CN111455876B - 一种小跨径圬工拱桥的加固结构及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小跨径圬工拱桥的加固结构，其包括拱桥本体，拱桥本体的中部设置有拱圈，所述拱桥本体的两端分别设置有一桥座，每个所述桥座靠近拱桥本体中部的一侧设置有加强座，两个所述加强座上支撑设置有拱架，所述拱架所呈弓形的背部设置有钢板，钢板与拱圈之间间隔设置形成腔室，所述腔室内设置有钢筋笼，腔室内浇注有混凝土。本发明具有避免在加固的过程中造成拱圈损坏的效果。

Description

一种小跨径圬工拱桥的加固结构及其方法

技术领域

本发明涉及一种圬工拱桥的加固技术领域，尤其是涉及一种小跨径圬工拱桥的加固结构及其方法。

背景技术

圬工拱桥具有就地取材、节省钢筋和水泥、构造简单的优点，在我国中西部地区由于地形的原因圬工拱桥有着广泛的运用，但是由于现在的交通流量和荷载等级的不断提升，使越来越多的圬工拱桥出再承载能力不足的问题，严重影响交通运输的发展，如果将旧桥全部拆除重建，费用较高，从而通常采用对小跨径的桥梁进行加固。

授权公告号为CN102322026B的专利文件中公开了一种圬工拱桥的加固方法，包括沿拱桥的弧面方向在拱桥拱圈的两侧植筋，沿拱桥的弧面方向在拱圈的圆弧面上靠近两侧的位置植筋，沿上述植筋分布的方向通过浇注成型的方式形成横截面为L形且对称分布的钢筋混凝土肋，对称布置的截面为L形的钢筋混凝土肋可以将荷载直接传递到拱座，其自身受力相当于拱桥。

但是上述方法中需要植筋，在植筋的过程中容易造成拱圈的破坏，从而在加固的过程中容易造成拱圈损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种小跨径圬工拱桥的加固结构，其具有避免在加固的过程中造成拱圈损坏的效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种小跨径圬工拱桥的加固结构，包括拱桥本体，拱桥本体的中部设置有拱圈，所述拱桥本体的两端分别设置有一桥座，每个所述桥座靠近拱桥本体中部的一侧设置有加强座，两个所述加强座上支撑设置有拱架，所述拱架所呈弓形的背部设置有钢板，钢板与拱圈之间间隔设置形成腔室，所述腔室内设置有钢筋笼，腔室内浇注有混凝土。

通过采用上述技术方案，桥座上安装加强座，加强座上用于支撑拱架，拱架上安装钢板，钢板与拱圈之间形成腔室，在将钢筋笼放置到腔室内，在腔室内浇注混凝土，使拱桥本体的下方通过腔室内形成的混凝土结构与加强座进行支撑，从而对拱桥本体进行支撑，避免在加固拱桥本体的过程中对拱圈造成损坏。

本发明进一步设置为：所述加强座为混凝土浇注结构，所述桥座与加强座接触的一面上开设有连接槽，所述连接槽呈U形并沿着拱桥本体的宽度设置，所述加强座延伸到连接槽内。

通过采用上述技术方案，加强座为混凝土浇注形成的，并且桥座与加强座之间通过连接槽连接更牢固。

本发明进一步设置为：所述连接槽内设置有连接筋，连接筋竖直设置，所述连接筋包括筋杆一和筋杆二，所述筋杆一的下端螺纹连接在筋杆二的上端，所述筋杆一的上端和筋杆二的下端均插在桥座内。

通过采用上述技术方案，在连接槽内安装连接筋时，先将筋杆一螺纹连接在筋杆二上的长度调整到最大，再将连接筋放置到连接槽内，通过调整筋杆一螺纹连接在筋杆二的长度，使连接筋插入到连接槽内，使连接筋浇注在加强座内，提高加强座与桥座的连接强度。

本发明进一步设置为：所述加强座延伸出拱桥本体的两侧形成侧挡，侧挡与加强座一体设置形成，所述侧挡包围桥座的两侧。

通过采用上述技术方案，侧挡包围在桥座的两侧，由于侧挡与加强座一体形成，从而侧挡能够加强加强座与桥座沿拱桥本体宽度方向的连接强度。

本发明进一步设置为：所述拱架的横截面为T形，所述拱架所呈T形的腹板朝下设置，拱架有多个，多个拱架沿着拱桥本体的宽度方向均匀分布，相邻的两个拱架之间固定设置有连接杆，连接杆的两端分别与拱架固定连接。

