CN114197328B - 一种梁拱组合桥三角区结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种梁拱组合桥三角区结构的施工方法，在对桥墩一侧梁拱结构进行施工时，所述下弦梁每施工完成一节间，安装临时立柱、体外预应力索，并对体外预应力索进行预应力张拉。通过体外预应力索和立柱的形式将上弦梁和下弦梁连接为一整体。该结构体系可充分发挥体外预应力索受拉和立柱受压的力学性能，使上弦梁和下弦梁共同受力，大大提高结构的整体承载力和稳定性。桥面无需设置临时扣塔等结构，大大增大了作业空间；每根体外预应力索在张拉预应力后，整个施工过程中无需对预应力索索力进行二次调整；体外预应力索与竖直方向夹角较小，索力利用效率高，无需在桥墩上锚固，改善桥墩局部应力。同时材料使用量较少，大大降低了施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及了桥梁工程的技术领域，具体涉及了一种梁拱组合桥三角区结构的施工方法。
背景技术
上承式梁拱组合刚构桥梁是在常规混凝土连续刚构桥的基础上发展起来的新型桥梁结构，上承式梁拱组合刚构桥梁的诞生大大提高了混凝土桥梁的跨越能力，实现了200～400m跨度桥梁兼顾受力和经济性。和传统连续刚构桥相比，上承式梁拱组合刚构桥梁具有提高桥墩根部区段的结构承载效率、减少跨中受力和挠度、提高高墩稳定和受力性能、降低下部结构与基础工程规模，提高结构抗震性能等诸多优点。梁拱组合三角区的施工为该类桥梁施工的核心工序，为施工质量控制的重点，也是难点。
梁拱组合桥刚构桥三角区结构的施工，上下弦悬臂浇筑时，随着悬臂长度的增加，结构承载力难以实现自平衡，为了保证结构的稳定性，现有技术会采用在上弦梁设置临时扣塔，通过扣索连接扣塔和下弦梁的施工方式；或者使用扣索一端连接下弦梁，另一端连接桥墩的施工方式。常用以下几种方式：
(1)上弦设置临时扣塔+扣索配合挂篮悬浇，下弦设置扣索配合挂篮悬浇；
(2)上弦设置活动立柱支顶配合挂篮悬浇，下弦设置扣索配合挂篮悬浇；
(3)下弦设置扣索配合挂篮悬浇，上弦结合支架节段现浇。
其中，上述第(1)种施工方式中，上弦的施工需要在箱梁0号块上设置临时扣塔，应对扣塔下方的砼梁端进行补强设计，该方案施工成本高，扣塔的设置会影响上弦梁的作业空间，对施工操作带来一些不便；另一方面，下弦设置扣索配合挂篮悬浇施工，扣索一端锚固在下弦，另一端均锚固在桥墩或者扣塔上，这使得施工阶段桥墩局部受力极为复杂；同时，因位于上弦与下弦之间的桥墩高度相比三角区长度较小，使得下弦扣索与水平方向夹角也较小，扣索需要很大的张拉力来平衡下弦自重，扣索的利用效率不高。第(2)种和第(3)种施工方式中，与第(1)种相比上弦施工无需临时扣塔和扣索，但是需要在下弦设置密集支架(每一个节间均需设置支架)，支架用量大，且大大增加了安拆风险，下弦施工存在与第(1)种施工方式相同的问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术梁拱组合桥三角区结构的施工过程中存在的设置临时扣塔成本高，作业空间小、操作不便；体外预应力索利用效率低或者材料使用量大的问题，提供一种梁拱组合桥三角区的施工方法，该施工方法不需要设置扣塔，作业空间大，操作方便，且体外预应力索与竖直方向夹角小，索力利用效率高；无需在桥墩是张拉扣索，能够有效减少桥墩局部受力，改善局部应力；没有临时扣塔上扣索对上弦较大的轴向压力，施工阶段上弦压应力较小；且材料使用量较少，大大降低了施工成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种梁拱组合桥三角区结构的施工方法，包括对桥墩一侧的梁拱结构采用以下步骤进行施工：
