本發(fā)明屬于橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種索梁組合式橋梁及其施工方法。
背景技術(shù):
鋼筋混凝土梁式橋是目前中小跨徑橋梁采用的主要結(jié)構(gòu)形式。梁式橋主要是以受彎為主的橋梁,梁式橋的梁體內(nèi)既有受壓區(qū)也有受拉區(qū)?;炷敛牧峡箟簭姸雀撸ㄟ^給混凝土配置普通鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼束,梁橋能充分發(fā)揮混凝土抗壓能力以及鋼筋或鋼束的抗拉能力,具有良好的經(jīng)濟(jì)性能。當(dāng)梁橋跨徑增大時,因為梁體彎矩與梁體跨徑的二次方成正比,梁體彎矩會迅速增大,為了抵抗梁體結(jié)構(gòu)彎矩,需要增大梁橋的梁體截面,然而,當(dāng)梁體截面增大又導(dǎo)致了梁體結(jié)構(gòu)自身重量的增大,進(jìn)一步增加了梁體結(jié)構(gòu)彎矩。因此,梁體結(jié)構(gòu)自身重量限制了鋼筋混凝土梁式橋的跨越能力,使得鋼筋混凝土梁式橋以中小跨徑為主。
懸索橋是目前跨越能力最大的橋梁,在建的最大跨度懸索橋主跨已達(dá)3300m。懸索橋從受力特點上分為地錨式懸索橋和自錨式懸索橋,地錨式懸索橋一般僅用于大跨度橋梁中,自錨式懸索橋適應(yīng)于小跨徑橋梁。地錨式懸索橋中主要承重構(gòu)件是主纜,依靠主纜的拉力來抵抗結(jié)構(gòu)的恒活載,主纜采用鋼絲繩鋼纜或平行絲束鋼纜,由于鋼纜的抗拉能力強,懸索橋可以充分發(fā)揮鋼纜的抗拉性能,將橋梁的恒活載由吊索經(jīng)主纜傳遞至橋塔和錨碇。大跨度懸索橋一般需要建造巨大的錨碇來抵抗主纜傳遞來的水平及豎向拉力,錨碇造價較高;自錨式懸索橋,主纜內(nèi)力小,可直接將主纜錨固在縱梁端部,利用縱梁來承擔(dān)主纜水平分力,節(jié)省了建造錨碇的費用,但仍需建造橋塔,且邊跨需保證一定的長度來錨固主纜,邊中跨比需符合一定范圍。
為適應(yīng)大跨度,需要結(jié)合傳統(tǒng)梁橋與懸索橋受力的優(yōu)點,對橋梁進(jìn)行組合式設(shè)計,充分發(fā)揮混凝土的受壓強度高與鋼索抗拉強度高的優(yōu)點。但是現(xiàn)如今,對組合式橋梁進(jìn)行施工時,尤其是對鋼索和混凝土組合式橋梁進(jìn)行施工時的可借鑒施工資料較少,施工難度大。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種索梁組合式橋梁,其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且施工簡便、使用效果好,能夠結(jié)合鋼筋混凝土縱梁和鋼索的優(yōu)點,鋼索受拉平衡梁體自身壓力,梁體結(jié)構(gòu)全部受壓,減小梁體結(jié)構(gòu)的截面,減輕梁體結(jié)構(gòu)的自重,同時撐桿受壓對梁體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向上的支撐力,減小了梁體結(jié)構(gòu)上恒載引起的梁體結(jié)構(gòu)彎矩,增大了跨越能力,實用性強。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種索梁組合式橋梁,其特征在于:包括多個沿橋梁縱向延伸長度方向由前至后布設(shè)的橋梁節(jié)段,多個所述橋梁節(jié)段的結(jié)構(gòu)均相同,每個所述橋梁節(jié)段均包括布設(shè)在所施工橋梁橋墩上的梁體結(jié)構(gòu)、鋪裝于所述梁體結(jié)構(gòu)上的鋪裝層和設(shè)置在所述梁體結(jié)構(gòu)底部的鋼索結(jié)構(gòu);
所述梁體結(jié)構(gòu)包括沿所施工橋梁橋墩的橫向?qū)挾确较蛴勺笾劣也荚O(shè)的多列縱梁,多列所述縱梁均布設(shè)在同一水平面上,每列所述縱梁均包括多塊沿所施工橋梁橋墩的縱向長度方向由前至后布設(shè)在同一水平面上的縱梁節(jié)段,相鄰兩列所述縱梁之間和相鄰兩塊所述縱梁節(jié)段之間均設(shè)置有橫隔板,所述縱梁節(jié)段為鋼筋混凝土縱梁,所述縱梁的兩端位于所施工橋梁橋墩上,且所述縱梁兩端設(shè)置有錨具;
