施工的隧间拱桥及其施工方法,本申请所述的一种便于快速施工的隧间拱桥采用可拆解成独立的、便于运输、结构规则的构件,在施工便道无法到达桥址时,便于从高度、宽度均受限制的隧道中运输至起吊位置,也无需使用大型的吊装设置,适用于难以修建施工便道的峡谷地区,同时,拱肋采用钢管砼结构、桥面板采用波折钢‑混凝土组合桥面板,在浇筑混凝土时均无需额外搭设模板,有效减少支模费用,提高施工效率,缩短施工周期,利用隧道施工期间进行隧间桥梁的快速施工,避免隧间桥梁常成为全线控制性工程,对深切峡谷地区的隧间桥梁施工具有重大意义。

Description

一种便于快速施工的隧间拱桥及其施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域,特别涉及一种便于快速施工的隧间拱桥及其施工方法。
背景技术
在山区深切峡谷地区,两岸地形险峻陡峭,采用简支梁桥结构较为经济,但由于深切峡谷地区地形陡峭,难以修建施工便道,材料、机械设备无法运输到桥址,导致简支梁的桩基、墩柱等下部结构无法施工,同时因场地限制很难找到预制梁的场地。因此,在此环境下修建简支梁桥出现诸多困难,难以实施。
目前,对于深切峡谷的中小跨径(跨径在60m以下)的隧间桥梁,采用单跨钢箱简支梁,通过两侧打通的隧道将钢箱梁运输到洞口采取顶推方式进行施工,但当桥梁宽度大于隧道宽度时,钢箱梁需采用分幅制作、分幅顶推施工,顶推施工本身难度较大,无法保证施工工期;而跨径在60m以上的桥梁,若仍采用钢箱梁需要加大梁高或板件壁厚,若采用钢桁架梁桥,因其梁高较高,需要在高度方向上分层顶推安装,施工难度还会进一步加大。
现有技术中,对跨径在60-150m的深切峡谷中修建的隧间桥梁,为保证结构跨越能力,国内外也会采用常规的拱桥结构体系,但在施工便道难以修建的深切峡谷地区,施工难度骤增,施工工期严重滞后,并且隧道施工工期本身也较长,使得隧间桥梁常成为全线控制性工程而影响全线竣工通车时限。因此,急需一种能够方便施工、缩短施工工期的深切峡谷隧间拱桥及其施工方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中深切峡谷的隧间桥梁施工难度大、施工周期长、依赖于两侧隧道贯通提供施工便道、影响全线贯通时限、施工安全风险大等上述不足,提供一种便于快速施工的隧间拱桥及其施工方法。
为了实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
一种便于快速施工的隧间拱桥,包含主拱、横撑、钢横梁、吊杆以及桥面板,所述横撑连接于所述主拱拱肋之间,所述拱肋包含钢管,所述钢管中填充有混凝土,所述横撑和钢横梁均沿横桥向设置,所述吊杆一端连接于所述拱肋、另一端连接于所述钢横梁,每个所述钢横梁的两端分别对应连接一个所述吊杆,所述桥面板包含波折钢板和混凝土,所述波折钢板连接于所述钢横梁。
所述拱桥为下承式或中承式。
采用本发明所述的一种便于快速施工的隧间拱桥,所述横撑、钢横梁、吊杆和钢管均为线性规则构件,所述钢管可以包含若干个节段,所述波折钢板为板状构件,即构成拱桥的各个部分均可拆解成独立的、便于运输、结构规则的构件,便于从高度、宽度均受限制的隧道中运输至起吊位置,也无需使用大型的吊装设置,适用于难以修建施工便道的峡谷地区,桥面系由钢横梁和其上的波折钢-混凝土组合桥面板组成,能够有效保证桥面整体性,由于所述波折钢板为连续构件能够起到兼做纵梁的作用,避免了格子梁无法通过隧道运输的问题,同时,拱肋采用钢管砼结构、桥面板采用波折钢-混凝土组合桥面板,在浇筑混凝土时均无需额外搭设模板,避免模板运输,有效减少支模费用,提高施工效率,缩短施工周期,利用隧道施工期间进行隧间桥梁的快速施工,避免隧间桥梁常成为全线控制性工程,对深切峡谷地区的隧间桥梁施工具有重大意义。
优选的,所述波折钢板的波折延伸方向沿横桥向设置。
进一步优选的,所述桥面板还包含端封板,所述波折钢板的两端焊接于所述端封板上,所述端封板焊接于所述钢横梁顶面。
优选的,所述波折钢板上焊接连接剪力键或带孔钢板或横向钢筋。
优选的,所述钢横梁为工字梁,所述吊杆为环氧喷涂钢绞线。