步骤1、首先，搭设上弦托架、下弦托架，进行预压；在桥墩上施工第一个上弦梁块、第一个下弦梁块和第二个下弦梁块；
然后，采用挂篮悬臂继续在第一个上弦梁上浇筑第二个上弦梁，在第二个下弦梁块上再连续浇筑到第m个下弦梁块；其中m为大于或等于3的自然数；
然后安装第一体外预应力索并张拉预应力，同时拆除下弦梁的托架；其中，所述第一体外预应力索的一端固定安装在第m个下弦梁块远离桥墩的一端，所述第一体外预应力索的另一端固定安装在所述第二个上弦梁块靠近桥墩的一端；
步骤2、采用挂篮悬臂继续在第二个上弦梁块和第m个下弦梁块的基础上进行施工，每浇筑完成一个上弦梁块和一个下弦梁块，再浇筑下一个上弦梁块和下弦梁块，直至浇筑完成第x个上弦梁块和第x个下弦梁块；其中，x为大于或等于2的自然数；
然后依次安装第一临时立柱、第二体外预应力索，并对第二体外预应力索进行张拉预应力；完成一个节间；其中所述第一临时立柱竖向设置，所述第一临时立柱的一端与第一个下弦梁块靠近桥墩的一端固定连接，所述第一临时立柱的另一端与上弦梁块固定连接；所述第二体外预应力索的一端固定安装在第x块下弦梁块远离桥墩的一端，所述第二体外预应力索的另一端固定安装在所述第一临时立柱顶部的所述上弦梁上；
步骤3、采用挂篮继续按照所述步骤2的方法进行若干次重复的连续悬臂施工，直至安装好第N临时立柱和第N+1体外预应力索，然后对第N+1体外预应力索进行预应力张拉；完成若干个节间；
待下弦梁浇筑完三角区合拢结合段前一节段时，继续挂篮悬臂浇筑上弦梁块直至三角区合拢结合段前一节段；其中，N为自然数；
步骤4、再拆除下弦梁挂篮，在远离桥墩的上弦梁一端和远离桥墩的下弦梁的一端之间张拉竖向预应力，将上下弦梁远离桥墩的端部连接成整体，形成闭环的受力结构，挂篮悬臂浇筑合拢结合段，完成一侧的所述梁拱结构的施工。
本发明提供的梁拱组合桥三角区结构的施工方法，在对桥墩一侧梁拱结构进行施工时，上弦梁和下弦梁同步施工(上弦梁滞后于下弦m-1个节段)，每施工完成一节间，安装临时立柱、体外预应力索，并对体外预应力索进行预应力张拉。所述临时立柱竖向固定在所述上弦梁与所述下弦梁之间；所述临时立柱一端与前一个节间中远离桥墩的一端的下弦梁块固定连接，所述临时立柱的另一端与上弦梁块固定连接；所述体外预应力索的一端与所述节间中的远离桥墩的一端的下弦梁块固定连接；所述体外预应力索的另一端连接至所述临时立柱顶部的所述上弦梁上。
通过体外预应力索和立柱的形式将上弦梁和下弦梁连接为一整体，该结构体系充分发挥体外预应力束受拉、立柱受压的力学性能，使上弦梁和下弦梁共同受力，可以提高结构的整体承载力和稳定性。在上弦梁和下弦梁的施工过程中，已经施工完的节间形成了自平衡的稳定体系，前一个节间可作为下一个节间的支撑面，安全性好。桥面无需设置临时扣塔等结构，大大增大了作业空间；且不需要对0#块局部加强，降低了施工成本；每根体外预应力索在张拉预应力后，整个施工过程中无需对索力进行二次调节，体外预应力索与竖直方向夹角较小，索力利用效率高，体外预应力索无需在桥墩上锚固，减少了桥墩局部受力，改善桥墩局部应力；因没有上弦扣索作用下给上弦较大的轴力，施工阶段上弦压应力较小。同时，材料使用量较少，大大降低了施工成本，便于广泛推广应用。