通过采用上述技术方案，拱架的横截面设置成T形，并由连接杆将多个拱架进行连接，从而能够提高拱架的抗压能力。

本发明进一步设置为：每个所述拱架所呈弓形的内侧设置有钢丝绳，钢丝绳水平设置并且钢丝绳的两端位于同一个拱架上，所述钢丝绳与拱架端部的竖直高度等于拱架中部与拱架端部竖直距离的一半。

通过采用上述技术方案，在拱架上设置有钢丝绳，通过将钢丝绳对拱架进行预紧制作，使拱架在受到向下的压力时，能够由一部分预紧力进行抵销，从而进一步提高拱桥本体的抗压能力。

本发明进一步设置为：所述拱架与拱圈之间的距离沿着拱架端部到拱架中间的位置逐渐减小。

通过采用上述技术方案，拱架与拱圈之间的距离沿着拱架端部到拱架中间的位置逐渐减小，能够使腔室内的混凝土在达到设计的抗压能力时使用量较少。

本发明的目的是提供一种小跨径圬工拱桥的加固方法，其具有避免在加固的过程中造成拱圈损坏的效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种小跨径圬工拱桥的加固方法，包括如下步骤：步骤一：在桥座靠近拱桥本体中部的一侧开设连接槽，在连接槽内安装连接筋，并且搭设用于浇注加强座的模板，浇注加强座；步骤二：待加强座凝固前，在加强座上安装拱架，拱架上连接钢丝绳，并对钢丝绳进行预紧，并调整拱架呈竖直状态，对加强座进行养护；步骤三：安装钢板和钢筋笼，并且在拱桥本体的两侧盖设用于堵住腔室的模板，在腔室内浇注混凝土。

通过采用上述技术方案，在桥座上通过连接槽，并在连接槽内设置有连接筋，从而使桥座上安装加强座，再由加强座上安装拱架，并且拱架上设置有钢丝绳，通过钢丝绳能够进一步提高拱架的抗压能力，在拱架上安装钢板和钢筋笼，并且形成腔室内进行混凝土，从而能够避免在加固的过程中造成拱圈损坏。

本发明进一步设置为：所述钢板由多块拼接板组成，所述步骤三中，拼接板先预弯成与拱架相同的弧度，再将拼接板对应拱架放置到拱架上，并对相邻的两块拼接板进行焊接固定。

通过采用上述技术方案，多块拼接板组成钢板，拼接板先进行预弯，能够使拼接板的运输和制作比较方便。

本发明进一步设置为：所述钢板上开设有多个浇注孔，浇注孔分布在钢板最高点的两侧，在浇注腔室内的混凝土时，从最低的浇注孔内先浇注混凝土，并依次浇注到钢板的最高处，已完成浇注的浇注孔需要进行封堵。

通过采用上述技术方案，多个浇注孔高低设置在钢板上，能够使混凝土在浇注的过程中，减少混凝土在钢筋笼上的堵塞的情况。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1. 通过桥座上安装加强座，加强座上用于支撑拱架，拱架上安装钢板，钢板与拱圈之间形成腔室，在将钢筋笼放置到腔室内，在腔室内浇注混凝土，使拱桥本体的下方通过腔室内形成的混凝土结构与加强座进行支撑，从而对拱桥本体进行支撑，避免在加固拱桥本体的过程中对拱圈造成损坏；

2.通过拱架上设置有钢丝绳，通过将钢丝绳对拱架进行预紧制作，使拱架在受到向下的压力时，能够由一部分预紧力进行抵销，从而进一步提高拱桥本体的抗压能力；

3.通过拱架与拱圈之间的距离沿着拱架端部到拱架中间的位置逐渐减小，能够使腔室内的混凝土在达到设计的抗压能力时使用量较少。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是拱架与钢板的连接结构示意图；

图3是加强座与桥座的连接结构示意图。

图中，1、拱桥本体；11、拱圈；12、桥座；121、连接槽；122、安装孔；13、腔室；2、加强座；21、侧挡；3、拱架；4、钢板；41、拼接板；42、浇注孔；5、钢筋笼；6、连接杆；7、钢丝绳；8、连接筋；81、筋杆一；82、筋杆二。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一，参考图1和图3，为本发明公开的一种小跨径圬工拱桥的加固结构，包括拱桥本体1，拱桥本体1的中部设置有拱圈11，拱圈11为弧形，拱圈11所呈弧形的开口朝下设置，在拱圈11位于拱桥本体1的两端分别设置一个桥座12，桥座12位于地上，桥座12用于支撑拱桥本体1。在两个桥座12上均设置有一个加强座2，加强座2用于对桥座12进行加强，并且加强座2使桥座12增大，在两个加强座2之间设置有拱架3，拱架3呈弓形，并且位于拱圈11内，拱架3的最高点与拱圈11的最高点上下设置，在拱架3上设置有钢板4，钢板4与拱圈11之间间隔设置形成腔室13，通过在腔室13内设置钢筋笼5，并且腔室13内浇注有混凝土，在混凝土凝固后能够对拱圈11进行支撑，使拱桥本体1得到加固，提高拱桥本体1的承载能力。

