CN114837059A - 一种山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥，同时提出其施工方法，应用于高山峡谷地区，横跨峡谷、架设在两侧的山体之间；每侧山体上均是，设置有桩基础，桥塔固设在桩基础上，上部朝向山体的一侧通过多道拉索与锚固于山体基岩中的多个岩锚一一对应地相固定牵拉，另一侧通过多道斜拉索一一对应地吊起多段依次拼装的节段桁架梁，且两侧的拉力相平衡；两侧的节段桁架梁呈对称设置，之间通过微拱桁架梁相接，构成完整主跨，并铺设混凝土桥面板，微拱桁架梁呈扁平、微拱状桁架梁结构。本发明是一种适用于山区峡谷地区的新型大跨径桥梁结构体系，受力合理、施工难度低，经济可行、造型美观。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥梁结构体系，更具体地说是一种山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥。
背景技术
在高山峡谷地区，常见建桥方案有以下三种：
1、变截面连续梁或连续钢构桥；适用跨径300m以内，但易出现跨中下挠、腹板开裂等病害，且墩柱高，材料用量大，施工难度大；
2、矮塔斜拉桥；适用跨径300m以内，桥梁造型美观，但矮塔斜拉桥塔柱高，材料用量大费用高，施工工期长，施工控制难度大；
3、拱桥；跨径能达到500m，外形美观，但拱桥临时措施材料用量大，拱座对山体破坏面积大，施工费用高且难度大。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明提出一种山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥及其施工方法，为300-500m跨径范围内的桥梁设计提供一种更有竞争力的解决方案，是一种适用于山区峡谷地区的新型大跨径桥梁结构体系，受力合理、施工难度低，经济可行、造型美观。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥，其结构特点是：
应用于高山峡谷地区，横跨峡谷、架设在两侧的山体之间；
每侧山体上均是，设置有桩基础，桥塔固设在桩基础上，上部朝向山体的一侧通过多道拉索与锚固于山体基岩中的多个岩锚一一对应地相固定牵拉，另一侧通过多道斜拉索一一对应地吊起多段依次拼装的节段桁架梁，且两侧的拉力相平衡；
两侧的节段桁架梁呈对称设置，之间通过微拱桁架梁相接，构成完整主跨，并铺设混凝土桥面板，所述微拱桁架梁呈扁平、微拱状桁架梁结构。
本发明山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥的结构特点也在于：
所述桩基础为由斜桩与竖桩组合构成的微型群桩基础。
所述拉索一端通过钢锚箱锚固在桥塔上，另一端通过预加力锚与所述岩锚相锚固。
所述斜拉索一端通过钢锚箱锚固在桥塔上，另一端通过锚拉板与节段桁架梁相固连。
所述拉索与斜拉索均是，由镀锌钢绞线或环氧钢绞线组成的索股。
桥塔为混凝土桥塔，高度为桥梁主跨径的1/6-1/4。
桥梁主跨径为300-500m。
本发明同时提出了一种山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥的施工方法，按如下步骤进行：
步骤1、在两侧山体上均是，依次施工桩基础、桥塔、岩锚后，在所述桥塔与岩锚之间张拉拉索；
步骤2、每侧先采用支架法逐段施工，拼装节段桁架梁根部，施工完成后进行节段桁架梁与桥塔之间斜拉索的安装张拉；
步骤3、利用桥面吊机逐段吊装施工剩余节段桁架梁，并进行对应斜拉索的安装张拉，直至完成两侧全部节段桁架梁的施工及相应斜拉索的安装张拉；
步骤4、以已施工完成的两侧节段桁架梁作为平台，布设对称布置的双桥面吊机，利用双桥面吊机同时对称起吊微拱桁架梁，完成桥梁跨中长梁段合拢；
步骤5、铺设混凝土桥面板，安装桥面系，完成山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥的施工。
