專利名稱：軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結構及其施工方法
技術領域：
本發明公開了一種軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結構及其施工方 法，屬于拱形橋梁建筑的技術領域。
技術背景拱橋是我國最常用的一種橋梁型式。其式樣之多、數量之大，為 各種橋型之冠。拱橋造型優美、曲線圓潤、富有動態感。多孔拱橋， 一般是中孔最大，兩邊孔徑依次按比例遞減，全橋協調勻稱，自然落 坡，既便于行人上下，又利于各類船只的航運。當某孔主拱受荷時， 能通過橋墩的變形或拱上結構的作用將荷載由近及遠的傳遞到其它孔 主拱上去，最終傳遞到拱腳橋臺上，因而拱腳橋臺要承受較大的水平 推力。對于軟土地基拱橋來說，較大的水平推力作用下容易使拱腳橋 臺發生側移或沉降，從而影響到整個拱橋的安全。為此，拱腳橋臺基 礎必須要進行拱腳地基抗推處理，造價增加、工期加長且軟土地基拱 腳抗推處理一直是個技術難點，常年通行的車輛動載使軟土地基抗推 效果不夠理想，許多軟土地區的拱橋隨年代的推移往往出現橋面沉降 或開裂等現象。為此也有部分拱橋拱底增加水平拉桿使拱腳橋臺不產 生水平推力，這樣就回避了拱腳地基的抗推處理，但增加的水平拉桿 既降低通航高度，也破壞了拱橋那優美的曲線造型，還是難以讓人滿息。發明內容為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供了一種工期短、 造價省、可防止拱腳橋臺發生側移或沉降的軟土地基多孔雙懸臂拱形 橋結構及其施工方法。為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為 一種軟土地基 多孔雙懸臂拱形橋結構，包括兩個拱腳橋臺，位于該兩個拱腳橋臺之 間的兩個邊孔懸臂拱形梁，以及連接在該兩個邊孔懸臂拱形梁之間且 相互連接的多組雙懸臂拱形梁，所述每組雙懸臂拱形梁設置在兩組依 次由下至上設置的樁基礎、基礎聯系梁、柱式橋墩上；所述雙懸臂拱 形梁包括設置在每組柱式橋墩上的橫梁、設置在每組柱式橋墩兩側的 拱片且該兩組柱式橋墩相鄰側的拱片之間設置有拱片接頭、設置在拱片下方的拱板、以及設置在橫梁和拱片上方的橋面板；所述該兩個拱腳橋臺分別與對應的邊孔懸臂拱形梁之間通過搭板相互連接。 作為上述方案的進一步設置，所述邊孔懸臂拱形梁包括拱片、設置在拱片下方的拱板以及設置在拱片上方的橋面板；所述雙懸臂拱形 梁共有A、 B兩組；A組雙懸臂拱形梁中的一側邊拱片與B組雙懸臂 拱形梁中的一側邊拱片之間通過搭板橫梁及搭板相連接；A組雙懸臂 拱形梁中的另一側邊拱片與一邊孔懸臂拱形梁的拱片通過拱片接頭連 接；B組雙懸臂拱形梁中的另一側邊拱片與另一邊孔懸臂拱形梁的拱 片通過拱片接頭連接。本發明軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結構的施工方法，包括以下施 工步驟①筑壩圍堰，②施工樁基礎、基礎聯系梁、柱式橋墩，③施 工拱腳橋臺，④預制拱片，⑤吊裝拱片，⑥施工各拱片接頭及搭板橫 梁，⑦施工拱板及橫梁，⑧施工橋面板，(D卸載，⑩施工各搭板。
作為上述施工方法的進一步優選-. 