CN116971283A - 一种梁拱组合体系桥梁结构及顶升、转体施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁建筑施工技术领域，提供一种梁拱组合体系桥梁结构及顶升、转体施工方法，其中梁拱组合体系桥梁结构包括桥梁下部结构、主梁、桥梁拱结构、拱脚横梁、转体装置和临时接长横梁；主梁与桥梁下部结构连接，拱脚横梁设于主梁与桥梁下部结构的连接处，且拱脚横梁的两端从主梁的两侧伸出，临时接长横梁与拱脚横梁可拆卸式连接；转体装置与临时接长横梁滑动配合，桥梁拱结构与转体装置可拆卸式铰接连接。本申请的结构及施工步骤设计合理，能够使桥梁拱结构在桥面较窄时也能完成对拱的横向转体施工，且该方法步骤施工便捷，具有很大的应用前景。

Description

一种梁拱组合体系桥梁结构及顶升、转体施工方法

技术领域

本发明属于桥梁建筑施工技术领域，具体涉及一种梁拱组合体系桥梁结构及顶升、转体施工方法。

背景技术

组合体系桥梁是指主要承重构件采用两种独立结构体系组合而成的桥梁，如拱和梁的组合、梁和桁架的组合等。梁拱组合体系桥梁是指桥梁的主要承重构件采用拱和梁两种独立结构体系组合而成的桥梁。梁拱组合体系今年来在我国发展迅速，由于其受力合理、造价低廉、施工方便、造型美观等特点，在公路建设中得到广泛应用。该组合桥一般采用“先梁后拱”的施工方法，即完成主梁的施工后，通过梁上搭设支架拼装拱肋或采用部分支架拼装拱肋再通过塔架竖转合拢拱肋。这种的传统施工方法在桥位处拼装时间长、零散件多，给桥下通道带来安全隐患。

传统的转体施工法根据转动的方向可以分为：竖向转体施工法、水平转体施工法以及平转与竖转相结合的方法。竖转法一般在低处浇筑或拼装拱肋，然后提升到设计位置，再进行合龙。拱桥水平转体施工根据转动体系是否需要配置平衡重又可分为：有平衡重转体施工和无平衡重转体施工。有平衡重转体是指在转动体系的设计和施工过程，尽可能使其重心落在下盘转动球铰中心位置的转体施工方法。无平衡重转体施工是指，转动体系的不需要主动配置平衡重，用锚固体系来实现平衡的转体的施工方法。这些传统的转体施工方法存在需要搭建临时支架以及临时塔架、施工复杂、施工时间长、施工法费用高等缺陷并且在合龙过程中还存在和龙口标高调整较困难的问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种梁拱组合体系桥梁结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种梁拱组合体系桥梁结构，包括：

桥梁下部结构、主梁、桥梁拱结构、拱脚横梁、转体装置和临时接长横梁；

所述主梁与所述桥梁下部结构连接，所述拱脚横梁设于所述主梁与所述桥梁下部结构的连接处，且所述拱脚横梁的两端从所述主梁的两侧伸出，所述临时接长横梁与所述拱脚横梁可拆卸式连接；

所述转体装置与所述临时接长横梁滑动配合，所述桥梁拱结构与所述转体装置可拆卸式铰接连接。

优选的，所述临时接长横梁与所述拱脚横梁的连接处设有用于放置所述桥梁拱结构的放置部，所述临时接长横梁上设有供所述转体装置滑动的滑轨件，在所述拱脚横梁上设有拱铰装置，所述滑轨件的一端朝向所述拱铰装置，所述桥梁拱结构与所述拱铰装置可拆卸式连接。

优选的，所述滑轨件的截面呈T形，所述滑轨件的截面顶部为半椭圆形结构。

优选的，所述拱铰装置处于所述拱脚横梁的底部，包括上拱铰、下拱铰、轴瓦和止动板；

所述轴瓦设置在所述上拱铰与所述下拱铰的接触面之间并与所述下拱铰固定连接，所述止动板为两块，分别沿所述下拱铰的轴向方向设置在所述下拱铰的顶面两侧并将所述轴瓦两侧压住并用螺钉紧固。