优选的,所述拱肋为单圆管钢管混凝土结构或哑铃型钢管混凝土结构。
一种便于快速施工的隧间拱桥的施工方法,施工如上述任一所述的一种便于快速施工的隧间拱桥,包含如下步骤:
a、加工横撑、钢横梁、吊杆、钢管和波折钢板,在桥位上方施工岩锚;
b、隧道贯通后,施工拱座,在两岸的所述岩锚上安装缆索和扣索形成缆索吊装系统;
c、通过所述缆索吊装系统将所述钢管分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置进行定位和连接,直至所述拱肋合龙,然后在两个所述拱肋之间安装所述横撑,并在所述钢管中灌注混凝土;
d、通过所述缆索吊装系统将所述吊杆分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,并将对应的所述吊杆的上端连接对应的所述拱肋;
e、通过所述缆索吊装系统将所述钢横梁分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,并将对应的所述钢横梁的两端分别连接对应的所述吊杆;
f、通过所述缆索吊装系统将所述波折钢板分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,将所述波折钢板与对应的所述钢横梁连接,绑扎桥面钢筋,利用所述波折钢板作为模板浇筑桥面混凝土;
g、安装桥面附属结构,完成隧间拱桥的施工。
采用本发明所述的一种便于快速施工的隧间拱桥的施工方法,在隧道贯通前,施工岩锚,并加工拱桥的各个结构件,拱肋采用钢管混凝土结构,在各节段依次拼装合拢后,对管内灌注混凝土,无需安装混凝土的模板,桥面板采用波折钢-混凝土组合桥面板,能够利用波折钢板作为桥面混凝土的模板,也无需额外搭设模板,有效降低施工难度和安全风险,隧道贯通后安装缆索吊装系统,并且预制构件通过隧道运输至洞口进行吊装,便于快速运输到位,本方法采用全装配化的预制件进行安装,无需额外搭设模板,有效节省成本,缩短工期,降低施工难度和安全风险,减少深切峡谷特殊地形的场地限制影响,有效保证大跨径的桥梁的跨越能力,经济性好,满足隧间桥梁快速建造的要求,充分解决了深切峡谷隧间桥梁施工便道修建困难,从而解决可供隧间桥梁施工时间短的问题。
优选的,所述步骤a与隧道施工同步进行。
综上所述,与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、采用本发明所述的一种便于快速施工的隧间拱桥,采用可拆解成独立的、便于运输、结构规则的构件构成拱桥,便于从高度、宽度均受限制的隧道中运输至起吊位置,也无需使用大型的吊装设置,适用于难以修建施工便道的峡谷地区,同时,拱肋采用钢管砼结构、桥面板采用波折钢-混凝土组合桥面板,在浇筑混凝土时均无需额外搭设模板,避免模板运输,有效减少支模费用,提高施工效率,缩短施工周期,利用隧道施工期间进行隧间桥梁的快速施工,避免隧间桥梁常成为全线控制性工程,对深切峡谷地区的隧间桥梁施工具有重大意义。
2、采用本发明所述的一种便于快速施工的隧间拱桥的施工方法,采用全装配化的预制件进行安装,无需额外搭设模板,有效节省成本,缩短工期,降低施工难度和安全风险,减少深切峡谷特殊地形的场地限制影响,有效保证大跨径的桥梁的跨越能力,经济性好,满足隧间桥梁快速建造的要求,充分解决了深切峡谷隧间桥梁施工便道修建困难,从而解决可供隧间桥梁施工时间短的问题。
附图说明:
图1为本发明所述的一种便于快速施工的隧间拱桥的结构立面图;
图2为图1的横断面图;
图3为本发明所述的隧间拱桥的桥面布置图;
图4为本发明所述的隧间拱桥的桥面板的结构示意图;
图5为本发明所述的缆索吊装系统的吊装过程示意图。