所述筑壩圍堰施工步驟中，采用木樁支護；所述樁基礎、基礎聯系梁、柱式橋墩施工步驟中，樁基礎采用鉆孔灌注樁；鉆孔灌注樁混凝土先澆筑至基礎聯系梁頂，再鑿除基礎聯 系梁梁高部分混凝土，將鉆孔灌注樁與柱式橋墩鋼筋接長并綁扎基礎 聯系梁鋼筋，進行混凝土二次澆筑；所述拱腳橋臺施工步驟中，將拱腳橋臺基底周邊5米范圍內的地 基進行壓漿加固，處理深度不小于10米，且拱腳橋臺土料選用砂土分 層夯實；所述預制拱片步驟中，采用平臺預制澆筑，每四片疊置澆筑；所述吊裝拱片步驟中，先沿拱片長邊將拱片豎直；再用汽車吊根 據重心點將拱片吊至橋下；拱片在基礎聯系梁位置先設置鋼結構臨時 支撐，并用雙木楔調節高差；拱片在跨中位置先設置鋼管支撐架，架 體基底挖去軟土l米，鋪0.5米厚細粒塘渣夯實，上澆筑0.2米020混 凝土；鋼管支撐頂面設置木縱橫梁，形成拱曲線，上鋪竹膠版與木梁 間設置雙木楔調節高差及脫模方便；所述各拱片接頭及搭板橫梁施工步驟中，模板內外橫楞用螺栓拉 緊，每隔2米高度設置混凝土灌注口；模板支撐在基礎聯系梁或支架 上；選用微膨脹混凝土；所述拱板及橫梁施工步驟中，拱板傾斜角大于20度均設頂模，頂 底模板設置螺栓拉桿，內設硬塑料管；拱板澆筑順序由下往上澆筑； 將橫梁中的拱片鋼筋進行焊接連接；橫梁混凝土澆筑順序按斜度小于
20度分層澆筑；所述橋面板施工步驟中，底模板支撐在預制拱片上；混凝土的澆 筑順序為先澆中間橋跨跨中約1/2跨寬部分混凝土，再對稱由邊跨兩邊向中間推進，最后澆筑中間支座部分；所述卸載步驟中，橋結構現澆混凝土強度達設計要求后再進行卸 載，并采用對稱同步卸載方式；所述各搭板施工步驟中，搭板與橋面板之間的縫隙用1:1瀝青鋸末 填塞。本發明軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結構，通過雙懸臂拱形梁自身 彎矩平衡，將橋面荷載以軸向力形式傳遞給柱式橋墩，邊孔懸臂拱形 梁與拱腳橋臺之間通過搭板連接，因此拱腳橋臺不受水平推力。同時 雙懸臂梁拱形截面形式又恰恰符合懸臂的受力特性，雙懸臂梁懸挑支 座處彎矩最大，而此處拱高也最大，這樣就大大降低了懸臂梁配筋及 端部的撓度。各組雙懸臂拱形梁再通過搭板形成一個多跨靜定受力結 構，結構傳力直接，體系簡單。具體來講，本發明具有以下特點1. 保留了多孔拱形橋的優美外形，并充分發揮了拱形梁懸臂受力 的優勢，同時滿足河道航運的凈空高度要求。2. 避免了拱腳推力產生的一系列問題。不用進行軟土地基拱腳抗 推處理，節省造價，縮短了工期，還消除了由于拱腳推力引發橋面下 沉開裂等結構隱患。3. 采用預制拱片拼裝施工方法，減少軟土地基對施工過程中的不
利影響，提高拱片的質量，方便了施工并縮短了工期。4.由于本結構是無推力拱形橋，更適用于土質差地區及橋面荷載 較大的拱形橋，如拱形廊橋。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一歩詳細的說明。圖1為本發明的結構示意圖； 圖2為圖1的俯視圖。
具體實施方式
如圖l、 2所示，本發明軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結構，包括兩 個拱腳橋臺3a、 3b，位于拱腳橋臺3a、 3b之間的兩個邊孔懸臂拱形梁， 以及連接在該兩個邊孔懸臂拱形梁之間且相互連接的A、 B兩組雙懸 臂拱形梁。每組雙懸臂拱形梁均設置在兩組依次由下至上設置的樁基 礎7、基礎聯系梁2、柱式橋墩4上。拱腳橋臺3a、 3b分別與對應的 邊孔懸臂拱形梁之間通過搭板5相互連接。雙懸臂拱形梁包括設置在每組柱式橋墩4上的橫梁9、設置在每組 柱式橋墩4兩側的拱片1且該兩組柱式橋墩4相鄰側的拱片1之間設 置有拱片接頭6、設置在拱片1下方的拱板10、以及設置在橫梁9和 拱片1上方的橋面板8。邊孔懸臂拱形梁包括拱片11、設置在拱片11下方的拱板10以及 設置在拱片11上方的橋面板8。A組雙懸臂拱形梁中的一側邊拱片1與B組雙懸臂拱形梁中的一 側邊拱片1之間通過搭板橫梁12及搭板5相連接；A組雙懸臂拱形梁 中的另一側邊拱片1與一邊孔懸臂拱形梁的拱片11通過拱片接頭6連 接；B組雙懸臂拱形梁中的另一側邊拱片1與另一邊孔懸臂拱形梁的 拱片11通過拱片接頭6連接。本發明軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結構的施工方法，包括以下施 工步驟1. 