[发明专利]一种大跨径钢管混凝土拱桥主拱结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种大跨径钢管混凝土拱桥主拱结构及施工方法，主拱结构包括主弦杆，主弦杆包括上弦杆和下弦杆，上弦杆和下弦杆之间连接有腹杆结构，腹杆结构包括第一腹杆组件和第二腹杆组件；第一腹杆组件位于拱脚段，第二腹杆组件位于拱身段；第一腹杆组件包括相连接的第一斜腹杆和第一横腹杆，第一斜腹杆和第一横腹杆与对应的主弦杆围成三角空间，三角空间内设置有加劲拼接板，加劲拼接板内设置有连接孔，连接孔内设置有与连接孔形状相适配的加劲板，第二腹杆组件呈三角形结构。该腹杆结构能够提高钢管混凝土主拱的整体横向面外刚度，还可以提高腹杆稳定性和抗剪刚度，确保了全桥局部和整体的稳定性。

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，特别是一种大跨径钢管混凝土拱桥主拱结构及施工方法。

背景技术

随着钢管混凝土拱桥的跨径不断增大，主拱宽度跨比减小，导致主拱的横向稳定问题突出，如何提高大跨径钢管混凝土拱桥的稳定性，成为制约其跨径发展的技术瓶颈之一。

如图1所示，拱桥主拱包括拱脚段和拱身段。

现有钢管混凝土拱桥的最大跨径为575m，若要建造700m跨径级别钢管混凝土拱桥，主拱的宽跨比进一步减小，导致主拱的横向稳定性突出，而主拱拱脚区域的横向面外刚度对于全桥的横向稳定性影响显著。现有500m级钢管混凝土拱桥的主拱腹杆一般采用桁式钢管“N型”布置，而当钢管混凝土拱桥的跨径到达700m后，如此的主拱腹杆布置难以满足全桥的整体和局部稳定性的要求。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的当钢管混凝土拱桥的跨径到达700m后，主拱的横向稳定性突出且主拱腹杆采用桁式钢管“N型”布置难以满足全桥的整体和局部稳定性的要求的问题，提供一种大跨径钢管混凝土拱桥主拱结构及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种大跨径钢管混凝土拱桥主拱结构，包括主弦杆，所述主弦杆包括上弦杆和下弦杆，所述上弦杆和所述下弦杆之间连接有腹杆结构，所述腹杆结构包括第一腹杆组件和第二腹杆组件；所述第一腹杆组件位于拱脚段，所述第二腹杆组件位于拱身段；

所述第一腹杆组件包括相连接的第一斜腹杆和第一横腹杆，所述第一斜腹杆和所述第一横腹杆组成V形结构，并与所述V形结构开口侧对应的所述主弦杆围成三角空间，所述三角空间内设置有加劲拼接板，所述加劲拼接板与对应的所述第一斜腹杆、所述第一横腹杆和所述主弦杆相连接，所述加劲拼接板内设置有连接孔，所述连接孔内设置有与所述连接孔形状相适配的加劲板，且所述加劲板外侧的一周与所述连接孔的侧壁相连接；

所述第二腹杆组件呈三角形结构。

本发明所述的大跨径是指主跨大于700m的钢管混凝土拱桥。

一种大跨径钢管混凝土拱桥主拱结构，通过上述结构，主拱的拱脚区域的横向面外刚度对于全桥横向稳定性的影响显著，在主拱拱脚区域设置第一腹杆组件，并且在相邻的第一横腹杆和第一斜腹杆之间设置加劲拼接板和加劲板形成管板组合结构，用以提高钢管混凝土主拱的整体横向面外刚度，显著提高了全桥的稳定性；

同时在拱身段设置呈三角形结构的第二腹杆组件，用以提高腹杆稳定性和抗剪刚度；

由第一腹杆组件和第二腹杆组件形成的腹杆结构能够提高钢管混凝土主拱的整体横向面外刚度，还可以提高腹杆稳定性和抗剪刚度，确保了全桥局部和整体的稳定性，降低了施工难度和施工风险。

作为本发明的优选方案，所述第一腹杆组件的数量为至少两个，所有所述第一腹杆组件沿所述主弦杆的长度方向同向排列。

作为本发明的优选方案，所述第二腹杆组件的数量为至少两个，所有所述第二腹杆组件沿所述主弦杆的长度方向同向排列。

作为本发明的优选方案，所述第二腹杆组件包括第二横腹杆和两根第二斜腹杆，所述第二横腹杆和两根所述第二斜腹杆围成三角单元；