一种无支架改造刚架拱桥桥面板的方法与流程

本发明属于桥路建造施工技术领域，更具体地，涉及一种无支架改造刚架拱桥桥面板的方法，其能够提高桥面板整体性和桥梁承载力，有效解决桥面板开裂问题。

背景技术：

刚架拱桥是我国早期较为普遍采用的拱桥形式，该桥型由于具备自重轻、材料省、成本低和经济指标较好等特点，因而上世纪七八十年代在国内获得了广泛的建造，满足了当时交通运输事业的需要。然而，现存刚架拱桥由于设计荷载和混凝土强度等级低，配筋少，桥面铺装层薄弱和原先多采用集散为整的施工方法等原因，随着交通量增加特别是超载车辆的破坏作用，致使该桥型桥面板大多出现严重的裂缝、坑槽，不仅影响行车安全，还严重威胁桥梁安全。

针对以上问题，目前的解决方案一般是拆除原混凝土桥面板并重新浇筑新的混凝土桥面板。然而，进一步研究表明，现有技术的刚架拱桥桥面改造法大多需要从河床底面开始搭设大量施工支架，才能满足新的桥面板混凝土浇筑需要。这种施工方法不仅施工周期长，造价高，而且由于需要从河床底面开始搭设支架，风险高，对于水深较深的河床或者峡谷地带甚至难以实施，因此有必要对其进行优化和改进。如何解决上述技术难点，设计一套行而有效的改造方法，提高桥面板整体性和桥梁承载力，有效解决桥面板开裂问题，是本发明要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种无支架改造刚架拱桥桥面板方法，其中通过结合刚架拱桥自身的结构特点，对其桥面板改造的关键工艺步骤及操作手段进行研究和设计，实现无支架改造刚架拱桥桥面板，达到缩短工期和减低造价，以及提高桥面板整体性和桥梁承载力，相应有效解决桥面板开裂问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种无支架改造刚架拱桥桥面板的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(a)对称均衡拆除原桥面板，并破除拱肋顶部凸块上的混凝土，露出凸块内部箍筋；

(b)在拱桥中部的拱肋侧面上部安装角钢，在相邻拱肋之间的角钢上安装木方条，之后在所述木方条上方安装桥面板的底模，并在所述底模与木方条之间均匀设置垫块，通过调整该垫块的高度以达到调控底模高度和线形的目的；

拱桥两侧的拱肋靠外的一侧均安装有三脚架，在该三脚架上也设置有垫块，所述垫块上也安装有木方条，之后在所述木方条上方安装桥面板的底模，通过调整所述垫块的高度以达到调控底模高度和线形的目的；

(c)然后，在上述底模上铺设桥面板内部钢筋，并使桥面板内部钢筋从凸块内部箍筋中间穿过，之后在上述底模上整体浇筑混凝土形成新的桥面板；

(d)待桥面现浇混凝土强度达到设计强度后，松开角钢和三角架，移走所述垫块，之后逐步移走所述木方条和底模，从而最终拆除模板及支撑系统，完成整个刚架拱桥桥面板改造工艺。

作为进一步优选地，所述木方条沿拱桥的长度方向设置，每两根拱肋之间设置的木方条为平行的两根或多根。

作为进一步优选地，所述垫块沿拱桥的宽度方向设置，每两根拱肋之间设置的垫块可以为平行的两根或多根。通过在拱肋之间均匀地设置木方条和垫块，可以均匀分散桥面板的压力，提高支撑系统的稳定性。

作为进一步优选地，所述角钢和三角架均采用螺栓固定。

具体地，在步骤(a)和(c)中，通过拆除拱肋顶部凸块混凝土，并保留露出的箍筋和穿越桥面板内部钢筋，使拱肋箍筋埋入到桥面板中，大大提高了拱肋与新浇筑桥面板之间的连接，增强了结构整体性和刚度。在步骤(b)中，优选在拱肋侧面植入螺栓、安装角钢与三角架，在此基础上设置模板和调整系统，可充分发挥拱肋结构自身的承载能力，避免了从河床搭设支架。在步骤(d)中，可以方便地拆除支撑和模板系统，实现了无支架且安全高效的目标。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、本发明的方法通过结合刚架拱桥自身的结构特点，对其桥面板改造的关键工艺步骤及操作手段进行研究和设计，在此基础上提出的发明具有无需从河床底面搭设支架、施工方便和刚架拱桥桥面板改造整体性好等优点，克服了改造大跨度刚架拱桥桥面板支架搭设困难甚至无法搭设支架的弊端，同时能够改善桥梁的承载性能，提高了桥面板整体性。

2、本发明的方法通过拱肋顶面凸块内箍筋伸入到桥面现浇层中，以及桥面板钢筋从内部穿越拱肋箍筋，加强了新桥面板与拱肋的结合，大大提高了桥面板整体性和桥梁整体刚度。而由于改善了桥面板与拱肋的连接，提高了桥面板参与结构受力的程度，还能够有效提高拱肋截面高度，从而大大提高结构承载力。

3、本发明的方法以植筋方式在拱肋上安装角钢和三角架，用于支撑木方条和垫块，并在其上安装桥面板下模板，之后浇筑桥面板混凝土。该项发明充分发挥拱肋自身承载能力优势，将桥面板混凝土浇筑所需要的支撑系统依托于拱肋上，避免了从河床搭设支架，大大提高了施工效率，降低了施工风险和节省投资。

