CN111335144A - 一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法 - Google Patents

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李森
王金钊
王首仁
周凡博
扎西彭措
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    • E01D15/00—Movable or portable bridges; Floating bridges
    • E01D15/12—Portable or sectional bridges
    • E01D15/133—Portable or sectional bridges built-up from readily separable standardised sections or elements, e.g. Bailey bridges

Abstract

本发明涉及一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，包括以下步骤：⑴采用3根骨架、3根下弦拉杆，制成弓弦；每根下弦拉杆与每根骨架之间焊接11根竖向撑杆梁，共制成3根弓式张弦梁；⑵3根弓式张弦梁平行放置；每根弓式张弦梁的弓弦腹板和弓背腹板上焊接两根弓弦连接件，组成弓式张弦梁构件单元；⑶焊接直角梯形作为引桥，构成栈桥骨架结构；⑷栈桥骨架结构的顶面花纹钢板铺面，并双面满焊螺纹钢，组成抗滑构造；⑸弓式张弦梁构件单元两侧上焊接吊装挂耳，即组成单支仰拱栈桥；⑹重复所述步骤⑴~⑸，累计制作两支仰拱栈桥；最后在栈桥外侧悬挑警示标志，即制作完成弓式张弦梁仰拱栈桥。本发明结构稳定、减小行车坡度、提高通行安全性。

Description

一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法
技术领域
本发明涉及公路隧道初期支护与二次衬砌同时施工时，仰拱全幅施工保证通行安全的技术领域，尤其涉及一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法。
背景技术
仰拱是隧道结构的主要组成部分之一，一方面将上部地层压力与路面上的荷载传递到地下，而且还抵抗隧道下部地层传来的反力。根据《公路工程施工安全技术规范JTGF90-2015》中规定，仰拱IV级及以上围岩仰拱每循环开挖长度不得大于3m，不得分幅施作。根据《公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2017》中规定，仰拱回填混凝土应在仰拱混凝土强度达到设计强度的70%后进行。
为了确保仰拱全幅施工通行的安全稳定性，使用弓式张弦梁仰拱栈桥。避免了洞内工序相互干扰，增加了栈桥搭设长度，有效解决了传统平板仰拱栈桥在车辆荷载作用下，变形严重问题。传统的平板式栈桥，主要依靠大型型钢容许弯应力而设计的简支结构，该桥结构单一，有限长度受限，在车辆荷载作用下极易出现中部受挠变形下弯现象，车辆通过起伏较大，存在安全隐患。弓式张弦梁属于预应力钢结构，体量轻盈，引入预应力，有反拱作用，可以调整结构的应力分布，受力合理，较好控制结构变形。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构稳定、减小行车坡度、提高通行安全性的公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，包括以下步骤：
⑴将I22a工字钢按照55.08m的半径制作3根骨架，并采用I22a工字钢制作3根下弦拉杆；每根所述骨架的弓背朝下，平行放置1根所述下弦拉杆作为弓弦；每根所述下弦拉杆与每根所述骨架之间焊接11根竖向撑杆梁，共制成3根弓式张弦梁；
⑵将3根所述弓式张弦梁按相邻之间中心间距为0.52m的方式平行放置；每根所述弓式张弦梁的弓弦腹板上纵向以0.9m间距满布正交焊接两根弓弦连接件Ⅰ，弓背腹板上纵向以0.9m间距满布正交焊接两根弓弦连接件Ⅱ，组成弓式张弦梁构件单元；所述连接件Ⅱ与所述连接件Ⅰ交错设置；
⑶所述弓式张弦梁构件单元的两侧端头底部焊接由I22a工字钢加工而成的直角梯形作为引桥，该引桥之间采用连接件Ⅲ连接，构成栈桥骨架结构；
⑷所述栈桥骨架结构的顶面采用6mm花纹钢板铺面，花纹钢板纵向20cm间距双面满焊长1.15m、直径22mm的螺纹钢，组成抗滑构造；
⑸所述栈桥骨架结构的两端连头1m处的所述弓式张弦梁构件单元两侧上焊接吊装挂耳，即组成单支仰拱栈桥；
⑹重复所述步骤⑴~⑸，累计制作两支仰拱栈桥；最后在栈桥外侧悬挑设置5km/h限速警示标志，即制作完成弓式张弦梁仰拱栈桥。
所述步骤⑴中骨架的外弧长为15.15m，外弦长为15.1m，内弦长为11.46m，外弦高为0.52m。
所述步骤⑴中下弦拉杆为下底长18m、上底长15.1m的等腰梯形。
所述步骤⑴中竖向撑杆梁的正中心撑杆梁高度为0.3m，沿中心两侧偏距0.92m处高度为0.289m；再依次按0.82m的间距偏距4次，4次偏距处的高度分别为0.26m、0.213m、0.148m、0.064m。
所述步骤⑵中连接件Ⅰ与连接件Ⅱ均是指长度为0.445m 的I20a工字钢。
所述步骤⑵中连接件Ⅱ与连接件Ⅰ交错0.45m设置。
所述步骤⑶中直角梯形的上底长为2.5m，下底长为3.2m。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用预应力钢结构体系，受力合理，体量轻盈，引入预应力，有反拱作用，可以调整结构的应力分布，控制结构变形。
2、本发明所得装置小巧轻便，成本较传统平板式栈桥低，结构形式先进，装置生命周期长，可反复使用。
3、本发明较传统板式栈桥，引桥较长，坡度较小，载重车辆上坡不困难，下坡不危险，提高了通行安全性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的平面示意图。
图中：1—骨架；2—下弦拉杆；31—连接件Ⅰ；32—连接件Ⅱ；33—连接件Ⅲ；4—竖向撑杆梁；5—直角梯形；6—弓式张弦梁。
具体实施方式
如图1~2所示，一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，包括以下步骤：
⑴将I22a工字钢按照55.08m的半径制作3根骨架1，每根骨架1的外弧长为15.15m，外弦长为15.1m，内弦长为11.46m，外弦高为0.52m。采用I22a工字钢制作3根下弦拉杆2，每根下弦拉杆2为下底长18m、上底长15.1m的等腰梯形。
每根骨架1的弓背朝下，平行放置1根下弦拉杆2作为弓弦；每根下弦拉杆2与每根骨架1之间焊接11根竖向撑杆梁4。竖向撑杆梁4的正中心撑杆梁高度为0.3m，沿中心两侧偏距0.92m处高度为0.289m；再依次按0.82m的间距偏距4次，4次偏距处的高度分别为0.26m、0.213m、0.148m、0.064m。共制成3根弓式张弦梁6。
⑵将3根弓式张弦梁6按相邻之间中心间距为0.52m的方式平行放置；每根弓式张弦梁6的弓弦腹板上纵向以0.9m间距满布正交焊接两根弓弦连接件Ⅰ31，弓背腹板上纵向以0.9m间距满布正交焊接两根弓弦连接件Ⅱ32，组成弓式张弦梁构件单元。
连接件Ⅰ31与连接件Ⅱ32均是指长度为0.445m 的I20a工字钢，且连接件Ⅱ32与连接件Ⅰ31交错0.45m设置。
⑶弓式张弦梁构件单元的两侧端头底部焊接由I22a工字钢加工而成的直角梯形5作为引桥，该直角梯形5的上底长为2.5m，下底长为3.2m。引桥之间采用连接件Ⅲ33连接，构成栈桥骨架结构。
⑷栈桥骨架结构的顶面采用6mm花纹钢板铺面，花纹钢板纵向20cm间距双面满焊长1.15m、直径22mm的螺纹钢，组成抗滑构造。
⑸栈桥骨架结构的两端连头1m处的弓式张弦梁构件单元两侧上焊接吊装挂耳，即组成单支仰拱栈桥。
⑹重复步骤⑴~⑸，累计制作两支仰拱栈桥；最后在栈桥外侧悬挑设置5km/h限速警示标志，即制作完成弓式张弦梁仰拱栈桥。