所述鋼索結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個,多個所述鋼索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)均相同,每個所述鋼索結(jié)構(gòu)均包括設(shè)置在縱梁的底部且兩端錨固于所述錨具上的鋼索和鉸接于所述縱梁與鋼索之間的撐桿,所述撐桿的數(shù)量為多個,多個所述撐桿沿所述縱梁底部的長度方向由前至后進(jìn)行布設(shè),且多個所述撐桿呈均勻布設(shè)。
上述的索梁組合式橋梁,其特征在于:所述鋼索為鋼絲繩或鋼絞線,所述鋼索呈拋物線形。
上述的索梁組合式橋梁,其特征在于:所述橫隔板為鋼筋混凝土板。
上述的索梁組合式橋梁,其特征在于:所述縱梁節(jié)段的底部預(yù)埋有鋼構(gòu)件,所述鋼構(gòu)件的底部設(shè)置有用于與撐桿鉸接的第一鉸接座,所述撐桿包括矩形部和設(shè)置在所述矩形部兩端的半圓部,兩個所述半圓部上分別設(shè)置有位于所述矩形部上方的第一安裝孔和位于所述矩形部下方的第二安裝孔,所述第一安裝孔中安裝上銷軸,所述第二安裝孔中安裝下銷軸,所述上銷軸安裝于第一鉸接座中。
上述的索梁組合式橋梁,其特征在于:所述撐桿為鋼管混凝土或者型鋼,所述撐桿的橫截面形狀為圓形。
上述的索梁組合式橋梁,其特征在于:所述鋼索上設(shè)置有與撐桿鉸接的連接件,所述連接件包括套裝在鋼索上的圓周部和設(shè)置在所述圓周部上方的第二鉸接座,所述下銷軸安裝于第二鉸接座中。
同時,本發(fā)明還公開了一種方法步驟簡單、設(shè)計合理且施工簡便、使用效果好的索梁組合式橋梁施工方法,其特征在于,沿橋梁縱向延伸方向由前至后分多個橋梁節(jié)段對所施工橋梁進(jìn)行施工,并且多個橋梁節(jié)段的施工方法均相同,其中,對任一個所述橋梁節(jié)段的施工過程如下:
步驟一、第一個橋梁節(jié)段施工,包括以下步驟:
步驟101、梁體結(jié)構(gòu)施工:由左至右在當(dāng)前相鄰兩個橋梁橋墩上安裝多列縱梁,多列所述縱梁均布設(shè)在同一水平面上且其拼裝組成梁體結(jié)構(gòu),所述縱梁的兩端分別安裝于當(dāng)前相鄰兩個所述施工橋梁橋墩上;
每列所述縱梁均包括多塊沿當(dāng)前所述橋梁橋墩的縱向長度方向由前至后布設(shè)在同一水平面上的縱梁節(jié)段,相鄰兩列所述縱梁之間和相鄰兩塊所述縱梁節(jié)段之間現(xiàn)澆鋼筋混凝土形成橫隔板;
步驟102、安裝鋼索結(jié)構(gòu):采用人工在縱梁的底部安裝鋼索結(jié)構(gòu),多個所述鋼索結(jié)構(gòu)的安裝方法均相同,其中,對于任一個鋼索結(jié)構(gòu)的安裝過程如下:
步驟1021、安裝撐桿:在縱梁的底部由前至后安裝撐桿,使所述撐桿的上端與縱梁的底部鉸接,直至所述鋼索結(jié)構(gòu)中所有撐桿安裝完畢;其中,相鄰兩個撐桿的水平間距相同;
步驟1022、安裝鋼索:步驟1021中撐桿安裝完成后,安裝鋼索,使鋼索與撐桿的下端鉸接;
步驟1023、張拉鋼索并錨固:步驟1022中鋼索安裝完成后,并將鋼索進(jìn)行張拉和錨固,具體包括以下步驟:
步驟Ⅰ、縱梁剛度和鋼索剛度的計算:在所述縱梁上施加單位均布載荷,當(dāng)鋼索的彈性模量等于零,采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且根據(jù)公式得到縱梁的剛度k1,并存儲至與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接的存儲器中,其中,Ec為縱梁的彈性模量,I為縱梁的抗彎慣性矩,L為縱梁的跨徑長度;
在所述縱梁上施加單位均布載荷,當(dāng)縱梁的抗彎剛度等于零,采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且根據(jù)公式得到鋼索的剛度k2,并存儲至所述存儲器中,其中,Es為鋼索的彈性模量,A為鋼索的橫截面積,n=f/L,f為鋼索的垂度;
