[发明专利]采用桁式钢结构加劲纵梁加固的下承式拱桥悬吊桥道系及其施工方法

说明书

本发明属于桥梁工程技术领域，尤其涉及一种采用桁式钢结构加劲纵梁加固的下承式拱桥悬吊桥道系及其施工方法。本发明通过在拱座上设置牛腿、支座、吊杆、桥面板、桁式钢结构加劲纵梁以及混凝土横梁的方式，达到下承式拱桥悬吊桥道系有效使用的效果。本发明具有包括桁式钢结构加劲纵梁和混凝土横梁在内的整体下承式支撑结构整体刚度高、稳定性好，桁式钢结构加劲纵梁自重轻、抗弯刚度大、易于施工，以及整体下承式支撑结构因温度变化所产生的不利于结构受力的变形量小，对整个悬吊桥道系整体加固效果好的优点，具有重大的应用价值和良好的经济效益。

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，尤其涉及一种采用桁式钢结构加劲纵梁加固的下承式拱桥悬吊桥道系及其施工方法。

背景技术

我国已建立了较多的下承式拱桥，早期悬吊桥道系设计并不是以加劲纵梁受力为主，而是以横梁受力为主，吊杆也是锚固在横梁两端，然后在横梁上铺设桥面板，绝大多数横梁之间没有设置加劲纵梁。现阶段很多下承式拱桥经过数年的运营使用后，其悬吊桥道系出现很多病害，如桥面振动过大、桥面破损严重、支座脱落等，且近几年来已相继发生了多起因吊杆意外断裂而导致桥面坍塌，甚至整座桥梁垮塌的严重事故，造成了无可挽回的经济损失。

随着多起下承式拱桥因悬吊桥道系损坏引起重大事故的发生以及各类型较多病害的出现，研究学者以及设计人员逐渐重视加劲纵梁的设置，然而面对已运行多年的下承式拱桥悬吊桥道系的加固，部分选择采用增设混凝土加劲纵梁，其刚度大，抗振性能好，但自重大，显著增大吊杆所受荷载，并且施工较困难，也有部分选择增设型钢结构钢梁作为加劲纵梁，但整体式的钢结构加劲纵梁与混凝土结构的桥道系材质不同在温度影响下产生变形不一致，导致横梁移位、混凝土开裂、支座脱落等新的病害问题出现。

因此，有必要设计一种自重较轻、刚度大、结构受力合理、施工便捷、耐久性能优良的采用桁式钢结构加劲纵梁加固的下承式拱桥悬吊桥道系及其施工方法，可有效解决下承式拱桥悬吊式桥道系整体刚度不足和稳定性较差的问题，并且能充分释放桁式钢结构加劲纵梁因温度变化所产生的不利于结构受力的变形。

专利公告号为CN211571359U，公告日为2020.09.25的中国实用新型专利公开了一种增加主梁横向刚度并减小基础水平推力的下承式拱桥，包括拱肋、拱座、主梁、连接拱肋和主梁的吊索，所述主梁两侧沿纵桥向张拉设置有水平拉索，所述主梁与水平拉索之间设置有支撑杆，所述水平拉索通过支撑杆与主梁形成若干节点的横向限位连接。

但是该实用新型专利中的下承式拱桥，存在抗弯刚度不足，以及整体施工难度大的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用桁式钢结构加劲纵梁加固的下承式拱桥悬吊桥道系及其施工方法，其能通过在拱座上设置牛腿、支座、吊杆、桥面板、桁式钢结构加劲纵梁以及混凝土横梁的方式，达到下承式拱桥悬吊桥道系有效使用的效果。本发明具有包括桁式钢结构加劲纵梁和混凝土横梁在内的整体下承式支撑结构整体刚度高、稳定性好，桁式钢结构加劲纵梁自重轻、抗弯刚度大、易于施工，以及整体下承式支撑结构因温度变化所产生的不利于结构受力的变形量小，对整个悬吊桥道系整体加固效果好的优点，具有重大的应用价值和良好的经济效益。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：采用桁式钢结构加劲纵梁加固的下承式拱桥悬吊桥道系，包括拱座，设置在所述拱座上的牛腿，设置在所述牛腿上的支座，吊杆，以及桥面板，还包括设置在所述支座上的桁式钢结构加劲纵梁，以及设置在相邻所述桁式钢结构加劲纵梁之间且两端安装所述吊杆并用于支撑所述桥面板的混凝土横梁。

进一步优选的技术方案在于：所述桁式钢结构加劲纵梁包括四根纵向主管，设置在同一水平高度的两根所述纵向主管之间的水平支管，设置在同一侧的两根所述纵向主管之间的竖向支管、倾斜支管，以及设置在四根所述纵向主管端部并用于连接所述混凝土横梁的外包锚固钢板。

进一步优选的技术方案在于：所述桁式钢结构加劲纵梁还包括设置在所述外包锚固钢板的远离所述混凝土横梁侧面上并用于连接所述纵向主管的加劲钢板。