进一步的，所述桥墩两侧的梁拱结构施工同时、对称进行。
进一步的，所述上弦梁块为上弦梁的混凝土锚块。
进一步的，所述下弦梁块为下弦梁的混凝土锚块。
进一步的，所述步骤1-3中，所述上弦梁块浇筑完成后，待混凝土达到设计强度，对所述上弦梁块进行张拉预应力。
进一步的，所述步骤1-3中，安装一对临时立柱和一对体外预应力索，并对一对所述体外预应力索进行张拉预应力，其中一对所述临时立柱分别位于梁拱结构横桥向两侧对应设置；一对所述体外预应力索分别位于梁拱结构横桥向两侧对应设置。
一对临时立柱和一对体外预应力索均分别位于三角区结构横桥向的两侧，可以提高结构的横向刚度，更好的保证结构的稳定性。
进一步的，所述步骤1中，m为3～5；所述步骤2中，x为2～4。m和x过小可能会给挂篮悬臂施工混凝土的方式带来空间上的不便，但是m和x值过大的话，可能会导致上弦梁和下弦梁的混凝土结构稳定性不好。优选的，所述步骤1中，m为3～4；所述步骤2中，x为2～3。
进一步的，与体外预应力索连接的所述上弦梁的混凝土块上设置有上弦锚固齿块；与体外预应力索连接的所述下弦梁的混凝土块上设置有下弦锚固齿块，体外预应力索两端锚固在所述上弦锚固齿块与所述下弦锚固齿块上。
进一步的，所述下弦锚固齿块为混凝土块，所述下弦锚固齿块设置有向外延伸的孔洞，所述体外预应力索通过穿过所述孔洞与所述下弦梁锚块固定连接。
所述上弦锚固齿块为混凝土块，所述上弦锚固齿块设置有向外延伸的孔洞，所述体外预应力索通过穿过所述孔洞与所述上弦梁锚块固定连接。
进一步的，所述步骤1中，张拉所述第一体外预应力索张拉力的竖向分力为m块下弦梁块的重量的1倍～1.5倍；所述步骤2-3中，张拉体外预应力索张拉力的竖向分力为x块下弦梁块的重量的1倍～1.5倍。合适的比例系数，可以保证整个结构的稳定性。
进一步的，当所述步骤2中，设置一对所述体外预应力索时，一对所述体外预应力索的初始张拉力的竖向分力之和为x块混凝土块的重量的1倍～1.5倍。
进一步的，所述步骤1-3中，所述体外预应力索与竖直方向的夹角为20°～50°。合适的夹角，索力利用效率高，减少了桥墩局部受力，改善局部应力。
进一步的，所述步骤3中，在上、下弦梁之间加入楔形块钢垫板，再张拉竖向预应力，将上下弦杆和钢垫板紧密结合，形成三角形受力结构，完成一侧梁拱结构的施工。
进一步的，还包括步骤4：对所述临时立柱和所述体外预应力索进行拆除：
如果所述桥墩两侧的梁拱结构进行同时、对称施工；则对所述桥墩两侧的临时立柱和所述体外预应力索同时、对称进行拆除；
对所述桥墩一侧的临时立柱和所述体外预应力索的拆除过程中，采用从两端至中间的拆除顺序，并且采用先拆除所述体外预应力索，然后再拆除与所述体外预应力索相邻的所述临时立柱的方式，拆除完成，完成一侧的所述梁拱结构的施工。
本发明提供的三角区结构是自平衡体系，没有在墩柱上张拉扣索或者安装临时扣塔张拉扣索，在体外预应力和临时立柱拆除的时候，整体位移和上下弦应力均较稳定。
一种梁拱组合桥三角区结构，所述梁拱组合桥三角区结构包括桥墩和两侧的梁拱结构，所述梁拱结构包括上弦梁和下弦梁，所述上弦梁由若干个上弦梁块悬臂浇筑而成，下弦梁块由若干个下弦梁块悬臂浇筑而成；所述上弦梁与所述下弦梁之间设置有若干根竖向、间隔设置的临时立柱；相邻所述临时立柱之间设置有体外预应力索，所述体外预应力索沿相邻两个所述临时立柱之间的对角位置设置；所述体外预应力索的一端固定连接在所述上弦梁的混凝土锚块上，另一端固定连接在下弦梁的混凝土锚块上；所述体外预应力索向远离所述桥墩的方向倾斜设置。