步驟Ⅱ、鋪裝前鋼索承擔(dān)的恒載集度和橋面鋪裝分配給鋼索的恒載集度的計算:擬定成橋時橋面鋪裝載荷集度為q,成橋時鋼索的恒載集度為qc,采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且根據(jù)公式得到橋面鋪裝分配給鋼索的恒載集度qc1,并存儲至所述存儲器中;再采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且根據(jù)公式得到鋪裝前鋼索承擔(dān)的恒載集度qc2,并存儲至所述存儲器中;
步驟Ⅲ、鋪裝前鋼索初始張力的計算:首先采用所述數(shù)據(jù)處理器且根據(jù)公式并結(jié)合步驟Ⅱ中所存儲的鋪裝前鋼索承擔(dān)的恒載集度qc2,得到鋪裝前鋼索水平方向的張力H;然后采用所述數(shù)據(jù)處理器且根據(jù)公式并結(jié)合步驟Ⅱ中所存儲的鋪裝前鋼索承擔(dān)的恒載集度qc2,得到鋪裝前鋼索豎直平方向的張力V;最后,采用所述數(shù)據(jù)處理器且根據(jù)公式得到鋪裝前鋼索的初始張力T,并存儲至所述存儲器中;
步驟Ⅳ、張拉鋼索并錨固:根據(jù)步驟Ⅲ中得到的鋪裝前鋼索的初始張力T,對所述鋼索進(jìn)行張拉,直至鋼索的初始張力達(dá)到T時,將鋼索的兩端錨固于所述縱梁兩端設(shè)置的所述錨具上;
步驟Ⅴ、多次重復(fù)步驟102至步驟1023,完成多個鋼索結(jié)構(gòu)的安裝;
步驟103、橋面鋪裝:步驟Ⅴ中對鋼索結(jié)構(gòu)錨固之后,在所述梁體結(jié)構(gòu)上鋪裝瀝青混凝土形成所述鋪裝層,直至鋼索的恒載集度由鋪裝前張拉時的恒載集度qc2增大至恒載集度qc,達(dá)到擬定成橋狀態(tài)。
步驟二、下一個橋梁節(jié)段施工,包括以下步驟:
步驟201、梁體結(jié)構(gòu)施工:由左至右在下一個相鄰兩個橋梁橋墩上安裝多列縱梁,多列所述縱梁均布設(shè)在同一水平面上且其拼裝組成梁體結(jié)構(gòu),所述縱梁的兩端分別安裝于下一個相鄰兩個所述橋梁橋墩上,且在當(dāng)前所述梁體結(jié)構(gòu)的前側(cè)與上一個所述梁體結(jié)構(gòu)的后側(cè)之間現(xiàn)澆鋼筋混凝土形成橫隔板,使當(dāng)前所述梁體結(jié)構(gòu)的前側(cè)和上一個所述梁體結(jié)構(gòu)的后側(cè)拼接固定;
步驟202、安裝鋼索結(jié)構(gòu):按照步驟102中所述的方法,在當(dāng)前所施工橋梁節(jié)段中縱梁的底部安裝鋼索結(jié)構(gòu);
步驟203、橋面鋪裝:待步驟202中所述鋼索結(jié)構(gòu)安裝完成后,在所述梁體結(jié)構(gòu)上鋪裝保護(hù)層形成所述鋪裝層;
步驟三、多次重復(fù)步驟二,直至完成所施工橋梁的全部施工過程。
上述的方法,其特征在于:在步驟101中進(jìn)行梁體結(jié)構(gòu)施工之前,先進(jìn)行橋梁橋墩的施工,并在相鄰兩個所述橋梁橋墩上搭建支架,所述橋梁橋墩沿橋梁縱向長度方向由前至后布設(shè)。
上述的方法,其特征在于:步驟1021中安裝撐桿時,先在撐桿的第一安裝孔和第二安裝孔中分別安裝上銷軸和下銷軸,再將所述上銷軸安裝在第一鉸接座中;步驟1022中安裝鋼索時,先在鋼索上套裝連接件,再將所述下銷軸安裝在第二鉸接座中。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
1、所采用的索梁組合式橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計合理且施工簡便、投入施工成本較低。
2、所采用的索梁組合式橋梁包括布設(shè)在所施工橋梁橋墩上的梁體結(jié)構(gòu)、鋪裝于所述梁體結(jié)構(gòu)上的鋪裝層和設(shè)置在所述梁體結(jié)構(gòu)底部的鋼索結(jié)構(gòu),通過梁體結(jié)構(gòu)和鋼索結(jié)構(gòu)的結(jié)合,鋼索受拉平衡梁體自身壓力,使梁體結(jié)構(gòu)全部受壓,梁體結(jié)構(gòu)的截面明顯減小,減輕了梁體結(jié)構(gòu)的自重;同時張拉鋼索,撐桿受壓對梁體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向上的支撐力,減小了梁體結(jié)構(gòu)上恒載引起的梁體結(jié)構(gòu)彎矩,增大了跨越能力。傳統(tǒng)梁體結(jié)構(gòu)既有受拉區(qū)也有受壓區(qū),而本發(fā)明梁體結(jié)構(gòu)全部受壓,且梁體結(jié)構(gòu)中縱梁為鋼筋混凝土縱梁,使梁體結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土縱梁的受壓強度高與鋼索結(jié)構(gòu)中鋼索的抗拉強度高相配合,確保鋼筋混凝土和鋼索充分發(fā)揮材料性能。