筑壩圍堰其中采用木樁支護；2. 施工樁基礎7、基礎聯系梁2、柱式橋墩4:其中樁基礎7采用 鉆孔灌注樁；鉆孔灌注樁混凝土先澆筑至基礎聯系梁2頂，再鑿除基 礎聯系梁2梁高部分混凝土，將鉆孔灌注樁與柱式橋墩4鋼筋接長并 綁扎基礎聯系梁2鋼筋，進行混凝土二次澆筑；3. 施工拱腳橋臺3a、 3b:其中將拱腳橋臺3a、 3b基底周邊5米 范圍內的地基進行壓漿加固，處理深度不小于10米，且拱腳橋臺3a、 3b 土料選用砂土分層夯實；4. 預制拱片l、 11:采用平臺預制澆筑，每四片疊置澆筑；5. 吊裝拱片1、 11:先沿拱片1、 11長邊將拱片1、 11豎直；再 用汽車吊根據重心點將拱片1、 11吊至橋下；拱片1、 11在基礎聯系 梁2位置先設置鋼結構臨時支撐，并用雙木楔調節高差；拱片1、 11 在跨中位置先設置鋼管支撐架，架體基底挖去軟土 1米，鋪0.5米厚細 粒塘渣夯實，上澆筑0，2米C20混凝土；鋼管支撐頂面設置木縱橫梁， 形成拱曲線，上鋪竹膠版與木梁間設置雙木楔調節高差及脫模方便；6. 施工各拱片接頭6及搭板橫梁12:其中模板內外橫楞用螺栓拉 緊，每隔2米高度設置混凝土灌注口；模板支撐在基礎聯系梁2或支 架上；選用微膨脹混凝土。7. 施工拱板10及橫梁9:其中拱板10傾斜角大于20度均設頂模， 頂底模板設置螺栓拉桿，內設硬塑料管；拱板10澆筑順序由下往上 澆筑；將橫梁9中的拱片1、 ll鋼筋進行焊接連接；橫梁9混凝土澆 筑順序按斜度小于20度分層澆筑；8. 施工橋面板8:其中底模板支撐在預制拱片1、 11上；混凝土的澆筑順序為先澆中間橋跨跨中約l/2跨寬部分混凝土，再對稱由邊跨兩邊向中間推進，最后澆筑中間支座部分；9. 卸載橋結構現澆混凝土強度達設計要求后再進行卸載，并采 用對稱同步卸載方式；10. 施工各搭板5:其中搭板5與橋面板8之間的縫隙用kl瀝青 鋸末填塞。
權利要求
1.一種軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結構，包括兩個拱腳橋臺(3a、3b)，位于拱腳橋臺(3a、3b)之間的兩個邊孔懸臂拱形梁，以及連接在該兩個邊孔懸臂拱形梁之間且相互連接的多組雙懸臂拱形梁，其特征在于所述每組雙懸臂拱形梁設置在兩組依次由下至上設置的樁基礎(7)、基礎聯系梁(2)、柱式橋墩(4)上；所述雙懸臂拱形梁包括設置在每組柱式橋墩(4)上的橫梁(9)、設置在每組柱式橋墩(4)兩側的拱片(1)且該兩組柱式橋墩(4)相鄰側的拱片(1)之間設置有拱片接頭(6)、設置在拱片(1)下方的拱板(10)、以及設置在橫梁(9)和拱片(1)上方的橋面板(8)；所述拱腳橋臺(3a、3b)分別與對應的邊孔懸臂拱形梁之間通過搭板(5)相互連接。
全文摘要
本發明公開了一種軟土地基多孔雙懸臂拱形橋結構及其施工方法，屬于拱形橋梁建筑的技術領域，包括兩個拱腳橋臺，位于該兩個拱腳橋臺之間的兩個邊孔懸臂拱形梁，以及連接在該兩個邊孔懸臂拱形梁之間且相互連接的多組雙懸臂拱形梁，所述每組雙懸臂拱形梁設置在兩組依次由下至上設置的樁基礎、基礎聯系梁、柱式橋墩上；所述雙懸臂拱形梁包括設置在每組柱式橋墩上的橫梁、設置在每組柱式橋墩兩側的拱片且該兩組柱式橋墩相鄰側的拱片之間設置有拱片接頭、設置在拱片下方的拱板、以及設置在橫梁和拱片上方的橋面板；所述該兩個拱腳橋臺分別與對應的邊孔懸臂拱形梁之間通過搭板相互連接。本發明工期短、造價省、可防止拱腳橋臺發生側移或沉降。
文檔編號E01D4/00GK101130942SQ20071007064
公開日2008年2月27日 申請日期2007年9月6日 優先權日2007年9月6日
發明者吳劉槐, 唐振興, 鵬 敖, 林長川, 生 蔣, 金存芳 申請人:長業建設集團有限公司