参考图1和图2，拱架3为横截面为T形的钢结构制成，拱架3所呈T形的腹板朝下设置，拱架3的弧形两端位于加强座2内，拱架3与拱圈11之间的距离沿着拱架3两端向拱架3的中部逐渐减小，减少混凝土的使用量。拱架3沿着拱桥本体1的宽度方向均匀设置有多个，相邻的两个拱架3之间设置有连接杆6，连接杆6有多个，多个连接杆6沿着拱架3的长度方向均匀分布，连接杆6的两端分别与两个拱架3固定连接，使多个拱架3组成整体。在每个拱架3在安装到加强座2上时均连接有钢丝绳7，钢丝绳7位于拱架3所呈弓形的内侧，钢丝绳7的两端与同一个拱架3固定，并且钢丝绳7水平设置，钢丝绳7与拱架3端部的竖直距离等于拱架3中部与拱架3端部的竖直距离的一半，使钢丝绳7对拱架3进行拉拽，从而减少拱架3中部的弯矩，进一步提高拱架3的支撑力。

参考图2，在拱架3上安装有钢板4，钢板4包括多块拼接板41，拼接板41在生产车间先预制成与拱架3所呈弧形相同的弧形，在将拼接板41运输到安装现场，将拼接板41对应拱架3的弧形进行放置，在相邻的两块拼接板41的接缝处进行焊接，使拼接板41形成整体的钢板4，减少拼接板41运输过程中的变形，以及方便运输。在位于钢板4的中部和顶部位置的拼接板41上开设有浇注孔42，使腔室13内的混凝土能够从钢板4的中部和顶部分别进行浇注，使混凝土能够更容易在腔室13内密实。

参考图3，在桥座12设置加强座2的一面上开设有连接槽121，连接槽121为U形，连接槽121的长度方向沿着拱桥本体1的宽度方向设置。每个桥座12上连接槽121可开设多条并上下设置。在连接槽121内的上下侧壁上均开设有安装孔122，安装孔122竖直设置，并且位于连接槽121上下侧壁上安装孔122相对，在安装孔122内设置有连接筋8。为了方便连接筋8的安装，连接筋8包括筋杆一81和筋杆二82，筋杆一81和筋杆二82均竖直设置，筋杆一81的下端与筋杆二82的上端螺纹连接，筋杆一81插入到筋杆二82内时，筋杆一81和筋杆二82的长度小于连接槽121的宽度，在将连接筋8与安装孔122对正时，相对于筋杆二82转动筋杆一81，使筋杆一81和筋杆二82连接的长度减小，同时筋杆一81的上端和筋杆二82的下端均插入到安装孔122内。加强座2为混凝土浇注形成的，在加强座2浇注的过程中，加强座2能够延伸到连接槽121内，使加强座2与桥座12固定连接，并通过连接筋8能够进一步提高加强座2与桥座12的连接牢固性。加强座2在浇注的过程中，将加强座2的两侧延伸大于拱桥本体1的宽度，使加强座2位于拱桥本体1两侧的部分形成侧挡21， 侧挡21与加强座2一体浇注形成，侧挡21包围在桥座12的两侧，防止加强座2沿着拱桥本体1的宽度方向移动。

实施例二，为本发明公开的一种小跨径圬工拱桥的加固方法，用于对实施例一公开的一种小跨径圬工拱桥加固结构进行施工，包括如下步骤：

步骤一，先对桥座12上开设连接槽121，连接槽121均水平开设，在连接槽121的上下侧壁上开设安装孔122，安装孔122竖直设置，并安装孔122内插入连接筋8，连接筋8插入时，先将筋杆一81与筋杆二82的螺纹连接的长度最长，使连接筋8可进入到连接槽121内，在连接筋8与安装孔122对应时，转动筋杆一81，使筋杆一81螺纹连接在筋杆二82内的长度减少，从而将筋杆一81和筋杆二82均插入到安装孔122内；然后搭设浇注加强座2的模板，并浇注加强座2，使加强座2进入到连接槽121内。

步骤二，先在拱架3上连接钢丝绳7，并且将钢丝绳7进行预紧，使钢丝绳7对拱架3产生拉力，在加强座2凝固前，在加强座2上安装拱架3，调整拱架3呈竖直状态，然后在加强座2进行养护使加强座2硬化，并将拱架3安装到加强座2内。