3、所采用的鋼索結(jié)構(gòu)簡單且施工簡便,投入施工成本較低,在梁體結(jié)構(gòu)中縱梁的底部安裝鋼索,鋼索的拉力通過縱梁兩端設(shè)置的錨具傳遞給梁體結(jié)構(gòu)中縱梁,從而使梁體結(jié)構(gòu)全部受壓,使用效果好,施工質(zhì)量易于保證。
4、所采用的撐桿結(jié)構(gòu)簡單、加工制作及安裝簡便,快速實現(xiàn)撐桿的上端與梁體結(jié)構(gòu)鉸接,撐桿的下端與鋼索鉸接,從而使撐桿位于梁體結(jié)構(gòu)和鋼索之間,在張拉鋼索時撐桿受壓對梁體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向上的支撐力,從而使撐桿對梁體結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐,提高了梁體結(jié)構(gòu)承擔(dān)恒載和活載的作用,減少梁體結(jié)構(gòu)的彎矩。
5、所采用的梁體結(jié)構(gòu)和鋼索結(jié)構(gòu)施工簡便且使用效果好,對梁體結(jié)構(gòu)與鋼索結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行施工時,沒有任何焊接作業(yè),鋼索結(jié)構(gòu)不會受熱變形,鋼索結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定,能有效避免鋼索或撐桿變形造成的質(zhì)量隱患,并且人工投入工作量小,因為撐桿與梁體結(jié)構(gòu)和鋼索的連接,無焊接作用,經(jīng)濟(jì)適用,便于安裝。并且,梁體結(jié)構(gòu)、鋼索與撐桿連接為一體,能有效提高改善了梁體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,使梁體結(jié)構(gòu)受力效果更佳。
6、所采用的梁體結(jié)構(gòu)和鋼索結(jié)構(gòu)能抵抗的彎矩大,效果好,通過梁體結(jié)構(gòu)與鋼索結(jié)構(gòu)的結(jié)合,使梁體結(jié)構(gòu)和鋼索的豎直距離大于傳統(tǒng)梁式橋的梁高,梁體結(jié)構(gòu)和鋼索之間的力矩較大,從而使梁體結(jié)構(gòu)可抵抗較大的恒活載彎矩。
7、所采用的索梁組合式橋梁方便檢測且易于更換,既能對鋼索的張力進(jìn)行檢測,又能在鋼索張力松弛后可再次張拉,形成穩(wěn)定、可靠的橋梁結(jié)構(gòu),能有效解決傳統(tǒng)橋梁檢測困難,無法更換預(yù)應(yīng)力鋼束,且由預(yù)應(yīng)力鋼束松弛引起的混凝土開裂、橋梁施工質(zhì)量不易保證、耐久性較差等問題。
8、所采用的索梁組合式橋梁施工方法步驟簡單、設(shè)計合理且投入施工成本較低,索梁組合式橋梁質(zhì)量易于保證,并且施工進(jìn)度快,采用梁體結(jié)構(gòu)和鋼索結(jié)構(gòu)相結(jié)合進(jìn)行施工,使梁體結(jié)構(gòu)受壓且鋼索受拉,減小梁體結(jié)構(gòu)的截面和自重,同時在張拉鋼索過程中,在鋼索上安裝的撐桿受壓對梁體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向上的支撐力,減小了梁體結(jié)構(gòu)上恒載引起的梁體結(jié)構(gòu)彎矩,增大了跨越能力,確保施工成型的橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固;同時安裝的鋼索結(jié)構(gòu)與梁體結(jié)構(gòu)連接為一體,改善了梁體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,并且施工橋梁質(zhì)量易于保證,解決傳統(tǒng)橋梁中預(yù)應(yīng)力鋼束松弛引起的混凝土開裂、預(yù)應(yīng)力鋼束無法更換等問題,有效地提高成橋質(zhì)量,降低了施工難度。
