[发明专利]一种储力式的反顶双肢竖拱大悬臂桥墩结构及施工工艺

说明书

本发明提供了一种储力式的反顶双肢竖拱大悬臂桥墩结构及施工工艺，该储力式的反顶双肢竖拱大悬臂桥墩结构包括双肢竖拱大悬臂、反顶横梁和扇形门洞拱。双肢竖拱由底部承台和顶部预应力钢束提供梁端拱脚约束，通过反顶横梁的顶推力对双肢竖拱大悬臂施压，达到竖拱中下部外移，竖拱上部悬臂端上升的效果，从而提高竖拱悬臂承载力；同时竖拱上部悬臂端上升会对扇形门洞拱两端施压，达到扇形门洞拱内收的效果，从而提高扇形门洞拱承载力。本发明充分利用拱结构的受压特性和混凝土的抗压能力，既扩大悬臂尺寸，提高悬臂承载力，降低桥梁偏载倾覆风险；又减小底墩柱宽，降低上部梁高，节省材料和占地面积，增加桥上桥下道路空间。

技术领域

本发明涉及桥梁结构设计技术领域，特别涉及一种储力式的反顶双肢竖拱大悬臂桥墩结构及施工工艺。

背景技术

常规的城市桥梁桥墩通常由墩柱和盖梁组成，由于盖梁尺寸受限，上部桥梁结构太窄，导致桥上拥堵，而墩柱底部宽大，占地拥挤，桥下道路也拥堵。

相关技术中，通常采取加大盖梁悬臂长度、设置边墩、增加梁高等方式解决桥上拥堵问题，其中加大盖梁悬臂长度导致增加盖梁的梁高尺寸，施工复杂，造价高，且盖梁顶部预应力损失会造成盖梁开裂，后期运营维护成本加大；增加梁高也会存在此类问题，且抗偏载能力弱，桥梁侧翻风险增高；设置边墩，既不美观，影响市容，还占地不经济，且墩柱底宽不减反增，不能从根本上解决桥下拥堵问题。

发明内容

本发明提供了一种储力式的反顶双肢竖拱大悬臂桥墩结构及施工工艺，以解决相关技术中墩柱底宽占地拥堵且不经济，增加边墩占地又不美观，盖梁和梁高增加所带来的造价增大和开裂养护成本高，以及桥梁抗偏载能力弱，桥梁侧翻风险高等问题。充分利用拱结构受压特性和混凝土抗压能力，以较少的耗材尽可能的扩大城市空间，从根本上解决城市桥梁桥上、桥下拥堵问题，且墩柱双肢竖拱和扇形门洞拱曲线柔和造型优美，镂空设计增加了城市建设多元化。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种储力式的反顶双肢竖拱大悬臂桥墩结构，包括：双肢竖拱大悬臂、反顶横梁和扇形门洞拱。

所述双肢竖拱大悬臂中部与反顶横梁紧密连接，所述双肢竖拱大悬臂上部与扇形门洞拱紧密连接。

所述双肢竖拱大悬臂由底部承台和顶部预应力钢束提供两端拱脚约束，形成竖拱结构。

所述反顶横梁包括反顶横梁先浇段和反顶横梁后浇段。

所述反顶横梁采用千斤顶对双肢竖拱大悬臂施加顶推压力，根据设计需求确定千斤顶的顶推量。

所述反顶横梁后浇段混凝土浇筑后，将千斤顶的顶推压力锁在结构内部，形成结构预压力。

所述结构预压力以反顶横梁的顶推力形式对双肢竖拱大悬臂施压，达到双肢竖拱大悬臂中下部外移，双肢竖拱大悬臂上部悬臂端上升的效果，从而提高竖拱悬臂端承载力。

所述双肢竖拱大悬臂上部悬臂端上升会对扇形门洞拱施压，达到扇形门洞拱内收的效果，从而提高门洞拱上部承载力。

本发明还提供了一种储力式的反顶双肢竖拱大悬臂桥墩结构施工工艺，包括以下步骤：

整体立模，绑扎钢筋，在所述反顶横梁后浇段及扇形门洞拱镂空处刻槽留孔；

浇筑所述双肢竖拱大悬臂、扇形门洞拱、反顶横梁先浇段混凝土，养护至强度满足要求并拆模；

张拉扇形门洞拱顶部的预应力钢束；

在所述反顶横梁后浇段预留孔处安置千斤顶，向两侧顶推双肢竖拱大悬臂至设计位置，锁定位置，然后撤出千斤顶；

再次张拉扇形门洞拱顶部的预应力钢束，将顶推过程中损失的预应力补张至设计值；