一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造及施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造及施工方法。
【背景技術】
[0002]拱橋因具有造型優美、跨越能力大、造價經濟等諸多優勢而成為世界范圍內廣泛適用的一種橋型。當拱橋在架設拱肋施工時受到地形、地質、通航等限制，豎轉施工是一種切實可行的解決方案。其中拱肋上先鉸接后固結的構造是該施工方法中的一個關鍵構造。鋼桁梁上架設拱肋，需要一種與桁梁上拱肋根部節點有著可靠連接，同時又能滿足豎轉施工的構造。現有的構造方案大多針對鋼管混凝土拱肋或鋼桁拱豎轉施工，下部鉸座大多與混凝土基礎相連，結構體積較大，結構形式相對復雜，施工難度較大。因此現有構造方案無法滿足鋼桁梁上拱肋豎轉架設的需要。
[0003]目前尚未有一種針對鋼桁梁拱橋拱肋豎轉施工的解決方案。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種拱梁連接構造構造簡潔，傳力可靠，體積較小，所用材料數量較少，造價經濟的鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造及施工方法。
[0005]本發明目的的實現方式為，一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造，下鉸孔耳板通過下耳板傳力板與下側拱肋根部的桁梁節點連接端焊接；上鉸孔耳板通過上耳板傳力板與拱肋上側連接端焊接；可旋轉鉸軸設在上、下鉸孔耳板鉸孔內，上、下鉸孔耳板鉸接；上鉸孔耳板、下鉸孔耳板兩側成對設置有上耳板加勁肋、下耳板加勁肋；下鉸孔耳板、上鉸孔耳板、鉸軸、上耳板加勁肋、下耳板加勁肋、下耳板傳力板、上耳板傳力板封閉在四塊嵌補段板內；嵌補段板與拱肋上下側連接端焊接成為完整拱肋。
[0006]一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造的施工方法，具體步驟是:
[0007]I)工廠制造階段，將下耳板傳力板，下鉸孔耳板，下耳板加勁肋焊連于下側拱肋根部節點的連接端；將上耳板傳力板，上鉸孔耳板，上耳板加勁肋焊連于上側拱肋連接端；
[0008]2)在施工現場，桁梁架設完畢之后，組拼拱肋，將上下鉸孔耳板組裝匹配，在上、下鉸孔耳板鉸孔內安裝鉸軸，上、下鉸孔耳板鉸接；
[0009]3)豎轉架設拱肋并合龍之后，用與拱肋截面相同的四塊嵌補段板將鉸軸及相關I鉸接件封閉并焊接，嵌補段板與上部拱肋和下部拱肋根部節點共同形成完整的拱肋桿件；
[0010]4)施工嵌補段板與拱肋工地涂裝。
[0011]本發明的拱梁連接構造構造簡潔，傳力可靠，體積較小，所用材料數量較少，因而造價經濟；最終封閉于嵌補段板內與上、下部拱肋根部節點形成完整拱肋桿件保證了拱肋作為永久結構的使用性。
[0012]本發明有效解決了鋼桁梁拱肋豎轉架設問題，減小了施工難度，提高了拱肋在豎轉架設過程的安全性，施工完畢之后，分段施工的拱肋外觀與整體拱肋無異；可廣泛適用于大跨度鋼桁梁拱肋特別是柔性拱的架設。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的結構示意圖，
[0014]圖2為圖1的A-A向視圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發明【具體實施方式】作進一步闡述。