綜上所述,本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且施工簡便、使用效果好,能夠結(jié)合鋼筋混凝土縱梁和鋼索的優(yōu)點,鋼索受拉平衡梁體自身壓力,梁體結(jié)構(gòu)全部受壓,減小梁體結(jié)構(gòu)的截面,減輕梁體結(jié)構(gòu)的自重,同時撐桿受壓對梁體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向上的支撐力,減小了梁體結(jié)構(gòu)上恒載引起的梁體結(jié)構(gòu)彎矩,增大了跨越能力,實用性強。
下面通過附圖和實施例,對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖說明
圖1為本發(fā)明中橋梁節(jié)段的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為本發(fā)明撐桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明鋼構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明連接件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明索梁組合式橋梁的施工方法流程框圖。
附圖標(biāo)記說明:
1—梁體結(jié)構(gòu); 1-1—縱梁; 1-2—縱梁節(jié)段;
2—鋼索結(jié)構(gòu); 2-1—鋼索; 2-2—撐桿;
2-2-1—矩形部; 2-2-2—半圓部; 3—橫隔板;
4—鋼構(gòu)件; 5—連接件; 5-1—圓周部;
5-2—第二鉸接座; 6—第一鉸接座; 7—第一安裝孔;
8—第二安裝孔; 9—上銷軸; 10—下銷軸。
具體實施方式
如圖1和圖2所示的一種索梁組合式橋梁,包括多個沿橋梁縱向延伸長度方向由前至后布設(shè)的橋梁節(jié)段,多個所述橋梁節(jié)段的結(jié)構(gòu)均相同,每個所述橋梁節(jié)段均包括布設(shè)在所施工橋梁橋墩上的梁體結(jié)構(gòu)1、鋪裝于所述梁體結(jié)構(gòu)1上的鋪裝層和設(shè)置在所述梁體結(jié)構(gòu)1底部的鋼索結(jié)構(gòu)2;
所述梁體結(jié)構(gòu)1包括沿所施工橋梁橋墩的橫向?qū)挾确较蛴勺笾劣也荚O(shè)的多列縱梁1-1,多列所述縱梁1-1均布設(shè)在同一水平面上,每列所述縱梁1-1均包括多塊沿所施工橋梁橋墩的縱向長度方向由前至后布設(shè)在同一水平面上的縱梁節(jié)段1-2,相鄰兩列所述縱梁1-1之間和相鄰兩塊所述縱梁節(jié)段1-2之間均設(shè)置有橫隔板3,所述縱梁節(jié)段1-2為鋼筋混凝土縱梁,所述縱梁1-1的兩端位于所施工橋梁橋墩上,且所述縱梁1-1兩端設(shè)置有錨具;
所述鋼索結(jié)構(gòu)2的數(shù)量為多個,多個所述鋼索結(jié)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)均相同,每個所述鋼索結(jié)構(gòu)2均包括設(shè)置在縱梁1-1的底部且兩端錨固于所述錨具上的鋼索2-1和鉸接于所述縱梁1-1與鋼索2-1之間的撐桿2-2,所述撐桿2-2的數(shù)量為多個,多個所述撐桿2-2沿所述縱梁1-1底部的長度方向由前至后進(jìn)行布設(shè),且多個所述撐桿2-2呈均勻布設(shè)。