本发明提供的梁拱组合桥三角区结构，通过体外预应力索和立柱的形式将上弦梁和下弦梁进行连接，体外预应力索受拉，立柱受压，可以提高结构的整体承载力和稳定性。在上弦梁和下弦梁的施工过程中，已经施工完的节间形成了自平衡的稳定体系，前一个节间可作为下一个节间的支撑面，安全性好。
一种梁拱组合桥，包括主梁以及若干个桥墩，其特征在于，每个桥墩与主梁成型为上述的一种梁拱组合桥三角区结构。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的梁拱组合桥三角区结构的施工方法，在对桥墩一侧梁拱结构进行施工时，所述梁拱结构每施工完成一节间，安装临时立柱、体外预应力索，并对体外预应力索进行预应力张拉。所述临时立柱竖向固定在所述上弦梁与所述下弦梁之间；所述临时立柱一端与前一个所述节间的下弦梁远离桥墩的一端固定连接，所述临时立柱的另一端与所述上弦梁固定连接；所述体外预应力索的一端与新的所述节间的下弦梁远离桥墩的一端固定连接；所述体外预应力索的另一端连接至所述临时立柱顶部的所述上弦梁；所述体外预应力索向远离所述桥墩的方向倾斜设置。
通过体外预应力索和立柱的形式将上弦梁和下弦梁连接为一整体，该结构体系充分发挥体外预应力索受拉，立柱受压的力学性能，使上弦梁和下弦梁共同受力，可以提高结构的整体承载力和稳定性。
2、本发明提供的施工方法过程中，在上弦梁和下弦梁的施工过程中，已经施工完的节间一起形成了自平衡的稳定体系，前一个节间可作为下一个节间的支撑面，安全性好。
3、本发明提供的施工方法过程中，桥面无需设置临时扣塔等结构，大大增大了作业空间；且不需要对0#块局部加强，降低了施工成本；每根体外预应力索在张拉预应力后，整个施工过程中不需要二次调节，体外预应力索与竖直方向夹角较小，索力利用效率高；体外预应力索无需在桥墩上锚固，减少了桥墩局部受力，改善桥墩局部应力；因没有上弦扣索作用下给上弦较大的轴力，施工阶段上弦压应力较小。
4、本发明提供的施工方法过程材料使用量较少，大大降低了施工成本，便于广泛推广应用。
附图说明
图1为实施例1的施工过程图。
图2是实施例1部分施工过程示意图。
图3是实施例2提供的梁拱组合桥三角区结构示意图。
图4是图3梁拱组合桥三角区结构的构造断面图。
图5是梁拱组合桥三角区体外预应力索初张拉索力图。
图6是全桥有限元模型图。
图7为三角区合拢前上下弦的最大应力图。
图8为三角区合拢前体外预应力和临时立柱最大应力图。
图9为三角区结构拆除体外预应力索和临时立柱后上下弦最大应力图。
图10为跨中合拢后桥梁最大应力图。
图11为施加二期恒载后桥梁最大应力图。
图标：1-梁拱组合桥三角区结构；11-桥墩；2-梁拱结构；21-上弦梁；211-上弦锚固齿块；22-下弦梁；221-节间；222-下弦锚固齿块；23-临时立柱；24-体外预应力索；3-钢垫板；4-上弦梁块；5-下弦梁块；6-挂篮。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
某跨径布置为(140+245+190+130+80)m的上承式梁-拱组合桥，其中梁拱组合桥三角区结构1的施工方法，如图1所示，包括以下步骤：
桥墩11两侧的梁拱结构2进行同时、对称施工。
对桥墩11一侧的梁拱结构2进行施工，包括以下步骤：
步骤1、搭设上弦托架、下弦托架，进行预压；桥墩11上施工上弦梁21的D0#混凝土块，即第一个所述上弦梁块4，施工下弦梁22的B0#混凝土块、及B1#混凝土块，即第一个所述下弦梁块5和第二个所述下弦梁块5，如图2所示。