图中标记:1-横撑,2-钢横梁,3-吊杆,4-桥面板,5-钢管,6-波折钢板,7-拱座,8-剪力键。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1-4所示,本发明所述的一种便于快速施工的隧间拱桥,所述拱桥为下承式或中承式,本实施例图仅展示下承式,包含主拱、横撑1、钢横梁2、吊杆3以及桥面板4,所述横撑1连接于所述主拱拱肋之间,如所述钢横梁2为工字梁,所述吊杆3为环氧喷涂钢绞线,即柔性吊杆,适于峡谷地形风荷载较大的使用场景,所述拱肋包含钢管5,所述钢管5中填充有混凝土,所述拱肋为单圆管钢管混凝土结构或哑铃型钢管混凝土结构,所述横撑1和钢横梁2均沿横桥向设置,所述吊杆3一端连接于所述拱肋、另一端连接于所述钢横梁2,即所述吊杆3上端锚固在主拱上缘,下端锚固在钢横梁2上,每个所述钢横梁2的两端分别对应连接一个所述吊杆3,所述桥面板4包含端封板、波折钢板6和混凝土,所述波折钢板6的两端焊接于所述端封板上,所述端封板焊接于所述钢横梁2顶面,所述波折钢板6上焊接连接剪力键8或带孔钢板或横向钢筋,本实施例仅示例连接有所述剪力键8,所述波折钢板6的波折延伸方向沿横桥向设置。
采用本发明所述的一种便于快速施工的隧间拱桥,所述横撑1、钢横梁2、吊杆3和钢管5均为线性构件,所述钢管5可以包含若干个节段,所述波折钢板6为板状构件,即构成拱桥的各个部分均可拆解成独立的、便于运输、结构规则的构件,便于从高度、宽度均受限制的隧道中运输至起吊位置,也无需使用大型的吊装设置,适用于难以修建施工便道的峡谷地区,同时,拱肋采用钢管砼结构、桥面板采用波折钢-混凝土组合桥面板,在浇筑混凝土时均无需额外搭设模板,避免模板运输,有效减少支模费用,提高施工效率,缩短施工周期,无需修建施工便道,避免隧间桥梁常成为全线控制性工程,对深切峡谷地区的隧间桥梁施工具有重大意义。
实施例2
本发明所述的一种便于快速施工的隧间拱桥的施工方法,施工如实施例1所述的一种便于快速施工的隧间拱桥,包含如下步骤:
a、加工横撑1、钢横梁2、吊杆3、钢管5和波折钢板6,在桥位上方施工岩锚;
b、隧道贯通后,施工拱座7,在两岸的所述岩锚上安装缆索和扣索形成缆索吊装系统;
c、通过所述缆索吊装系统将所述钢管5分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置进行定位和连接,直至所述拱肋合龙,然后在两个所述拱肋之间安装所述横撑1,并在所述钢管5中灌注混凝土;
d、通过所述缆索吊装系统将所述吊杆3分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,并将对应的所述吊杆3的上端连接对应的所述拱肋;
e、通过所述缆索吊装系统将所述钢横梁2分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,并将对应的所述钢横梁2的两端分别连接对应的所述吊杆3;
f、通过所述缆索吊装系统将所述波折钢板6分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,将所述波折钢板6与对应的所述钢横梁2连接,绑扎桥面钢筋,利用所述波折钢板6作为模板浇筑桥面混凝土;
g、安装桥面附属结构,完成隧间拱桥的施工。
具体的,首先在隧道施工期间,同时进行岩锚施工、加工拱桥的各个结构件,包括横撑1、钢横梁2、吊杆3、拱肋钢管5、波折钢板6,在所述波折钢板6上焊接连接剪力键8,前述工作与隧道开挖同步进行。
在隧道贯通后,同步开挖拱座(桥台)基坑,绑扎拱座钢筋和安装预埋拱脚段,然后浇筑拱座混凝土,完成所述拱座7施工,并在两岸的所述岩锚上安装缆索和扣索形成缆索吊装系统,然后将所述钢管5通过两岸的隧道分别运输到对应的所述隧道洞口以便吊装使用,其他预制构件在吊装前运输到位即可。
然后进行拱桥主体施工,如图5所示,通过所述缆索吊装系统将所述钢管5分别从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,两边的所述钢管5均按节段依次起吊至安装位置进行定位和连接,直至所述拱肋合龙,然后在两个所述拱肋之间安装所述横撑1,然后在所述钢管5中灌注混凝土,达到强度后,即可进行所述吊杆3的安装。
通过所述缆索吊装系统起吊所述吊杆3,分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,再将每个所述吊杆3的上端连接对应的所述拱肋,完成所有所述吊杆3的安装。