优选的，所述拱铰装置处于所述临时接长横梁的一侧，所述下拱铰上设有与拱脚横梁进行焊接连接的预埋钢板，所述上拱铰与所述桥梁拱结构的连接处设有节点板和螺栓件。

优选的，当所述拱铰装置与所述桥梁拱结构连接时，所述止动板的一端与所述桥梁拱结构相接触，所述桥梁拱结构与所述拱铰装置的连接处焊接有将上述连接处罩住的钢制箱体。

优选的，所述临时接长横梁包括第一临时接长横梁部和第二临时接长横梁部，所述第一临时接长横梁部的一端插入所述拱脚横梁中并通过螺栓连接，所述第一临时接长横梁部的另一端伸出所述拱脚横梁并与所述第二临时接长横梁部连接，所述第一临时接长横梁部与所述第二临时接长横梁部的连接处设有节点板和螺栓件。

优选的，所述转体装置包括上座板、下座板以及连接上座板、下座板的销轴，所述上座板与所述桥梁拱结构相连，所述下座板与所述临时接长横梁滑动配合。

本发明还包括一种梁拱组合体系桥梁结构的顶升、转体施工方法，应用于上述所述的梁拱组合体系桥梁结构，其步骤如下：

S1、桥梁下部结构的施工；

S2、主梁的施工；

S3、桥梁拱结构的施工和安装：

将桥梁拱结构分为第一侧桥梁拱结构和第二侧桥梁拱结构，第一侧桥梁拱结构和第二侧桥梁拱结构在工厂进行预制并运送至桥位处组装，再将第一侧桥梁拱结构与拱铰装置连接；

S4、第一侧桥梁拱结构的竖向顶升、转体与固定：

在第一侧桥梁拱结构与拱铰装置连接后，通过顶升装置以及拱铰装置的转动完成第一侧桥梁拱结构的转体，在第一侧桥梁拱结构精确就位后，测量平面及高程，复核均满足要求后在拱铰位置焊接钢制箱体将拱铰装置封闭；

S5、临时接长横梁的安装：

临时接长横梁的部件在工厂分别进行预制，再与拱脚横梁连接固定；

S6、第二侧桥梁拱结构的安装、滑动与转体：

第二侧桥梁拱结构与转体装置相连，转体装置使第二侧桥梁拱结构在临时接长横梁上向拱脚横梁处滑动，同时对第二侧桥梁拱结构进行转动；

S7、第二侧桥梁拱结构的固定：

当第二侧桥梁拱结构通过转体装置滑动并转动到拱脚横梁处时，将第二侧桥梁拱结构与拱铰装置进行连接，并通过拱铰装置的转动进一步的调整第二侧桥梁拱结构的位置，待第二侧桥梁拱结构精确就位后在拱铰位置焊接钢制箱体将拱铰装置封闭；

S8、临时接长横梁的拆除：

将第二侧桥梁拱结构进行连接完毕后对临时接长横梁进行拆除。

优选的，对于宽的桥梁，不需要步骤S5，直接将第二侧桥梁拱结构与拱铰装置连接，如果有拱间横撑，在步骤S8后进行拱间横撑安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括有：

本申请的梁拱组合体系桥梁结构及其顶升、转体施工方法应用于组合体系桥梁施工技术中，其增设的拱脚横梁、转体装置和临时接长横梁的结构，可以使桥梁拱结构在临时接长横梁上实现滑动和转体，并固定于拱脚横梁的侧面，本申请的结构及施工步骤设计合理，能够使桥梁拱结构在桥面较窄时也能完成对拱的横向转体施工，且该方法步骤施工便捷，具有很大的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的施工初始阶段的俯视视图。

图2为本发明的施工到位阶段的俯视视图。

图3为本发明的施工到位阶段的侧视视图。

图4为本发明的拱铰装置的结构图。

图5为本发明的临时接长横梁的正视图。

图6为本发明的临时接长横梁的立体视图。

图7为本发明的转体装置的结构示意图。

其中：

1-临时接长横梁，2-第一侧桥梁拱结构，3-第二侧桥梁拱结构，4-拱脚横梁，5-滑轨件，6-节点板，7-螺栓件，8-转体装置，9-预埋钢板，10-主梁；11-拱铰装置，12-下拱铰，13-上拱铰，14-轴瓦。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例：

