[发明专利]一种连续刚构桥系杆拱加固结构及其施工方法

摘要

一种连续刚构桥系杆拱加固结构，主拱圈由混凝土拱肋和钢制拱座构成，钢制拱座埋在位于桥墩上方、顶板下方的两腹板之间的拱座横梁中；拱座横梁中有通过导管埋设、张拉后加以锚固的系杆；沿顺桥向以桥的中跨中心线为中心有相互对称置于两腹板之间的吊杆锚固横梁；吊杆的上下两端分别穿过混凝土拱肋和吊杆锚固横梁上对应的导管，张拉后锚固。该加固结构中拱座横梁的尺寸和每道系杆中钢绞线的根数按公司求得，可保证拱座横梁水平位移不超过[Δ]，为主拱圈提供可靠基础；拱座横梁中的系杆可平衡汽车荷载、张拉吊杆和主拱圈自重在拱座横梁上产生的水平力，使拱座横梁和主拱圈处于最佳受力状态；为解决连续刚构桥中跨跨中下挠过大的病害提供了一套完整的施工技术方案。

主权项

一种连续刚构桥系杆拱加固结构，包括主拱圈(6)、系杆(8)和吊杆(7)；其特征在于：所述主拱圈(6)由混凝土拱肋(61)和分别与混凝土拱肋(61)两端相接的两个钢制拱座(62)构成，主拱圈(6)的拱轴线为二次抛物线；所述两个钢制拱座(62)分别埋设在拱座横梁(2)中，拱座横梁(2)置于桥墩(9)上方、顶板(10)下方的两腹板(3)之间；所述系杆(8)的数量为3～10道，每道系杆分别穿过水平均匀间隔埋设在拱座横梁(2)中的导管a(51)，两端张拉后锚固在两个拱座横梁(2)上；沿顺桥向以连续刚构桥(1)的中跨中心线为中心有相互对称、均匀间隔布置于顶板(10)下方两腹板(3)之间的吊杆锚固横梁(4)，吊杆锚固横梁(4)中有竖向埋设的导管b(52)；混凝土拱肋(61)中有与导管b(52)上下竖直对应、竖向埋设的导管c(53)；所述吊杆(7)的上下两端分别穿过相互对应的导管c(53)和导管b(52)，张拉后锚固在混凝土拱肋(61)和吊杆锚固横梁(4)上；所述拱座横梁顺桥向长度bGZ＝0.3L0～0.6L0，横桥向宽度等于Db，高度hGZ按下式计算得出：hGZ=roundup[Db3(Nml+Nd+NG)·cos[arctan(4fL)]4EcbGZ3[Δ],1]]]>其中：L0：主梁零号块长度，roundup[number，Num_digits]，number为需要向上舍入的任意实数，Num_digits舍入后的数字的小数位数，Ec：拱座横梁混凝土的弹性模量，bGZ：拱座横梁顺桥向长度，Db：两腹板的净距，f：拱轴线的矢高，L：中跨跨径，Nml：汽车荷载在拱脚处产生的最大轴向压力，可通过建立桥梁结构有限元模型计算得出，Nd：张拉吊杆在拱脚处产生的轴向压力，可通过建立桥梁结构有限元模型计算得出，NG：主拱圈自重在拱脚处产生的轴向压力，可通过建立桥梁结构有限元模型计算得出，[Δ]：拱座横梁水平位移的允许值，可通过建立桥梁结构有限元模型计算得出；所述每道系杆中钢绞线的根数n按下式计算得出：n=roundup[1000(Nml+Nd+NG)·cos[arctan(4fL)]σconAP1NPS,0]]]>式中：roundup[number，Num_digits]，number为需要向上舍入的任意实数，Num_digits舍入后的数字的小数位数，f：拱轴线的矢高，L：中跨跨径，σcon：钢绞线的张拉控制应力，AP1：单根钢绞线的截面面积，NPS：系杆的道数，Nml：汽车荷载在拱脚处产生的最大轴向压力，可通过建立桥梁结构有限元模型计算而得，Nd：张拉吊杆在拱脚处产生的轴向压力，可通过建立桥梁结构有限元模型计算而得，NG：主拱圈自重在拱脚处产生的轴向压力，可通过建立桥梁结构有限元模型计算而得。