步骤三，安装拼接板41，先将形成钢筋笼5的钢筋放置到腔室13内，钢筋笼5的绑扎与拼接板41的安装同步进行，拼接板41先预弯成与拱架3相同的弧度，将拼接板41对应到拱架3上，并将拼接板41相互焊接并，安装到拱架3上，在拱桥本体1的两侧盖设用于堵住腔室13的模板，在浇注孔42内浇注混凝土，并且位于最低位置的浇注孔42内先浇注混凝土，浇注后需要进行封堵后，再依次向上从较高位置的浇注孔42内浇注混凝土，直到腔室13内完全由混凝土填充。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种小跨径圬工拱桥的加固方法，其特征在于：用于形成小跨径圬工拱桥的加固结构，所述加固结构包括拱桥本体(1)，拱桥本体(1)的中部设置有拱圈(11)，所述拱桥本体(1)的两端分别设置有一桥座(12)，每个所述桥座(12)靠近拱桥本体(1)中部的一侧设置有加强座(2)，两个所述加强座(2)上支撑设置有拱架(3)，所述拱架(3)所呈弓形的背部设置有钢板(4)，钢板(4)与拱圈(11)之间间隔设置形成腔室(13)，所述腔室(13)内设置有钢筋笼(5)，腔室(13)内浇注有混凝土；所述钢板(4)包括多块拼接板(41)，拼接板(41)为与拱架(3)所呈弧形相同的弧形，相邻的两块拼接板(41) 焊接形成整体的钢板(4)，钢板(4)的中部和顶部位置的拼接板(41)上开设有浇注孔(42)；每个所述拱架(3)所呈弓形的内侧设置有钢丝绳(7)，钢丝绳(7)水平设置并且钢丝绳(7)的两端位于同一个拱架(3)上，所述钢丝绳(7)与拱架(3)端部的竖直高度等于拱架(3)中部与拱架(3)端部竖直距离的一半，所述加强座(2)为混凝土浇注结构，所述桥座(12)与加强座(2)接触的一面上开设有连接槽(121)，所述连接槽(121)呈U形并沿着拱桥本体(1)的宽度设置，所述加强座(2)延伸到连接槽(121)内，所述连接槽(121)内设置有连接筋(8)，连接筋(8)竖直设置，所述连接筋(8)包括筋杆一(81)和筋杆二(82)，所述筋杆一(81)的下端螺纹连接在筋杆二(82)的上端，所述筋杆一(81)的上端和筋杆二(82)的下端均插在桥座(12)内，所述拱架(3)与拱圈(11)之间的距离沿着拱架(3)端部到拱架(3)中间的位置逐渐减小；所述加固方法包括如下步骤：

步骤一：在桥座(12)靠近拱桥本体(1)中部的一侧开设连接槽(121)，连接槽(121)均水平开设，在连接槽(121)的上下侧壁上开设安装孔(122)，安装孔(122)竖直设置，在连接槽(121)内安装连接筋(8)，连接筋(8)插入时，先将筋杆一(81)与筋杆二(82)的螺纹连接的长度最长，使连接筋(8)可进入到连接槽(121)内，在连接筋(8)与安装孔(122)对应时，转动筋杆一(81)，使筋杆一(81)螺纹连接在筋杆二(82)内的长度减少，从而将筋杆一(81)和筋杆二(82)均插入到安装孔(122)内，然后搭设用于浇注加强座(2)的模板，浇注加强座(2)，使加强座(2)进入到连接槽(121)内；

步骤二：待加强座(2)凝固前，在加强座(2)上安装拱架(3)，拱架(3)上连接钢丝绳(7)，并对钢丝绳(7)进行预紧，并调整拱架(3)呈竖直状态，对加强座(2)进行养护；

步骤三：安装钢板(4)和钢筋笼(5)，并且在拱桥本体(1)的两侧盖设用于堵住腔室(13)的模板，在腔室(13)内浇注混凝土。

2.根据权利要求1所述的一种小跨径圬工拱桥的加固方法，其特征在于：所述钢板(4)由多块拼接板(41)组成，所述步骤三中，拼接板(41)先预弯成与拱架(3)相同的弧度，再将拼接板(41)对应拱架(3)放置到拱架(3)上，并对相邻的两块拼接板(41)进行焊接固定。

3.根据权利要求2所述的一种小跨径圬工拱桥的加固方法，其特征在于：所述钢板(4)上开设有多个浇注孔(42)，浇注孔(42)分布在钢板(4)最高点的两侧，在浇注腔室(13)内的混凝土时，从最低的浇注孔(42)内先浇注混凝土，并依次浇注到钢板(4)的最高处，已完成浇注的浇注孔(42)需要进行封堵。

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