如图1-7所示，本实施例中提供一种梁拱组合体系桥梁结构，包括：

桥梁下部结构、主梁10、桥梁拱结构、拱脚横梁4、转体装置8和临时接长横梁1；

在本实施例中，主梁10为简支梁或连续梁，通过支座与桥梁下部结构进行支撑连接，拱脚横梁4设于主梁10与桥梁下部结构的连接处即支座位置处(图中省略支座结构)，且拱脚横梁4的两端从主梁10的两侧面伸出；在本实施中，将从主梁10的两侧面伸出的拱脚横梁4的端部分别设为第一拱脚横梁端部和第二拱脚横梁端部，其中在第一拱脚横梁端部和第二拱脚横梁端部均设有拱铰装置11，在第二拱脚横梁端部设有与其可拆卸式连接的临时接长横梁1，转体装置8与临时接长横梁1滑动配合；

在本实施例中桥梁拱结构分为第一侧桥梁拱结构2和第二侧桥梁拱结构3，分别设于主梁10的两侧面，其中第一侧桥梁拱结构2与第一拱脚横梁端部处的拱铰装置11可拆卸式铰接连接，第二侧桥梁拱结构3与第二拱脚横梁端部处的拱铰装置11可拆卸式连接者或者与转体装置8可拆卸式连接。

在本实施例中，具体的，临时接长横梁1与拱脚横梁4的连接处设有用于放置桥梁拱结构的放置部，临时接长横梁1上设有供转体装置8滑动的滑轨件5，滑轨件5的一端朝向拱铰装置11，桥梁拱结构与拱铰装置11可拆卸式连接。

在本实施例中，滑轨件5的截面呈T形，滑轨件5的截面顶部为半椭圆形结构，具体的，可以在滑轨件5上涂抹润滑液以减小转体装置8与滑轨件5之间的摩擦力，以供转体装置8向拱脚横梁4处滑移。

本实施例的拱铰装置11处于拱脚横梁4的端部的底部处，包括上拱铰13、下拱铰12、轴瓦14和止动板；

轴瓦14设置在上拱铰13与下拱铰12的接触面之间并与下拱铰12固定连接，轴瓦14与上拱铰13的接触面的纵向方向开设润滑槽，通过润滑槽可以方便地对接触面进行润滑，以减小摩擦力；止动板为两块，分别沿下拱铰12的轴向方向设置在下拱铰12的顶面两侧并将轴瓦14两侧压住并用螺钉紧固，止动板可以有效限制轴瓦14的转动从而实现拱铰装置11桥梁拱结构的临时固定。

具体的，拱铰装置11处于临时接长横梁1的一侧，下拱铰12上设有与拱脚横梁4进行焊接连接的预埋钢板9，上拱铰13与桥梁拱结构的连接处设有节点板6和螺栓件7。

具体的，当拱铰装置11与桥梁拱结构连接时，止动板的一端与桥梁拱结构相接触，桥梁拱结构与拱铰装置11的连接处焊接有将上述连接处罩住的钢制箱体。

在本实施例中，通过轴瓦14的转动可在转体装置8到达拱铰装置11后进一步精确的调整桥梁拱结构的位置，止动板位于下拱铰12的两侧可在桥梁拱结构到达精确的位置后对拱铰装置11与桥梁拱结构进行临时的固定。当桥梁拱结构在精确就位后，焊接的钢制箱体可以将拱铰位置进行完全封闭，提升连接的稳定性。

具体的，临时接长横梁1包括第一临时接长横梁1部和第二临时接长横梁1部，第一临时接长横梁1部的一端插入拱脚横梁4中并通过螺栓连接，第一临时接长横梁1部的另一端伸出拱脚横梁4并与第二临时接长横梁1部连接，第一临时接长横梁1部与第二临时接长横梁1部的连接处设有节点板6和螺栓件7。

本实施例的转体装置8包括上座板、下座板以及连接上座板、下座板的销轴，上座板呈梯形与桥梁拱结构的横隔板相连，下座板呈矩形并在底部开设凹槽与临时接长横梁1的滑轨件5嵌合以滑动配合，上座板与下座板之间通过销轴进行连接，可使桥梁拱结构在滑动的同时进行转动，使桥梁拱结构移动到指定位置的同时完成对桥梁拱结构的转动。

