[发明专利]超高填方波纹钢拱结构及施工方法

说明书

本发明提供了一种超高填方波纹钢拱结构及施工方法，属于桥涵施工技术领域。方法包括以下步骤：B、安装外层拱结构，并安装位移传感器和应变传感器，以监测并反馈外层拱结构对应部位的位移数据和应变数据；C、安装内层拱结构；F、进行第一阶段填方，直至位移数据和应变数据达到预设限值标准后结束；I、向外层拱结构和内层拱结构之间浇筑混凝土，并等待混凝土达到预设强度；J、进行第二阶段填方，直至达到预设标准后结束。结构包括外层拱结构、内层拱结构、填充体结构、位移传感器、应变传感器和数据传输模块。本发明能够在超高填方的工程中安装施工和实际使用的全过程都具有较高的稳定性和安全性。

技术领域

本发明属于桥涵施工技术领域，更具体地说，是涉及一种超高填方波纹钢拱结构施工方法。

背景技术

覆土钢波纹板拱桥是一种新型桥涵结构，变形适应能力强，能够与周围的压实土体产生土与结构相互作用，调动土体共同承担外荷载。相比于传统的混凝土拱圈，钢波纹板结构自重轻、施工简单且施工工期短、造价低、对地基扰动小、对基础要求较低，具有广阔的应用前景。在钢波纹板拱桥跨径较小或者覆土不高时，结构可以依靠自身的刚度满足桥涵的设计使用要求。但在超高填方的覆土钢波纹拱结构中，由于土压过大，仅靠单层钢波纹板自身来承担荷载可能会导致结构变形过大，限制了土-结相互作用的发挥，对结构的稳定性和安全性都会产生不利影响，变得不再可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高填方波纹钢拱结构施工方法，以解决现有技术中存在的超高填方的覆土中单层钢波纹拱结构的稳定性和安全性不再可靠的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种超高填方波纹钢拱结构施工方法，包括以下步骤：

B、安装外层拱结构，并安装位移传感器和应变传感器，以监测并反馈外层拱结构对应部位的位移数据和应变数据；

C、安装内层拱结构；

F、进行第一阶段填方，直至位移数据和应变数据达到预设限值标准后结束；

I、向外层拱结构和内层拱结构之间浇筑混凝土，并等待混凝土达到预设强度；

J、进行第二阶段填方，直至达到预设标准后结束。

在本发明的一个实施例中，在步骤B中，位移传感器安装在外层拱结构的拱顶内侧部位，位移数据包括外层拱结构拱顶的竖向位移数据和水平位移数据；应变传感器具有若干个，分别设在外层拱结构的内侧和内层拱结构内侧。

在本发明的一个实施例中，在步骤F中，在第一阶段填方过程中，位移传感器和应变传感器实时监测并反馈位移数据和应变数据，并计算位移数据和应变数据的变化率，位移数据和应变数据及其变化率均具有对应的限值标准；当位移数据和应变数据中一者达到对应的限值标准，或者位移数据的变化率和应变数据的变化率中的一者超过对应的限值标准时，给出第一警示信号以提醒施工者调整施工策略；当位移数据和应变数据全部达到对应的限值标准时，给出第二警示信号以提醒施工者结束第一阶段填方。

在本发明的一个实施例中，在步骤F之前，还包括以下步骤：

E、预设第一阶段填方的填方方案，根据填方方案模拟计算得到位移数据和应变数据的变化曲线；

在步骤F中，还包括以下步骤：

生成位移数据和应变数据的实际变化曲线，并与模拟计算得到的变化曲线进行比较，当差值超过预设范围时，给出第三警示信号以提醒施工者检查实际施工情况或调整施工策略。

在本发明的一个实施例中，还包括以下步骤：

G、根据位移数据和应变数据模拟外层拱结构的形状，并根据模拟得到的外层拱结构的形状计算内层拱结构的最优形状，内层拱结构的最优形状是指将内层拱结构形状设为该最优形状并填充混凝土后形成的拱结构具有最优的受力状态；