进一步设置：
步骤1中：将岩锚的锚杆锚固于山体基岩中后，在岩锚朝外的一端固装预加力锚，拉索的一端通过钢锚箱锚固在桥塔上，另一端连接在预加力锚的锚头上。
步骤2中：在斜拉索安装完成后拆除支架。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明采用混凝土桥塔和斜拉索分别代替了山区拱桥缆索吊装施工方案中的临时钢结构索塔和扣索，实现了永临结合，降低了施工难度，将混凝土桥塔和斜拉索作为桥梁的永久结构，节省了工期，避免了临时钢结构索塔和扣索的材料浪费；
2、本发明中微拱桁架梁的施工，是利用已经施工完成的节段桁架梁为平台，采用双桥面吊机同时对称起吊施工，实现了桥梁跨中长梁段合拢，降低了施工难度，大大节省了工期；
3、本发明中两侧的斜拉索仅吊起各约三分之一桥跨，为扁平桁架拱提供多个弹性支撑点，充分发挥节段桁架梁根部梁高度大、抗弯、抗剪刚度大的优势；
4、本发明中桥梁结构体系受力合理，综合了桁架拱桥、矮塔斜拉桥桥梁外观造型优势，是主跨300-500m跨径一种更有竞争力的桥型方案。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是桩基础的结构示意图；
图3是预加力锚的结构示意图；
图4是施工节段桁架梁根部时的临时支架的结构示意图；
图5至图9是本发明施工过程示意图。
图中，1山体；2桩基础；3斜桩；4竖桩；5桥塔；6岩锚；7预加力锚；8拉索；9节段桁架梁；10斜拉索；11微拱桁架梁；12混凝土桥面板；13支架；14桥面吊机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1至图3，本实施例的山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥应用于高山峡谷地区，横跨峡谷、架设在两侧的山体1之间，结构设置如下；
每侧山体1上均是，设置有桩基础2，桥塔5固设在桩基础2上，上部朝向山体1的一侧通过多道拉索8与锚固于山体1基岩中的多个岩锚6一一对应地相固定牵拉，另一侧通过多道斜拉索10一一对应地吊起多段依次拼装的节段桁架梁9，且两侧的拉力相平衡；
两侧的节段桁架梁9呈对称设置，之间通过微拱桁架梁11相接，构成完整主跨，并铺设混凝土桥面板12，微拱桁架梁11呈扁平、微拱状桁架梁结构，与两侧的节段桁架梁9各占约1/3桥跨。
该山区岩锚6斜拉柔拱协作体系桥的结构设置也包括：
桩基础2为由斜桩3与竖桩4组合构成的微型群桩基础2；竖桩4用于承受桥塔5传递的荷载，斜桩3用于承受桁架拱传递的荷载，桩的布置可参考规范设计。由于采用了微型群桩基础2，其对山体1破坏小，施工难度低，规避了常规桩基础2对山体1破坏大，材料用量大的缺点。
拉索8一端通过钢锚箱锚固在桥塔5上，另一端通过预加力锚7与岩锚6相锚固。
斜拉索10一端通过钢锚箱锚固在桥塔5上，另一端通过锚拉板与节段桁架梁9相固连。
拉索8与斜拉索10均是，由镀锌钢绞线或环氧钢绞线组成的索股。
桥塔5为混凝土桥塔5，高度为桥梁主跨径的1/6-1/4。
桥梁主跨径为300-500m。
本发明实施例同时给出了该山区岩锚6斜拉柔拱协作体系桥的施工方法，参照图5至图9，按如下步骤进行：
步骤1、在两侧山体1上均是，依次施工桩基础2、桥塔5、岩锚6后，在桥塔5与岩锚6之间张拉拉索8；
步骤2、每侧先采用支架13法逐段施工，拼装节段桁架梁9根部，施工完成后进行节段桁架梁9与桥塔5之间斜拉索10的安装张拉；临时支架13如图4所示；
步骤3、利用桥面吊机14逐段吊装施工剩余节段桁架梁9，并进行对应斜拉索10的安装张拉，直至完成两侧全部节段桁架梁9的施工及相应斜拉索10的安装张拉；
步骤4、以已施工完成的两侧节段桁架梁9作为平台，布设对称布置的双桥面吊机14，利用双桥面吊机14同时对称起吊微拱桁架梁11，完成桥梁跨中长梁段合拢；
步骤5、铺设混凝土桥面板12，安装桥面系，完成山区岩锚6斜拉柔拱协作体系桥的施工。