4、按照本发明的无支架改造刚架拱桥桥面板的方法，可实现无支架快速改造刚架拱桥桥面板，而且具备便于施工和改造效果好等多方面的优点，同时避免对河床环境造成破坏，因而具备广泛的实际应用前景。

附图说明

图1是本发明的无支架改造刚架拱桥桥面板的方法的流程图。

图2是按照本发明的改造方法的刚架拱桥桥面板改造支撑剖面示意图。

图3是按照本发明的改造方法的刚架拱桥细节构造示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1—拱肋顶部凸块；2—凸块内部箍筋；3—螺栓；4—角钢；5—三角架；6—木方条；7—底模；8—垫块；9—桥面板；10—拱肋。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供一种无支架改造刚架拱桥桥面板的方法，该方法包括以下步骤：

(a)对称均衡拆除原桥面板，并破除拱肋顶部凸块1上的混凝土，露出凸块内部箍筋2；

(b)在拱桥中部的拱肋10侧面上部安装角钢4，在相邻拱肋之间的角钢4上安装木方条6，之后在所述木方条6上方安装桥面板底模7，并在所述底模7与木方条6之间均匀设置垫块8，通过调整该垫块8的高度以达到调控底模7高度和线形的目的；

拱桥两侧的拱肋10靠外的一侧安装有三脚架5，在该三脚架5上也均匀设置有垫块8，所述垫块8上也安装有木方条6，之后在所述木方条6上方安装桥面板底模7，通过调整所述垫块8的高度以达到调控底模7高度和线形的目的；

(c)然后，在上述底模7上铺设桥面板内部钢筋，并使桥面板内部钢筋从凸块内部箍筋2中间穿过，之后在上述底模7上整体浇筑混凝土形成新的桥面板9；

(d)待桥面现浇混凝土强度达到设计强度后，松开角钢4和三角架5，移走所述垫块8，之后逐步移走所述木方条6和底模7，从而最终拆除模板及支撑系统，完成整个刚架拱桥桥面板改造工艺。

在本发明的一个具体实施例中，所述木方条6沿拱桥的长度方向设置，每两根拱肋10之间设置的木方条6可以为平行的两根或多根。

在本发明的一个具体实施例中，所述垫块8沿拱桥的宽度方向设置，每两根拱肋之间设置的垫块可以为平行的两根或多根。

在本发明的一个具体实施例中，所述角钢4和三角架5均采用螺栓3固定。

实施例

图1是本发明的无支架改造刚架拱桥桥面板的方法的流程图。图2是按照本发明的改造的刚架拱桥桥面板改造支撑剖面示意图。图3是按照本发明的改造方法的刚架拱桥细节构造示意图。

如图1至图3中所示，该无支架改造刚架拱桥桥面板的方法主要包括以下的操作工序：

首先，对称均衡拆除桥面系，包括桥面护栏、铺装和桥面板混凝土，露出拱肋，对称拆除使得在桥梁改造过程中拱肋受力均衡，保证结构安全；

接着，拆除原拱肋顶面的凸块混凝土1，露出凸块内部箍筋2，在此过程中不要弄断露出的凸块内部箍筋2，这样可以确保露出的凸块内部箍筋2伸入到新浇筑的桥面板9混凝土内部，提高新桥面板与原拱肋的结合程度，有利于改善改造后的刚架拱桥整体性；

接着，在拱桥中部的拱肋10侧面上部植入螺栓3，采用螺栓3安装角钢4，在相邻的拱肋之间的角钢4上安装木方条6，之后在所述木方条6上方安装桥面板底模7，并在所述底模7与木方条6之间设置垫块8，通过调整该垫块8的高度以达到调控底模7高度和线形的目的；

拱桥两侧的拱肋10靠外的一侧均采用螺栓安装有三脚架5，在该三脚架5上设置有垫块8，所述垫块8上安装木方条6，之后在所述木方条6上方安装桥面板底模7，通过调整所述垫块8的高度以达到调控底模7高度和线形的目的；采用这样的支撑和模板系统，可充分发挥拱肋10结构自身的承载能力，免于从河床底面架设施工支架。

接着，在底模7上铺设桥面板内部钢筋，并确保桥面板内部钢筋从凸块内部箍筋2中间穿过，这样可以大大提高拱肋与新浇筑桥面板9的连接程度。待桥面板9内部所有钢筋安装好之后，整体浇筑混凝土形成新的桥面板9，做好混凝土养护。

最后，待新浇筑的桥面9混凝土强度达到设计强度后，拧开拱肋侧面螺栓，松开角钢和三角架，移走垫块，之后逐步移走横向木方条和底模，最终拆除模板及支撑系统，然后施工桥面系，由此完成整个刚架拱桥桥面板改造工艺。

综上所述，本发明中通过结合刚架拱桥自身的结构特点，对其桥面板改造的关键工艺步骤及操作手段进行研究和设计，在此基础上提出的发明具有无需从河床底面搭设支架、施工方便和刚架拱桥桥面板改造整体性好等优点，克服了改造大跨度刚架拱桥桥面板支架搭设困难甚至无法搭设支架的弊端，同时能够改善桥梁的承载性能，提高了桥面板整体性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。