[0016]參照圖1，圖2，本發明的拱梁連接構造是:下鉸孔耳板I通過下耳板傳力板7與下側拱肋根部的桁梁節點連接端9焊接。上鉸孔耳板2通過上耳板傳力板8與拱肋上側連接端10焊接。可旋轉鉸軸3設在上、下鉸孔耳板鉸孔內，上、下鉸孔耳板鉸接。上鉸孔耳板2、下鉸孔耳板I兩側成對設置有上耳板加勁肋4、下耳板加勁肋5。下鉸孔耳板1、上鉸孔耳板
2、鉸軸3、上耳板加勁肋4、下耳板加勁肋5、下耳板傳力板7、上耳板傳力板8封閉在四塊嵌補段板6內。嵌補段板與拱肋上下側連接端焊接成為完整拱肋。
[0017]所述鉸軸3的軸線垂直于當前拱肋中心線所在的平面。鉸軸3材料采用40Cr鍛鋼。上鉸孔耳板2和下鉸孔耳板I材料采用屈服強度大于500MPa的高強鋼材。
[0018]下耳板傳力板7—條邊與下鉸孔耳板I之間焊接，其對邊設燕尾形槽口 ；另外兩條鄰邊與下部拱肋根部節點連接端的水平板采用坡口角焊縫焊連。上鉸孔耳板傳力板件8 —條邊與上鉸孔耳板2之間焊接，其對邊設燕尾形槽口 ；另外兩條鄰邊與上部拱肋水平板用坡口角焊縫焊連。
[0019]四塊嵌補段板件間自身采用熔透角焊縫連接，與上部拱肋、下部拱肋根部節點連接端10之間采用現場對接熔透焊接并打磨平順。嵌補段板6的板厚、組成的斷面尺寸和材料均與上部拱肋和下部拱肋根部節點連接端相同。
[0020]一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造的施工方法，具體步驟是:
[0021]I)工廠制造階段，將鋼桁梁拱梁結合處拱肋根部分三段制造。將下耳板傳力板7，下鉸孔耳板1，下耳板加勁肋5用坡口角焊縫焊連于下側拱肋根部桁梁節點的連接端9 ;將上耳板傳力板8，上鉸孔耳板2，上耳板加勁肋6通過坡口焊縫焊連于上側拱肋連接端10。注意，上、下耳板傳力板與上、下鉸孔耳板在同一平面內。
[0022]2)在施工現場，桁梁架設完畢之后，組拼拱肋，將上、下鉸孔耳板組裝對位匹配，在上、下鉸孔耳板鉸孔內安裝鉸軸，安裝鉸軸墊片及軸套，以防止豎轉施工中鉸軸滑出；上、下鉸孔耳板鉸接。
[0023]3)豎轉架設拱肋并合龍之后，用與拱肋截面相同的四塊嵌補段板6將鉸封閉并焊接，四塊嵌補段板件之間采用熔透角焊縫連接。嵌補段與上部拱肋和下部拱肋根部節點采用內設鋼襯墊的對接熔透焊縫焊接。焊接完畢之后，嵌補段板與拱肋板件之間的外側焊縫表面打磨平順，共同形成完整的拱肋桿件；
[0024]4)施工嵌補段與拱肋工地涂裝。
[0025]在拱肋豎轉架設施工中，所有恒載荷載與豎轉施工荷載的在該構造處的傳力路徑為上側拱肋，帶燕尾槽的傳力板，上鉸孔耳板，鉸軸，下鉸孔耳板，下耳板傳力板，下側拱肋根部節點。傳力路徑清晰可靠，能有效地保證鉸構造的安全性。在嵌補段板施工后，嵌補段板截面采用與上下拱肋相同的截面形式，以等強連接作為永久結構的一部分，有效保證了拱肋作為永久結構的使用性能。
【主權項】
1.一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造，其特征在于下鉸孔耳板通過下耳板傳力板與下側拱肋根部的桁梁節點連接端焊接；上鉸孔耳板通過上耳板傳力板與拱肋上側連接端焊接；可旋轉鉸軸設在上、下鉸孔耳板鉸孔內，上、下鉸孔耳板鉸接；上鉸孔耳板、下鉸孔耳板兩側成對設置有上耳板加勁肋、下耳板加勁肋；下鉸孔耳板、上鉸孔耳板、鉸軸、上耳板加勁肋、下耳板加勁肋、下耳板傳力板、上耳板傳力板封閉在四塊嵌補段板內；嵌補段板與拱肋上下側連接端焊接成為完整拱肋。
2.根據權利要求1所述的一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造，其特征在于所述鉸軸(3)的軸線垂直于拱肋中心線所在的平面。
