[发明专利]预制拼装钢混组合三角刚架拱桥及其施工方法

说明书

本发明公开了一种三角刚架，由预制的前斜柱、后斜柱、钢平梁以及三角刚架前横梁和三角刚架后横梁组成，在预制分块后拼装成为三角刚架整体；三角刚架前横梁和后横梁均采用钢箱结构，前斜柱、后斜柱为钢格箱构件，其内分隔有钢格，部分钢格内灌注混凝土。据此，发明人将其应用于预制拼装钢混组合三角刚架拱桥中，采用现场预制拼装并整体吊装的施工方法，以钢格箱内灌混凝土的结构替代传统三角刚架的结构形式，以达到优化结构形式的目的。应用本发明可达到三角刚架预制、拼装的效果，起到减小结构自重、增加施工便利的作用，从而大幅缩短施工周期、减少造价成本与降低施工风险，同时取得更好的施工质量，具有广泛的工程应用空间及较大经济效益。

技术领域

本发明属于交通运输桥涵工程技术领域，尤其涉及一种预制拼装钢混组合三角刚架拱桥及其施工方法。

背景技术

三角刚架历来是飞燕式拱桥施工当中重点关注的部位，它有着施工周期长、施工难度高、施工风险大以及环境污染大等不利特点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、工序简便、施工质量好的预制拼装钢混组合三角刚架拱桥及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

三角刚架，由预制的前斜柱、后斜柱、钢平梁以及三角刚架前横梁和三角刚架后横梁组成，在预制分块后拼装成为三角刚架整体；三角刚架前横梁和后横梁均采用钢箱结构，前斜柱、后斜柱为钢格箱构件，其内分隔有钢格，部分钢格内灌注混凝土。

钢格箱构件主要由内腔钢板和外箱钢板构成，内腔钢板和外箱钢板之间由连接钢板分隔成钢格。

钢格包括内腔、夹腔和角腔，内腔钢板围成的腔体为内腔，夹腔是由连接钢板、内腔钢板和外箱钢板围成并且布置于非角点位置的腔体，角腔是由连接钢板、内腔钢板和外箱钢板围成并且布置于角点位置的腔体。

前斜柱截面角腔内灌注高强度微膨胀混凝土，后斜柱截面角腔与夹腔内灌注高强度微膨胀混凝土。

含有上述三角刚架的预制拼装钢混组合三角刚架拱桥。

上述预制拼装钢混组合三角刚架拱桥的施工方法，按以下步骤操作进行：

①在施工场地现浇基础以及混凝土底座；

②预制前斜柱、后斜柱、钢平梁、三角刚架后横梁以及三角刚架前横梁，并在施工现场卧式拼装前斜柱、后斜柱与钢平梁形成两片三角刚架，其后将三角刚架吊装至混凝土底座上，再吊装三角刚架后横梁以及三角刚架前横梁；

③三角刚架预制拼装完成后，在前斜柱和后斜柱的部分腔体内灌注混凝土；

④吊装预制主拱圈节段，主拱圈可采用各种钢、钢混组合及混凝土预制拱肋结构。

针对现有三角刚架存在的问题，发明人设计并制作了一种三角刚架，由预制的前斜柱、后斜柱、钢平梁以及三角刚架前横梁和三角刚架后横梁组成，在预制分块后拼装成为三角刚架整体；三角刚架前横梁和后横梁均采用钢箱结构，前斜柱、后斜柱为钢格箱构件，其内分隔有钢格，部分钢格内灌注混凝土。据此，发明人将其应用于预制拼装钢混组合三角刚架拱桥中，采用现场预制拼装并整体吊装的施工方法，以钢格箱内灌混凝土的结构替代传统三角刚架的结构形式，以达到优化结构形式的目的，按构造(受力或者配重)需要，前、后斜柱采用钢格箱内填混凝土的结构形式，通过在该钢格箱构件中的部分钢格(夹腔、内腔、角腔)内灌注混凝土，进而形成部分钢管-混凝土结构，达到三角刚架预制、拼装的效果。由于钢混组合结构较混凝土结构有着自重较轻的特点，因此部分钢格箱灌注混凝土的结构形式，更是大大减轻结构自重。同时还可根据结构受力、配重的设计需要，灵活地选择各箱格组合进行灌注，具有较强的设计、施工适应性，增加施工便利的作用，从而大幅缩短施工周期、减少造价成本与降低施工风险，同时取得更好的施工质量，具有广泛的工程应用空间及较大经济效益。