Claims (7)

1.一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，包括以下步骤：
⑴将I22a工字钢按照55.08m的半径制作3根骨架（1），并采用I22a工字钢制作3根下弦拉杆（2）；每根所述骨架（1）的弓背朝下，平行放置1根所述下弦拉杆（2）作为弓弦；每根所述下弦拉杆（2）与每根所述骨架（1）之间焊接11根竖向撑杆梁（4），共制成3根弓式张弦梁（6）；
⑵将3根所述弓式张弦梁（6）按相邻之间中心间距为0.52m的方式平行放置；每根所述弓式张弦梁（6）的弓弦腹板上纵向以0.9m间距满布正交焊接两根弓弦连接件Ⅰ（31），弓背腹板上纵向以0.9m间距满布正交焊接两根弓弦连接件Ⅱ（32），组成弓式张弦梁构件单元；所述连接件Ⅱ（32）与所述连接件Ⅰ（31）交错设置；
⑶所述弓式张弦梁构件单元的两侧端头底部焊接由I22a工字钢加工而成的直角梯形（5）作为引桥，该引桥之间采用连接件Ⅲ（33）连接，构成栈桥骨架结构；
⑷所述栈桥骨架结构的顶面采用6mm花纹钢板铺面，花纹钢板纵向20cm间距双面满焊长1.15m、直径22mm的螺纹钢，组成抗滑构造；
⑸所述栈桥骨架结构的两端连头1m处的所述弓式张弦梁构件单元两侧上焊接吊装挂耳，即组成单支仰拱栈桥；
⑹重复所述步骤⑴~⑸，累计制作两支仰拱栈桥；最后在栈桥外侧悬挑设置5km/h限速警示标志，即制作完成弓式张弦梁仰拱栈桥。
2.如权利要求1所述的一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，其特征在于：所述步骤⑴中骨架（1）的外弧长为15.15m，外弦长为15.1m，内弦长为11.46m，外弦高为0.52m。
3.如权利要求1所述的一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，其特征在于：所述步骤⑴中下弦拉杆（2）为下底长18m、上底长15.1m的等腰梯形。
4.如权利要求1所述的一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，其特征在于：所述步骤⑴中竖向撑杆梁（4）的正中心撑杆梁高度为0.3m，沿中心两侧偏距0.92m处高度为0.289m；再依次按0.82m的间距偏距4次，4次偏距处的高度分别为0.26m、0.213m、0.148m、0.064m。
5.如权利要求1所述的一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，其特征在于：所述步骤⑵中连接件Ⅰ（31）与连接件Ⅱ（32）均是指长度为0.445m 的I20a工字钢。
6.如权利要求1所述的一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，其特征在于：所述步骤⑵中连接件Ⅱ（32）与连接件Ⅰ（31）交错0.45m设置。
7.如权利要求1所述的一种公路隧道弓式张弦梁仰拱栈桥制作方法，其特征在于：所述步骤⑶中直角梯形（5）的上底长为2.5m，下底长为3.2m。
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