本发明还包括一种梁拱组合体系桥梁结构的顶升、转体施工方法，应用于上述的梁拱组合体系桥梁结构，其步骤如下：

S1、桥梁下部结构的施工：

在工程现场通过机械钻孔在地基土中形成桩孔，并在其中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。采用直接挖土的方法开挖基坑，在基坑进行绑扎钢筋并浇筑混凝土承台，在承台施工完成后对基坑进行回填并充分压实。测定桥墩柱的平面位置,之后进行钢筋绑扎支搭模板，混凝土浇筑，混凝土浇筑后拆模，完成墩柱的施工。桥台钢筋在加工厂制作，现场绑扎成型，桥台混凝土采用商品混凝土罐车供料，吊斗入模，分层浇注，浇注完毕后及时养生；

S2、主梁的施工：

在已建成的桥墩两侧设置工作平台，通过挂篮在已经张拉锚固并与墩身连城整体的梁段上移动，绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、施加预应力，并在完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一阶段，进行下一段梁的施工，直至悬臂梁段浇筑完成；

S3、桥梁拱结构的施工和安装：

将桥梁拱结构分为第一侧桥梁拱结构2和第二侧桥梁拱结构3，第一侧桥梁拱结构2和第二侧桥梁拱结构3在工厂进行预制并运送至桥位处组装，再将第一侧桥梁拱结构2与拱铰装置11连接；

S4、第一侧桥梁拱结构的竖向顶升、转体与固定：

在第一侧桥梁拱结构2与拱铰装置11连接后，通过顶升装置以及拱铰装置11的转动完成第一侧桥梁拱结构2的转体，在第一侧桥梁拱结构2精确就位后，测量平面及高程，复核均满足要求后在拱铰位置焊接钢制箱体将拱铰装置11封闭；

S5、临时接长横梁的安装：

临时接长横梁1的部件在工厂分别进行预制，再与拱脚横梁4连接固定，具体的临时接长横梁1的部件分为临时接长横梁1的钢板和临时接长横梁1的钢箱，在安装时现将临时接长横梁1的钢板预埋到拱脚横梁4中，之后将临时接长横梁1的钢箱通过节点板6以及节点板6上的高强螺栓与临时接长横梁1的钢板相连接，从而完成临时接长横梁1的安装；

S6、第二侧桥梁拱结构的安装、滑动与转体：

第二侧桥梁拱结构3与转体装置8相连，转体装置8使第二侧桥梁拱结构3在临时接长横梁1上向拱脚横梁4处滑动，同时对第二侧桥梁拱结构3进行转动；

S7、第二侧桥梁拱结构的固定：

当第二侧桥梁拱结构3通过转体装置8滑动并转动到拱脚横梁4处时，将第二侧桥梁拱结构3与拱铰装置11进行连接，并通过拱铰装置11的转动进一步的调整第二侧桥梁拱结构3的位置，待第二侧桥梁拱结构3精确就位后在拱铰位置焊接钢制箱体将拱铰装置11封闭；

S8、临时接长横梁的拆除：

将第二侧桥梁拱结构3进行连接完毕后对临时接长横梁1进行拆除。

具体的，对于宽的桥梁，不需要步骤S5，直接将第二侧桥梁拱结构3与拱铰装置11连接，如果有拱间横撑，在步骤S8后进行拱间横撑安装。

本方案的结构设置合理，不用搭建临时支架以及临时塔架，减少了施工步骤，减少了施工时间，其增设的拱脚横梁4、转体装置8和临时接长横梁1的结构，可以使桥梁拱结构在临时接长横梁1上实现滑动和转体，并固定于拱脚横梁4的侧面，本申请的结构及施工步骤设计合理，能够使桥梁拱结构在桥面较窄时也能完成对拱的横向转体施工，且该方法步骤施工便捷，具有很大的应用前景。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种梁拱组合体系桥梁结构，其特征在于，包括：

桥梁下部结构、主梁、桥梁拱结构、拱脚横梁、转体装置和临时接长横梁；

所述主梁与所述桥梁下部结构连接，所述拱脚横梁设于所述主梁与所述桥梁下部结构的连接处，且所述拱脚横梁的两端从所述主梁的两侧伸出，所述临时接长横梁与所述拱脚横梁可拆卸式连接；

所述转体装置与所述临时接长横梁滑动配合，所述桥梁拱结构与所述转体装置可拆卸式铰接连接。

2.根据权利要求1所述的梁拱组合体系桥梁结构，其特征在于，所述临时接长横梁与所述拱脚横梁的连接处设有用于放置所述桥梁拱结构的放置部，所述临时接长横梁上设有供所述转体装置滑动的滑轨件，在所述拱脚横梁上设有拱铰装置，所述滑轨件的一端朝向所述拱铰装置，所述桥梁拱结构与所述拱铰装置可拆卸式连接。

