[发明专利]一种索梁组合式桥梁及其施工方法

摘要

本发明公开了一种索梁组合式桥梁及其施工方法，该索梁组合式桥梁包括多个桥梁节段，所述桥梁节段包括梁体结构、铺装层和钢索结构，所述梁体结构包括多列纵梁，所述钢索结构包括钢索和撑杆；该施工方法对沿桥梁纵向延伸方向由前至后分多个桥梁节段对所施工桥梁进行施工，并且多个桥梁节段的施工方法均相同，对任一所述桥梁节段的施工过程如下步骤：一、第一个桥梁节段施工：101、梁体结构施工，102、安装钢索结构，步骤103、桥面铺装；二、下一个桥梁节段施工；三、多次重复步骤二，直至完成所施工桥梁的全部施工过程。本发明梁体结构全部受压且钢索受拉，梁体结构的截面和自重减小，减小了梁体结构弯矩，增大了跨越能力。

主权项

1.一种索梁组合式桥梁的施工方法，该索梁组合式桥梁包括多个沿桥梁纵向延伸长度方向由前至后布设的桥梁节段，多个所述桥梁节段的结构均相同，每个所述桥梁节段均包括布设在所施工桥梁桥墩上的梁体结构(1)、铺装于所述梁体结构(1)上的铺装层和设置在所述梁体结构(1)底部的钢索结构(2)；所述梁体结构(1)包括沿所施工桥梁桥墩的横向宽度方向由左至右布设的多列纵梁(1‑1)，多列所述纵梁(1‑1)均布设在同一水平面上，每列所述纵梁(1‑1)均包括多块沿所施工桥梁桥墩的纵向长度方向由前至后布设在同一水平面上的纵梁节段(1‑2)，相邻两列所述纵梁(1‑1)之间和相邻两块所述纵梁节段(1‑2)之间均设置有横隔板(3)，所述纵梁节段(1‑2)为钢筋混凝土纵梁，所述纵梁(1‑1)的两端位于所施工桥梁桥墩上，且所述纵梁(1‑1)两端设置有锚具；所述钢索结构(2)的数量为多个，多个所述钢索结构(2)的结构均相同，每个所述钢索结构(2)均包括设置在纵梁(1‑1)的底部且两端锚固于所述锚具上的钢索(2‑1)和铰接于所述纵梁(1‑1)与钢索(2‑1)之间的撑杆(2‑2)，所述撑杆(2‑2)的数量为多个，多个所述撑杆(2‑2)沿所述纵梁(1‑1)底部的长度方向由前至后进行布设，且多个所述撑杆(2‑2)呈均匀布设；其特征在于，沿桥梁纵向延伸方向分多个桥梁节段对所施工桥梁进行施工，并且多个桥梁节段的施工方法均相同，其中，对任一个所述桥梁节段的施工过程如下：步骤一、第一个桥梁节段施工，包括以下步骤：步骤101、梁体结构施工：由左至右在当前相邻两个桥梁桥墩上安装多列纵梁(1‑1)，多列所述纵梁(1‑1)均布设在同一水平面上且其拼装组成梁体结构(1)，所述纵梁(1‑1)的两端分别安装于当前相邻两个所述施工桥梁桥墩上；每列所述纵梁(1‑1)均包括多块沿当前所述桥梁桥墩的纵向长度方向由前至后布设在同一水平面上的纵梁节段(1‑2)，相邻两列所述纵梁(1‑1)之间和相邻两块所述纵梁节段(1‑2)之间现浇钢筋混凝土形成横隔板(3)；步骤102、安装钢索结构：采用人工在纵梁(1‑1)的底部安装钢索结构(2)，多个所述钢索结构(2)的安装方法均相同，其中，对于任一个钢索结构(2)的安装过程如下：步骤1021、安装撑杆：在纵梁(1‑1)的底部由前至后安装撑杆(2‑2)，使所述撑杆(2‑2)的上端与纵梁(1‑1)的底部铰接，直至所述钢索结构(2)中所有撑杆(2‑2)安装完毕；其中，相邻两个撑杆(2‑2)的水平间距相同；步骤1022、安装