本實施例中,該索梁組合式橋梁是將梁體結(jié)構(gòu)1和鋼索結(jié)構(gòu)2相結(jié)合,梁體結(jié)構(gòu)1中的縱梁1-1承擔(dān)橋面的恒載和活載,縱梁1-1將承受的載荷傳遞給縱梁1-1兩端??v梁1-1兩端的載荷通過撐桿2-2將荷載傳遞給鋼索2-1,使鋼索2-1受拉,同時,鋼索2-1的拉力通過所述錨具傳遞給縱梁1-1,使縱梁1-1承受壓力,鋼索2-1受拉平衡縱梁1-1自身壓力,于是,梁體結(jié)構(gòu)1縱梁1-1全部受壓,減小梁體結(jié)構(gòu)1縱梁1-1的截面,減輕了梁體結(jié)構(gòu)1縱梁1-1的自重,同時張拉鋼索2-1,撐桿2-2受壓對梁體結(jié)構(gòu)中縱梁1-1產(chǎn)生向上的支撐力,減小了縱梁1-1上恒載引起的梁體結(jié)構(gòu)1彎矩,增大了跨越能力。并且,所采用的梁體結(jié)構(gòu)1中縱梁1-1為鋼筋混凝土縱梁,使梁體結(jié)構(gòu)1中所述鋼筋混凝土縱梁的受壓強度高與鋼索結(jié)構(gòu)2中鋼索2-1的抗拉強度高相配合,確保鋼筋混凝土和鋼索充分發(fā)揮材料性能。
本實施例中,所述鋼索2-1為鋼絲繩或鋼絞線,所述鋼索2-1呈拋物線形。
本實施例中,通過設(shè)置鋼索2-1,鋼索2-1的拉力通過縱梁1-1兩端的所述錨具傳遞給梁體結(jié)構(gòu)1中縱梁1-1,鋼索2-1受拉平衡梁體結(jié)構(gòu)1中縱梁1-1自身壓力,從而使梁體結(jié)構(gòu)1全部受壓,施工簡便,并且使用效果好,施工質(zhì)量易于保證。
本實施例中,所述橫隔板3為鋼筋混凝土板。
如圖3和圖4所示,本實施例中,所述縱梁節(jié)段1-2的底部預(yù)埋有鋼構(gòu)件4,所述鋼構(gòu)件4的底部設(shè)置有用于與撐桿2-2鉸接的第一鉸接座6,所述撐桿2-2包括矩形部2-2-1和設(shè)置在所述矩形部2-2-1兩端的半圓部2-2-2,兩個所述半圓部2-2-2上分別設(shè)置有位于所述矩形部2-2-1上方的第一安裝孔7和位于所述矩形部下方2-2-1的第二安裝孔8,所述第一安裝孔7中安裝上銷軸9,所述第二安裝孔8中安裝下銷軸10,所述上銷軸9安裝于第一鉸接座6中。
本實施例中,所述撐桿2-2為鋼管混凝土或者型鋼,所述撐桿2-2的橫截面形狀為圓形。
本實施例中,通過設(shè)置撐桿2-2,是為了將撐桿2-2的上端與梁體結(jié)構(gòu)1鉸接,撐桿2-2的下端與鋼索2-1鉸接,從而使撐桿2-2位于梁體結(jié)構(gòu)1和鋼索2-1之間,在張拉鋼索2-1時撐桿2-2受壓對梁體結(jié)構(gòu)1產(chǎn)生向上的支撐力,從而使撐桿2-2對梁體結(jié)構(gòu)1進(jìn)行支撐,提高了梁體結(jié)構(gòu)1承擔(dān)恒載和活載的作用,減少梁體結(jié)構(gòu)的彎矩。
如圖5所示,本實施例中,所述鋼索2-1上設(shè)置有與撐桿2-2鉸接的連接件5,所述連接件5包括套裝在鋼索2-1上的圓周部5-1和設(shè)置在所述圓周部5-1上方的第二鉸接座5-2,所述下銷軸10安裝于第二鉸接座5-2中。
本實施例中,通過設(shè)置在第一安裝孔7和第二安裝孔8用分別于安裝上銷軸9和下銷軸10,通過設(shè)置第一鉸接座6和第二鉸接座5-2,使得所述上銷軸9和所述下銷軸10分別安裝在第一鉸接座6和第二鉸接座5-2中,從而將撐桿2-2的上端與梁體結(jié)構(gòu)1中預(yù)埋的鋼構(gòu)件4鉸接,撐桿2-2的下端與鋼索2-1鉸接,安裝施工便捷,省時省力。
本實施例中,通過在連接件5上設(shè)置第二鉸接座5-2,是為了與安裝在第二安裝孔8內(nèi)的下銷軸10鉸接;通過設(shè)置連接件5中的圓周部5-1,是為了將連接件5套裝在鋼索2-1上,圓周部5-1與鋼索2-1緊密貼合限定了圓周部5-1和鋼索2-1的相對位置,避免圓周部5-1在鋼索2-1上滑動,以避免圓周部5-1帶動撐桿2-2在鋼索2-1上滑動,提高鋼索2-1受力效果。
如圖6所示,沿橋梁縱向延伸方向由前至后分多個橋梁節(jié)段對所施工橋梁進(jìn)行施工,并且多個橋梁節(jié)段的施工方法均相同,其中,對任一個所述橋梁節(jié)段的施工過程如下:
步驟一、第一個橋梁節(jié)段施工,包括以下步驟:
步驟101、梁體結(jié)構(gòu)施工:由左至右在當(dāng)前相鄰兩個橋梁橋墩上安裝多列縱梁1-1,多列所述縱梁1-1均布設(shè)在同一水平面上且其拼裝組成梁體結(jié)構(gòu)1,所述縱梁1-1的兩端分別安裝于當(dāng)前相鄰兩個所述施工橋梁橋墩上;