步骤2、挂篮悬臂6浇筑上弦梁21的D1#混凝土块，混凝土达到设计要求强度后张拉上弦梁21的D1#混凝土块预应力，前移上弦的挂篮6，挂篮悬臂浇筑下弦梁22的B2#混凝土块，待下弦梁22的B2#块混凝土达到设计要求强度后，前移下弦的挂篮6，张拉第1对所述体外预应力索24，其中Y1是图3中第一对体外预应力索24的编号，Y1一端与上弦梁块D1靠近桥墩11的一端锚固连接，Y1的另一端与下弦梁块B2，同时拆除上弦梁21和下弦梁22的托架，如图2所示。
步骤3、挂篮悬臂浇筑上弦梁21的D2#混凝土块，混凝土达到一定强度后张拉上弦梁21的D2#混凝土块预应力，挂篮悬臂浇筑下弦梁22的B3#混凝土块。
挂篮悬臂浇筑上弦梁21的D3#混凝土块，混凝土达到一定强度后张拉上弦梁21的D3#混凝土块预应力，前移上弦的挂篮6，挂篮悬臂浇筑下弦梁22的B4#混凝土块，前移下弦的挂篮6，混凝土达到一定强度后安装临时立柱23，Z1是图3中临时立柱的编号，Z1的一端与下弦梁块B3靠近桥墩的一端固定连接，临时立柱竖向设置，Z1的另一端与上弦梁块D3靠近桥墩的一端固定连接，张拉第2对所述体外预应力索24，其中Y2是图3中第二对体外预应力索的编号，Y2一端与上弦梁块D3靠近桥墩11的一端锚固连接，Y2的另一端与下弦梁块B4远离桥墩的一端锚固连接，完成一个节间221，如图1所示。
步骤4、重复步骤2、3，挂篮悬臂浇筑上弦梁21的D11#混凝土块，混凝土达到一定强度后张拉上弦梁21的D11#混凝土块预应力，挂篮悬臂浇筑下弦梁22的B12#混凝土块，混凝土达到一定强度后安装临时立柱23Z5，Z5是图3中临时立柱的编号，Z5的一端与下弦梁块B11靠近桥墩的一端锚固连接，临时立柱竖向设置，Z5的另一端与上弦梁块D11靠近桥墩的一端固定连接，张拉第m对所体外预应力索24Y6，其中Y6是图3中第六对体外预应力索的编号，Y6一端与上弦梁块D11靠近桥墩11的一端锚固连接，Y6的另一端与下弦梁块B12远离桥墩的一端锚固连接。
步骤5、拆除下弦梁挂篮，在上弦梁21的D12#混凝土块、下弦梁22的B12#混凝土块之间加入楔形块的钢垫板3，再张拉竖向预应力，将上下弦杆和钢垫板3紧密结合，提前形成三角形受力结构。
如上述所示，每个所述节间221为2个混凝土块；一对所述临时立柱23分别位于梁拱结构2横桥向两侧对应设置；一对所述体外预应力索24分别位于梁拱结构2横桥向两侧对应设置。与所述体外预应力索24连接的所述上弦梁21的混凝土块上设置有上弦锚固齿块211；与所述体外预应力索24连接的所述下弦梁22的混凝土块上设置有下弦锚固齿块222，所述体外预应力索24通过所述上弦锚固齿块211与所述下弦锚固齿块222进行连接。所述下弦锚固齿块222为混凝土块，所述下弦锚固齿块222设置有向外延伸的孔洞，所述体外预应力索24通过穿过所述孔洞与所述下弦梁22固定连接。其中，所述上弦锚固齿块211为混凝土块，所述上弦锚固齿块211设置有向外延伸的孔洞，所述体外预应力索24通过穿过所述孔洞与所述上弦梁21固定连接。
实施例2
如图3和图4所示，采用实施例1制备了一种梁拱组合桥三角区结构，所述梁拱组合桥三角区结构1包括桥墩11和两侧的梁拱结构2，所述梁拱结构2包括上弦梁21和下弦梁22；所述上弦梁21与所述下弦梁22之间设置有若干根竖向、间隔设置的临时立柱23；相邻所述临时立柱23之间设置有体外预应力索24，所述体外预应力索24沿相邻两个所述临时立柱23之间的对角位置设置；所述体外预应力索24的一端固定连接在所述上弦梁21的混凝土块上，另一端固定连接在下弦梁22的混凝土块上；所述体外预应力索24向远离所述桥墩11的方向倾斜设置。