3.根據權利要求1所述的一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造，其特征在于鉸軸(3)材料采用40Cr鍛鋼。
4.根據權利要求1所述的一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造，其特征在于上鉸孔耳板(2)和下鉸孔耳板⑴材料采用屈服強度大于500MPa的鋼材。
5.根據權利要求1所述的一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造，其特征在于下耳板傳力板(7)—條邊與下鉸孔耳板(I)之間焊接，其對邊設燕尾形槽口 ；另外兩條鄰邊與下部拱肋根部節點連接端(9)的水平板采用坡口角焊縫焊連。
6.根據權利要求1所述的一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造，其特征在于上鉸孔耳板傳力板件(8) —條邊與上鉸孔耳板(2)之間焊接，其對邊設燕尾形槽口 ；另外兩條鄰邊與上部拱肋水平板用坡口角焊縫焊連。
7.根據權利要求1所述的一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造，其特征在于四塊嵌補段板件間自身采用熔透角焊縫連接，與上部拱肋、下部拱肋根部節點連接端(10)之間采用現場對接熔透焊接并打磨平順。
8.根據權利要求1所述的一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造，其特征在于嵌補段板(6)的板厚、組成的斷面尺寸和材料均與上部拱肋(10)和下部拱肋根部節點(9)連接端相同。
9.一種權利要求1所述的鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造的施工方法，其特征在于具體步驟是: 1)工廠制造階段，將下耳板傳力板，下鉸孔耳板，下耳板加勁肋焊連于下側拱肋根部節點的連接端；將上耳板傳力板，上鉸孔耳板，上耳板加勁肋焊連于上側拱肋連接端； 2)在施工現場，桁梁架設完畢之后，組拼拱肋，將上、下鉸孔耳板組裝匹配，在上、下鉸孔耳板鉸孔內安裝鉸軸，上、下鉸孔耳板鉸接； 3)豎轉架設拱肋并合龍之后，用與拱肋截面相同的四塊嵌補段板將鉸軸及相關鉸接件封閉并焊接，嵌補段板與上部拱肋和下部拱肋根部節點共同形成完整的拱肋桿件； 4)施工嵌補段板與拱肋工地涂裝。
【專利摘要】本發明涉及一種鋼桁梁拱橋的拱梁連接構造及施工方法，上、下鉸孔耳板經上、下耳板傳力板與拱肋上下側焊接；上、下鉸孔耳板鉸接；上、下鉸孔耳板兩側設有上、下耳板加勁肋，所有構件封閉在嵌補段板內；嵌補段板與拱肋上下側連接端焊接成為完整拱肋。施工方法是工廠將上、下鉸孔耳板及相應的加勁板、傳力板件與拱肋或節點板連接端預先焊連，現場在桁梁上組拼拱肋并組裝鉸系統，待拱肋豎轉施工并合龍之后，現場將鉸軸及相關鉸接件封在嵌補段板內，嵌補段板與拱肋和拱肋根部節點板焊連。本發明的拱梁連接構造構造簡潔，傳力可靠，體積小，用材少，造價經濟；施工難度小，拱肋豎轉架設安全性好，本發明可廣泛用于大跨度鋼桁梁拱肋特別是柔性拱的架設。
【IPC分類】E01D4-00, E01D21-08, E01D19-00
【公開號】CN104594182
【申請號】CN201410691545
【發明人】高宗余, 徐偉, 肖海珠, 張燕飛, 彭振華, 王恒, 鮑莉霞, 侯建, 付嵐嵐, 羅扣
【申請人】中鐵大橋勘測設計院集團有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年11月25日