钢索：步骤1021中撑杆(2‑2)安装完成后，安装钢索(2‑1)，使钢索(2‑1)与撑杆(2‑2)的下端铰接；步骤1023、张拉钢索并锚固：步骤1022中钢索(2‑1)安装完成后，并将钢索(2‑1)进行张拉和锚固，具体包括以下步骤：步骤Ⅰ、纵梁刚度和钢索刚度的计算：在所述纵梁(1‑1)上施加单位均布载荷，当钢索(2‑1)的弹性模量等于零，采用数据处理设备且根据公式得到纵梁(1‑1)的刚度k₁，并存储至与所述数据处理设备相接的存储器中，其中，E_c为纵梁(1‑1)的弹性模量，I为纵梁(1‑1)的抗弯惯性矩，L为纵梁(1‑1)的跨径长度；在所述纵梁(1‑1)上施加单位均布载荷，当纵梁(1‑1)的抗弯刚度等于零，采用数据处理设备且根据公式得到钢索(2‑1)的刚度k₂，并存储至所述存储器中，其中，E_s为钢索(2‑1)的弹性模量，A为钢索(2‑1)的横截面积，n＝f/L，f为钢索(2‑1)的垂度；步骤Ⅱ、铺装前钢索承担的恒载集度和桥面铺装分配给钢索的恒载集度的计算：拟定成桥时桥面铺装载荷集度为q，成桥时钢索(2‑1)的恒载集度为q_c，采用数据处理设备且根据公式得到桥面铺装分配给钢索(2‑1)的恒载集度q_c1，并存储至所述存储器中；再采用数据处理设备且根据公式得到铺装前钢索(2‑1)承担的恒载集度q_c2，并存储至所述存储器中；步骤Ⅲ、铺装前钢索初始张力的计算：首先采用所述数据处理设备且根据公式并结合步骤Ⅱ中所存储的铺装前钢索(2‑1)承担的恒载集度q_c2，得到铺装前钢索(2‑1)水平方向的张力H；然后采用所述数据处理设备且根据公式并结合步骤Ⅱ中所存储的铺装前钢索(2‑1)承担的恒载集度q_c2，得到铺装前钢索(2‑1)竖直平方向的张力V；最后，采用所述数据处理设备且根据公式得到铺装前钢索(2‑1)的初始张力T，并存储至所述存储器中；步骤Ⅳ、张拉钢索并锚固：根据步骤Ⅲ中得到的铺装前钢索(2‑1)的初始张力T，对所述钢索(2‑1)进行张拉，直至钢索(2‑1)的初始张力达到T时，将钢索(2‑1)的两端锚固于所述纵梁(1‑1)两端设置的所述锚具上；步骤Ⅴ、多次重复步骤1021至步骤1023，完成多个钢索结构(2)的安装；步骤103、桥面铺装：步骤Ⅴ中对钢索结构(2)锚固之后，在所述梁体结构(1)上铺装沥青混凝土形成所述铺装层，直至钢索(2‑1)的恒载集度由铺装前张拉时的恒载集度qc2增大至恒载集度qc，达到拟定成桥状态；步骤二、下一个桥梁节段施工，包括以下步骤：步骤201、梁体结构施工：由左至右在下一个相邻两个桥梁桥墩上安装多列纵梁(1‑1)，多列所述纵梁(1‑1)均布设在同一水平面上且其拼装组成梁体结构(1)，所述纵梁(1‑1)的两端分别安装于下一个相邻两个所述桥梁桥墩上，且在当前所述梁体结构(1)的前侧与上一个所述梁体结构(1)的后侧之间现浇钢筋混凝土形成横隔板(3)，使当前所述梁体结构(1)的前侧和上一个所述梁体结构(1)的后侧拼接固定；步骤202、安装钢索结构：按照步骤102中所述的方法，在当前所施工桥梁节段中纵梁(1‑1)的底部安装钢索结构(2)；步骤203、桥面铺装：待步骤202中所述钢索结构(2)安装完成后，在所述梁体结构(1)上铺装保护层形成所述铺装层；步骤三、多次重复步骤二，直至完成所施工桥梁的全部施工过程。