随着后续节间悬臂施工，遵循先三角区两侧后中间循环拆除的原则同步拆除体外预应力和临时立柱，以使体外预应力束和临时立柱拆除实现三角区体系转换受力均匀合理，按照此原则拆除顺序为所述体外预应力索Y6，临时立柱Z5，所述体外预应力索Y1，所述体外预应力索Y5，临时立柱Z4，所述体外预应力索Y2，临时立柱Z1，……，最终实现三角区施工体系转换。
其中，Yk在上弦上的锚固点位于节间D2k-1内并尽量靠近节间D2k-1的起点，Yk在下弦上的锚固点位于下弦节间B2k内并尽量靠近节间2k的终点。各体外预应力Yk(1≤k≤m)体外预应力的初始拉力的竖向分力可取为Yk与Yk-1之间下弦自重的倍数(如Y2的初拉力的竖向分力为B3与B4自重之和的倍数)，即Fk＝a/2×Gk/cosαk，其中Gk为Yk与Yk-1之间下弦自重，a为系数，(1≤a≤1.5，a的取值可根据各项指标优化选取)，αk为Yk与竖直方向的夹角，该桥αk取值如表1所示。
表1各体外预应力与竖向夹角αk取值表
| α1 | α2 | α3 | α4 | α5 | α6 |
| 20.8° | 25.9° | 31.3° | 36.7° | 42.9° | 49.6° |
Gk取值如表2所示。
表2下弦自重Gk取值表
| G1(kN) | G2(kN) | G3(kN) | G4(kN) | G5(kN) | G6(kN) |
| 5258 | 4027 | 3970 | 3921 | 3878 | 4112 |
本桥取a＝1.2，Fk＝a/2×Gk/cosαk＝1.2/2×Gk/cosαk，并取50kN的倍数得各体外预应力索初拉力Fk取值如表3所示。
表3体外预应力索初拉力Fk取值表
| F1(kN) | F2(kN) | F3(kN) | F4(kN) | F5(kN) | F6(kN) |
| 3350 | 2700 | 2800 | 2950 | 3200 | 3800 |
实施例3
采用桥梁设计软件midas civil建立全桥有限元模型如图6所示，并进行施工阶段模拟。一种梁拱组合桥，包括主梁以及若干个桥墩，每个桥墩与主梁成型如图3所示的梁拱组合桥三角区结构。模型中各体外预应力索的初始张拉力如图5所示，此模型为杆系单元，图中张拉力为横桥向两侧体外预应力索初始张拉力之和，并根据该方法的顺序建立施工阶段，计算每一个施工阶段的桥梁应力状态。该桥上弦和下弦均采用C60混凝土，上弦为预应力混凝土结构，下弦为钢筋混凝土结构。
施工阶段上下弦最大应力出现在三角区即将合拢的时候。上弦为预应力砼结构，该施工阶段上弦无拉应力，上弦最大压应力为11.5Mpa，满足规范施工阶段最大拉应力不大于1.15ftk＝1.15×2.85＝3.26Mpa、最大压应力不大于0.7fck＝0.7×38.5Mpa＝26.9Mpa的要求；下弦为普通钢筋砼结构，下弦与桥墩结合处局部存在拉应力，通过配筋由钢筋应力控制，下弦最大压应力为7.6Mpa，满足规范要求，上下弦最大应力图如图7所示；此时，体外预应力索最大拉应力为930Mpa，临时立柱最大压应力为76Mpa，满足规范要求，如图8所示。