进一步设置：
步骤1中：将岩锚6的锚杆锚固于山体1基岩中，施工完成后，在岩锚6朝外的一端固装预加力锚7，对岩锚6进行张拉锚固，拉索8的一端通过钢锚箱锚固在桥塔5上，另一端连接在预加力锚7的锚头上；从而，充分利用了岩锚6能承受较大外轴向荷载，并且对山体1破坏小、环保的优势，规避了常规隧道锚对山体1破坏大，施工难度高，危险性大的缺点。
步骤2中：在斜拉索10安装完成后拆除支架13。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥，其特征是：
应用于高山峡谷地区，横跨峡谷、架设在两侧的山体之间；
每侧山体上均是，设置有桩基础，桥塔固设在桩基础上，上部朝向山体的一侧通过多道拉索与锚固于山体基岩中的多个岩锚一一对应地相固定牵拉，另一侧通过多道斜拉索一一对应地吊起多段依次拼装的节段桁架梁，且两侧的拉力相平衡；
两侧的节段桁架梁呈对称设置，之间通过微拱桁架梁相接，构成完整主跨，并铺设混凝土桥面板，所述微拱桁架梁呈扁平、微拱状桁架梁结构。
2.根据权利要求1所述的山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥，其特征是：所述桩基础为由斜桩与竖桩组合构成的微型群桩基础。
3.根据权利要求1所述的山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥，其特征是：所述拉索一端通过钢锚箱锚固在桥塔上，另一端通过预加力锚与所述岩锚相锚固。
4.根据权利要求1所述的山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥，其特征是：所述斜拉索一端通过钢锚箱锚固在桥塔上，另一端通过锚拉板与节段桁架梁相固连。
5.根据权利要求1或3或4所述的山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥，其特征是：所述拉索与斜拉索均是，由镀锌钢绞线或环氧钢绞线组成的索股。
6.根据权利要求1所述的山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥，其特征是：桥塔为混凝土桥塔，高度为桥梁主跨径的1/6-1/4。
7.根据权利要求1所述的山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥，其特征是：桥梁主跨径为300-500m。
8.一种山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥的施工方法，其特征是，按如下步骤进行：
步骤1、在两侧山体上均是，依次施工桩基础、桥塔、岩锚后，在所述桥塔与岩锚之间张拉拉索；
步骤2、每侧先采用支架法逐段施工，拼装节段桁架梁根部，施工完成后进行节段桁架梁与桥塔之间斜拉索的安装张拉；
步骤3、利用桥面吊机逐段吊装施工剩余节段桁架梁，并进行对应斜拉索的安装张拉，直至完成两侧全部节段桁架梁的施工及相应斜拉索的安装张拉；
步骤4、以已施工完成的两侧节段桁架梁作为平台，布设对称布置的双桥面吊机，利用双桥面吊机同时对称起吊微拱桁架梁，完成桥梁跨中长梁段合拢；
步骤5、铺设混凝土桥面板，安装桥面系，完成山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥的施工。
9.根据权利要求8所述的山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥的施工方法，其特征是，步骤1中：将岩锚的锚杆锚固于山体基岩中后，在岩锚朝外的一端固装预加力锚，拉索的一端通过钢锚箱锚固在桥塔上，另一端连接在预加力锚的锚头上。
10.根据权利要求8所述的山区岩锚斜拉柔拱协作体系桥的施工方法，其特征是，步骤2中：在斜拉索安装完成后拆除支架。
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