每列所述縱梁1-1均包括多塊沿當(dāng)前所述橋梁橋墩的縱向長度方向由前至后布設(shè)在同一水平面上的縱梁節(jié)段1-2,相鄰兩列所述縱梁1-1之間和相鄰兩塊所述縱梁節(jié)段1-2之間現(xiàn)澆鋼筋混凝土形成橫隔板3;
步驟102、安裝鋼索結(jié)構(gòu):采用人工在縱梁1-1的底部安裝鋼索結(jié)構(gòu)2,多個所述鋼索結(jié)構(gòu)2的安裝方法均相同,其中,對于任一個鋼索結(jié)構(gòu)2的安裝過程如下:
步驟1021、安裝撐桿:在縱梁1-1的底部由前至后安裝撐桿2-2,使所述撐桿2-2的上端與縱梁1-1的底部鉸接,直至所述鋼索結(jié)構(gòu)2中所有撐桿2-2安裝完畢;其中,相鄰兩個撐桿2-2的水平間距相同;
步驟1022、安裝鋼索:步驟1021中撐桿2-2安裝完成后,安裝鋼索2-1,使鋼索2-1與撐桿2-2的下端鉸接;
步驟1023、張拉鋼索并錨固:步驟1022中鋼索2-1安裝完成后,并將鋼索2-1進(jìn)行張拉和錨固,具體包括以下步驟:
步驟Ⅰ、縱梁剛度和鋼索剛度的計算:在所述縱梁1-1上施加單位均布載荷,當(dāng)鋼索2-1的彈性模量等于零,采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且根據(jù)公式得到縱梁1-1的剛度k1,并存儲至與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接的存儲器中,其中,Ec為縱梁1-1的彈性模量,I為縱梁1-1的抗彎慣性矩,L為縱梁1-1的跨徑長度;
在所述縱梁1-1上施加單位均布載荷,當(dāng)縱梁1-1的抗彎剛度等于零,采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且根據(jù)公式得到鋼索2-1的剛度k2,并存儲至所述存儲器中,其中,Es為鋼索2-1的彈性模量,A為鋼索2-1的橫截面積,n=f/L,f為鋼索2-1的垂度;
步驟Ⅱ、鋪裝前鋼索承擔(dān)的恒載集度和橋面鋪裝分配給鋼索的恒載集度的計算:擬定成橋時橋面鋪裝載荷集度為q,成橋時鋼索2-1的恒載集度為qc,采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且根據(jù)公式得到橋面鋪裝分配給鋼索2-1的恒載集度qc1,并存儲至所述存儲器中;再采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且根據(jù)公式得到鋪裝前鋼索2-1承擔(dān)的恒載集度qc2,并存儲至所述存儲器中;
步驟Ⅲ、鋪裝前鋼索初始張力的計算:首先采用所述數(shù)據(jù)處理器且根據(jù)公式并結(jié)合步驟Ⅱ中所存儲的鋪裝前鋼索2-1承擔(dān)的恒載集度qc2,得到鋪裝前鋼索2-1水平方向的張力H;然后采用所述數(shù)據(jù)處理器且根據(jù)公式并結(jié)合步驟Ⅱ中所存儲的鋪裝前鋼索2-1承擔(dān)的恒載集度qc2,得到鋪裝前鋼索2-1豎直平方向的張力V;最后,采用所述數(shù)據(jù)處理器且根據(jù)公式得到鋪裝前鋼索2-1的初始張力T,并存儲至所述存儲器中;
步驟Ⅳ、張拉鋼索并錨固:根據(jù)步驟Ⅲ中得到的鋪裝前鋼索2-1的初始張力T,對所述鋼索2-1進(jìn)行張拉,直至鋼索2-1的初始張力達(dá)到T時,將鋼索2-1的兩端錨固于所述縱梁1-1兩端設(shè)置的所述錨具上;
步驟Ⅴ、多次重復(fù)步驟102至步驟1023,完成多個鋼索結(jié)構(gòu)2的安裝;
步驟103、橋面鋪裝:步驟Ⅴ中對鋼索結(jié)構(gòu)2錨固之后,在所述梁體結(jié)構(gòu)1上鋪裝瀝青混凝土形成所述鋪裝層,直至鋼索2-1的恒載集度由鋪裝前張拉時的恒載集度qc2增大至恒載集度qc,達(dá)到擬定成橋狀態(tài)。
步驟二、下一個橋梁節(jié)段施工,包括以下步驟:
步驟201、梁體結(jié)構(gòu)施工:由左至右在下一個相鄰兩個橋梁橋墩上安裝多列縱梁1-1,多列所述縱梁1-1均布設(shè)在同一水平面上且其拼裝組成梁體結(jié)構(gòu)1,所述縱梁1-1的兩端分別安裝于下一個相鄰兩個所述橋梁橋墩上,且在當(dāng)前所述梁體結(jié)構(gòu)1的前側(cè)與上一個所述梁體結(jié)構(gòu)1的后側(cè)之間現(xiàn)澆鋼筋混凝土形成橫隔板3,使當(dāng)前所述梁體結(jié)構(gòu)1的前側(cè)和上一個所述梁體結(jié)構(gòu)1的后側(cè)拼接固定;
步驟202、安裝鋼索結(jié)構(gòu):按照步驟102中所述的方法,在當(dāng)前所施工橋梁節(jié)段中縱梁1-1的底部安裝鋼索結(jié)構(gòu)2;
步驟203、橋面鋪裝:待步驟202中所述鋼索結(jié)構(gòu)2安裝完成后,在所述梁體結(jié)構(gòu)1上鋪裝保護(hù)層形成所述鋪裝層;
步驟三、多次重復(fù)步驟二,直至完成所施工橋梁的全部施工過程。
本實施例中,在步驟101中進(jìn)行梁體結(jié)構(gòu)1施工之前,先進(jìn)行橋梁橋墩的施工,并在相鄰兩個所述橋梁橋墩上搭建支架,所述橋梁橋墩沿橋梁縱向長度方向由前至后布設(shè)。
本實施例中,步驟1021中安裝撐桿2-2時,先在撐桿2-2的第一安裝孔7和第二安裝孔8中分別安裝上銷軸9和下銷軸10,再將所述上銷軸9安裝在第一鉸接座6中;步驟1022中安裝鋼索時,先在鋼索2-1上套裝連接件5,再將所述下銷軸10安裝在第二鉸接座5-2中。
本實施例中,通過梁體結(jié)構(gòu)1與鋼索結(jié)構(gòu)2的結(jié)合,使梁體結(jié)構(gòu)1和鋼索2的豎直距離大于傳統(tǒng)梁式橋的梁高,梁體結(jié)構(gòu)1和鋼索2之間的力矩較大,從而使梁體結(jié)構(gòu)1可抵抗較大的恒活載彎矩。
本實施例中,在梁體結(jié)構(gòu)1底部安裝鋼索結(jié)構(gòu)2時,沒有任何焊接作業(yè),在撐桿2-2的第一安裝孔7和第二安裝孔8中分別安裝上銷軸9和下銷軸10,再將所述上銷軸9和所述下銷軸10分別安裝在第一鉸接座6和第二鉸接座5-2中,從而將撐桿2-2的上端與梁體結(jié)構(gòu)1中預(yù)埋的鋼構(gòu)件4鉸接,撐桿2-2的下端與鋼索2-1鉸接,安裝過程中不需要焊接,不會造成鋼索結(jié)構(gòu)2受熱變形,鋼索結(jié)構(gòu)2整體穩(wěn)定,能有效避免鋼索2-1或撐桿2-2變形造成的質(zhì)量隱患,并且人工投入工作量小,經(jīng)濟(jì)適用,便于安裝。并且,梁體結(jié)構(gòu)1、鋼索2-1和撐桿2-2連接為一體,能有效提高梁體結(jié)構(gòu)1的力學(xué)性能,使梁體結(jié)構(gòu)1受力效果更佳。
綜上所述,本發(fā)明索梁組合式橋梁施工方法步驟簡單、設(shè)計合理且投入施工成本較低,索梁組合式橋梁質(zhì)量易于保證,并且施工進(jìn)度快,采用梁體結(jié)構(gòu)和鋼索結(jié)構(gòu)相結(jié)合進(jìn)行施工,使梁體結(jié)構(gòu)受壓且鋼索受拉,減小梁體結(jié)構(gòu)的截面和自重,同時在張拉鋼索過程中,在鋼索上安裝的撐桿受壓對梁體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向上的支撐力,減小了梁體結(jié)構(gòu)上恒載引起的梁體結(jié)構(gòu)彎矩,增大了跨越能力,確保施工成型的橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固;同時安裝的鋼索結(jié)構(gòu)與梁體結(jié)構(gòu)連接為一體,改善了梁體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,并且施工橋梁質(zhì)量易于保證,解決傳統(tǒng)橋梁中預(yù)應(yīng)力鋼束松弛引起的混凝土開裂、預(yù)應(yīng)力鋼束無法更換等問題,有效地提高成橋質(zhì)量,降低了施工難度。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例,并非對本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。