通过体外预应力索和立柱的形式将上弦梁和下弦梁进行连接，体外预应力索受拉，立柱受压，可以提高结构的整体承载力和稳定性。该施工方法过程中，在上弦梁和下弦梁的施工过程中，已经施工完的节间一起形成了自平衡的稳定体系，前一个节间可作为下一个节间的支撑面，安全性好。桥面没有设置临时扣塔等结构，大大提升了作业空间；且每根体外预应力索在张拉预应力后，整个施工过程中无需二次调节，体外预应力索的角度较大，索力利用效率高；体外预应力索无需在桥墩上锚固，减少了桥墩局部受力，改善局部应力；同时材料使用量较少，大大降低了施工成本，便于广泛推广应用。
还包括以下步骤：采用挂篮浇筑三角区结合段F13#混凝土块，该施工阶段上弦无拉应力，最大压应力为11.2Mpa，满足规范要求；下弦与桥墩结合处局部存在拉应力，通过配筋由钢筋应力控制，下弦最大压应力为7.6Mpa，满足规范要求。
随着后续节间悬臂施工，遵循先三角区两侧后中间循环拆除的原则同步拆除体外预应力和临时立柱，以使体外预应力束和临时立柱拆除实现三角区体系转换受力均匀合理，按照此原则拆除顺序为所述体外预应力索Y6，临时立柱Z5，所述体外预应力索Y1，所述体外预应力索Y5，临时立柱Z4，所述体外预应力索Y2，临时立柱Z1，……，最终实现三角区施工体系转换。该施工阶段上弦无拉应力，最大压应力为15.0Mpa，满足规范要求；下弦无拉应力，最大压应力为11.5Mpa，满足规范要求，该阶段上、下弦梁最大应力图如图9所示。
跨中合拢阶段，上弦无拉应力，最大压应力为16.0Mpa，下弦无拉应力，最大压应力为12.2Mpa，均满足规范要求，跨中合拢后桥梁最大应力图如图10所示。施加二期恒载后，上弦无拉应力，最大压应力为15.8Mpa，下弦无拉应力，最大压应力为14.0Mpa，均满足规范要求，施加二期恒载后桥梁最大应力图如图11所示。其中图9-11中，颜色越深表示应力越大。
通过验算，使用阶段各荷载组合下桥梁应力均满足规范要求，使用该方法进行梁拱组合刚构桥三角区施工方案方便快捷、受理合理；与其他方案相比不需要临时塔架，并能提高体外预应力的使用效率，减少材料用量。
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 (10)
1.一种梁拱组合桥三角区结构的施工方法，其特征在于，
包括对桥墩一侧的梁拱结构采用以下步骤进行施工：
步骤1、首先，搭设上弦托架、下弦托架，进行预压；在桥墩上施工第一个上弦梁块、第一个下弦梁块和第二个下弦梁块；
然后，采用挂篮悬臂继续在第一个上弦梁上浇筑第二个上弦梁，在第二个下弦梁块上再连续浇筑到第m个下弦梁块；其中m为大于或等于3的自然数；
然后安装第一体外预应力索并张拉预应力，同时拆除下弦梁的托架；其中，所述第一体外预应力索的一端固定安装在第m个下弦梁块远离桥墩的一端，所述第一体外预应力索的另一端固定安装在所述第二个上弦梁块靠近桥墩的一端；
步骤2、采用挂篮继续在第二个上弦梁块和第m个下弦梁块的基础上进行悬臂施工，每浇筑完成一个上弦梁块和一个下弦梁块，再浇筑下一个上弦梁块和下弦梁块，直至浇筑完成第x个上弦梁块和第x个下弦梁块；其中，x为大于或等于2的自然数；
然后依次安装第一临时立柱、第二体外预应力索，并对第二体外预应力索进行预应力张拉；完成一个节间；其中所述第一临时立柱竖向设置，所述第一临时立柱的一端与第一个下弦梁块靠近桥墩的一端固定连接，所述第一临时立柱的另一端与上弦梁块固定连接；所述第二体外预应力索的一端固定安装在第x块下弦梁块远离桥墩的一端，所述第二体外预应力索的另一端固定安装在所述第一临时立柱顶部的上弦梁上；