通过所述缆索吊装系统将所述钢横梁2分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,并将对应的所述钢横梁2的两端分别连接对应的所述吊杆3的下端。
在所述波折钢板6两端分别焊接连接端封板,所述波折钢板6的波折延伸方向沿横桥向设置,然后通过所述缆索吊装系统将波折钢板6分别依次从两岸的隧道洞口起吊至安装位置,也是对称起吊,将所述波折钢板6两端的所述端封板对应焊接于所述钢横梁2顶面上,再绑扎桥面钢筋,利用所述波折钢板6和端封板作为模板浇筑桥面混凝土,无需额外安装模板。
主桥主体施工完成后,进行沥青铺装、桥面护栏等附属结构的施工,完成隧间拱桥的施工。
采用本方法通过全装配化的预制件进行安装,无需额外搭设模板,有效节省成本,缩短工期,降低施工难度和安全风险,减少深切峡谷特殊地形的场地限制影响,有效保证大跨径的桥梁的跨越能力,经济性好,满足隧间桥梁快速建造的要求,充分解决了深切峡谷隧间桥梁施工便道修建困难,从而带来可供隧间桥梁施工时间短的问题。
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。

Claims (8)

1.一种便于快速施工的隧间拱桥,其特征在于,包含主拱、横撑(1)、钢横梁(2)、吊杆(3)以及桥面板(4),所述横撑(1)连接于所述主拱拱肋之间,所述拱肋包含钢管(5),所述钢管(5)中填充有混凝土,所述横撑(1)和钢横梁(2)均沿横桥向设置,所述吊杆(3)一端连接于所述拱肋、另一端连接于所述钢横梁(2),每个所述钢横梁(2)的两端分别对应连接一个所述吊杆(3),所述桥面板(4)包含波折钢板(6)和混凝土,所述波折钢板(6)连接于所述钢横梁(2)。
2.根据权利要求1所述的隧间拱桥,其特征在于,所述波折钢板(6)的波折延伸方向沿横桥向设置。
3.根据权利要求2所述的隧间拱桥,其特征在于,所述桥面板(4)还包含端封板,所述波折钢板(6)的两端焊接于所述端封板上,所述端封板焊接于所述钢横梁(2)顶面。
4.根据权利要求1-3任一所述的隧间拱桥,其特征在于,所述波折钢板(6)上焊接连接剪力键(8)或带孔钢板或横向钢筋。
5.根据权利要求1-3任一所述的隧间拱桥,其特征在于,所述钢横梁(2)为工字梁,所述吊杆(3)为环氧喷涂钢绞线。
6.根据权利要求1-3任一所述的隧间拱桥,其特征在于,所述拱肋为单圆管钢管混凝土结构或哑铃型钢管混凝土结构。
7.一种便于快速施工的隧间拱桥的施工方法,其特征在于,施工如权利要求1-6任一所述的一种便于快速施工的隧间拱桥,包含如下步骤:
a、加工横撑(1)、钢横梁(2)、吊杆(3)、钢管(5)和波折钢板(6),在桥位上方施工岩锚;
b、隧道贯通后,施工拱座(7),在两岸的所述岩锚上安装缆索和扣索形成缆索吊装系统;
c、通过所述缆索吊装系统将所述钢管(5)分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置进行定位和连接,直至所述拱肋合龙,然后在两个所述拱肋之间安装所述横撑(1),并在所述钢管(5)中灌注混凝土;
d、通过所述缆索吊装系统将所述吊杆(3)分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,并将对应的所述吊杆(3)的上端连接对应的所述拱肋;
e、通过所述缆索吊装系统将所述钢横梁(2)分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,并将对应的所述钢横梁(2)的两端分别连接对应的所述吊杆(3);
f、通过所述缆索吊装系统将所述波折钢板(6)分别依次从两岸的隧道洞口对称起吊至安装位置,将所述波折钢板(6)与对应的所述钢横梁(2)连接,绑扎桥面钢筋,利用所述波折钢板(6)作为模板浇筑桥面混凝土;
g、安装桥面附属结构,完成隧间拱桥的施工。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述步骤a与隧道施工同步进行。
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