3.根据权利要求2所述的梁拱组合体系桥梁结构，其特征在于，所述滑轨件的截面呈T形，所述滑轨件的截面顶部为半椭圆形结构。

4.根据权利要求2所述的梁拱组合体系桥梁结构，其特征在于，所述拱铰装置处于所述拱脚横梁的底部，包括上拱铰、下拱铰、轴瓦和止动板；

所述轴瓦设置在所述上拱铰与所述下拱铰的接触面之间并与所述下拱铰固定连接，所述止动板为两块，分别沿所述下拱铰的轴向方向设置在所述下拱铰的顶面两侧并将所述轴瓦两侧压住并用螺钉紧固。

5.根据权利要求4所述的梁拱组合体系桥梁结构，其特征在于，所述拱铰装置处于所述临时接长横梁的一侧，所述下拱铰上设有与拱脚横梁进行焊接连接的预埋钢板，所述上拱铰与所述桥梁拱结构的连接处设有节点板和螺栓件。

6.根据权利要求5所述的梁拱组合体系桥梁结构，其特征在于，当所述拱铰装置与所述桥梁拱结构连接时，所述止动板的一端与所述桥梁拱结构相接触，所述桥梁拱结构与所述拱铰装置的连接处焊接有将上述连接处罩住的钢制箱体。

7.根据权利要求2所述的梁拱组合体系桥梁结构，其特征在于，所述临时接长横梁包括第一临时接长横梁部和第二临时接长横梁部，所述第一临时接长横梁部的一端插入所述拱脚横梁中并通过螺栓连接，所述第一临时接长横梁部的另一端伸出所述拱脚横梁并与所述第二临时接长横梁部连接，所述第一临时接长横梁部与所述第二临时接长横梁部的连接处设有节点板和螺栓件。

8.根据权利要求1所述的梁拱组合体系桥梁结构，其特征在于，所述转体装置包括上座板、下座板以及连接上座板、下座板的销轴，所述上座板与所述桥梁拱结构相连，所述下座板与所述临时接长横梁滑动配合。

9.一种梁拱组合体系桥梁结构的顶升、转体施工方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-8任一项所述的梁拱组合体系桥梁结构，其步骤如下：

S1、桥梁下部结构的施工；

S2、主梁的施工；

S3、桥梁拱结构的施工和安装：

将桥梁拱结构分为第一侧桥梁拱结构和第二侧桥梁拱结构，第一侧桥梁拱结构和第二侧桥梁拱结构在工厂进行预制并运送至桥位处组装，再将第一侧桥梁拱结构与拱铰装置连接；

S4、第一侧桥梁拱结构的竖向顶升、转体与固定：

在第一侧桥梁拱结构与拱铰装置连接后，通过顶升装置以及拱铰装置的转动完成第一侧桥梁拱结构的转体，在第一侧桥梁拱结构精确就位后，测量平面及高程，复核均满足要求后在拱铰位置焊接钢制箱体将拱铰装置封闭；

S5、临时接长横梁的安装：

临时接长横梁的部件在工厂分别进行预制，再与拱脚横梁连接固定；

S6、第二侧桥梁拱结构的安装、滑动与转体：

第二侧桥梁拱结构与转体装置相连，转体装置使第二侧桥梁拱结构在临时接长横梁上向拱脚横梁处滑动，同时对第二侧桥梁拱结构进行转动；

S7、第二侧桥梁拱结构的固定：

当第二侧桥梁拱结构通过转体装置滑动并转动到拱脚横梁处时，将第二侧桥梁拱结构与拱铰装置进行连接，并通过拱铰装置的转动进一步的调整第二侧桥梁拱结构的位置，待第二侧桥梁拱结构精确就位后在拱铰位置焊接钢制箱体将拱铰装置封闭；

S8、临时接长横梁的拆除：

将第二侧桥梁拱结构进行连接完毕后对临时接长横梁进行拆除。

10.根据权利要求9所述的梁拱组合体系桥梁结构的顶升、转体施工方法，其特征在于，对于宽的桥梁，不需要步骤S5，直接将第二侧桥梁拱结构与拱铰装置连接，如果有拱间横撑，在步骤S8后进行拱间横撑安装。