步骤3、采用挂篮继续按照所述步骤2的方法进行若干次重复的连续悬臂施工，直至安装好第N临时立柱和第N＋1体外预应力索，然后对第N＋1体外预应力索进行预应力张拉，完成若干个节间；待下弦梁浇筑完三角区合拢结合段前一节段时，继续挂篮悬臂浇筑上弦梁块直至三角区合拢结合段前一节段；其中，N为自然数；
步骤4、再拆除下弦梁挂篮，在远离桥墩的上弦梁一端和远离桥墩的下弦梁的一端之间张拉竖向预应力，将上下弦梁远离桥墩的端部连接成整体，形成闭环的受力结构，挂篮悬臂浇筑合拢结合段，完成一侧的所述梁拱结构的施工。
2.根据权利要求1所述的梁拱组合桥三角区结构的施工方法，其特征在于，所述桥墩两侧的梁拱结构施工同时、对称进行。
3.根据权利要求1所述的梁拱组合桥三角区结构的施工方法，其特征在于，步骤1-3中，临时立柱为一对临时立柱，体外预应力索为一对体外预应力索，并对一对所述体外预应力索进行张拉预应力，其中一对所述临时立柱分别位于梁拱结构的横桥向两侧对应设置；一对所述体外预应力索分别位于梁拱结构横桥向两侧对应设置。
4.根据权利要求1所述的梁拱组合桥三角区结构的施工方法，其特征在于，所述步骤1中，m为3～5；所述步骤2中，x为2～4。
5.根据权利要求1所述的梁拱组合桥三角区结构的施工方法，其特征在于，与体外预应力索连接的所述上弦梁的混凝土块上设置有上弦锚固齿块；与体外预应力索连接的所述下弦梁的混凝土块上设置有下弦锚固齿块，体外预应力索两端锚固在所述上弦锚固齿块与所述下弦锚固齿块上。
6.根据权利要求1所述的梁拱组合桥三角区结构的施工方法，其特征在于，步骤1中，张拉所述第一体外预应力索张拉力的竖向分力为m块下弦梁块的重量的1倍～1.5倍；步骤2-3中，张拉体外预应力索张拉力的竖向分力为x块下弦梁块的重量的1倍～1.5倍。
7.根据权利要求1所述的梁拱组合桥三角区结构的施工方法，其特征在于，步骤1-3中，体外预应力索与竖直方向的夹角为20°～50°。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的梁拱组合桥三角区结构的施工方法，其特征在于，还包括步骤5：对所述临时立柱和所述体外预应力索进行拆除：
当所述桥墩两侧的梁拱结构进行同时、对称施工；则对所述桥墩两侧的临时立柱和所述体外预应力索同时、对称进行拆除；
对所述桥墩一侧的临时立柱和所述体外预应力索的拆除过程中，采用从两端至中间的拆除顺序，并且采用先拆除所述体外预应力索，然后再拆除与所述体外预应力索相邻的所述临时立柱的方式，拆除完成，完成一侧的所述梁拱结构的施工。
9.一种如权利要求1-7任意一项所述的梁拱组合桥三角区结构的施工方法施工得到的梁拱组合桥三角区结构，其特征在于，所述梁拱组合桥三角区结构包括桥墩和两侧的梁拱结构，所述梁拱结构包括上弦梁和下弦梁，所述上弦梁由若干个上弦梁块悬臂浇筑而成，下弦梁块由若干个下弦梁块悬臂浇筑而成；所述上弦梁与所述下弦梁之间设置有若干根竖向、间隔设置的临时立柱；相邻所述临时立柱之间设置有体外预应力索，所述体外预应力索沿相邻两个所述临时立柱之间的对角位置设置；所述体外预应力索的一端固定连接在所述上弦梁的混凝土锚块上，另一端固定连接在下弦梁的混凝土锚块上；所述体外预应力索向远离所述桥墩的方向倾斜设置。
10.一种梁拱组合桥，包括主梁以及若干个桥墩，其特征在于，每个桥墩与主梁成型为如权利要求9所述的一种梁拱组合桥三角区结构。
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