一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造及施工方法。
【背景技术】
[0002]拱桥因具有造型优美、跨越能力大、造价经济等诸多优势而成为世界范围内广泛适用的一种桥型。当拱桥在架设拱肋施工时受到地形、地质、通航等限制，竖转施工是一种切实可行的解决方案。其中拱肋上先铰接后固结的构造是该施工方法中的一个关键构造。钢桁梁上架设拱肋，需要一种与桁梁上拱肋根部节点有着可靠连接，同时又能满足竖转施工的构造。现有的构造方案大多针对钢管混凝土拱肋或钢桁拱竖转施工，下部铰座大多与混凝土基础相连，结构体积较大，结构形式相对复杂，施工难度较大。因此现有构造方案无法满足钢桁梁上拱肋竖转架设的需要。
[0003]目前尚未有一种针对钢桁梁拱桥拱肋竖转施工的解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种拱梁连接构造构造简洁，传力可靠，体积较小，所用材料数量较少，造价经济的钢桁梁拱桥的拱梁连接构造及施工方法。
[0005]本发明目的的实现方式为，一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造，下铰孔耳板通过下耳板传力板与下侧拱肋根部的桁梁节点连接端焊接；上铰孔耳板通过上耳板传力板与拱肋上侧连接端焊接；可旋转铰轴设在上、下铰孔耳板铰孔内，上、下铰孔耳板铰接；上铰孔耳板、下铰孔耳板两侧成对设置有上耳板加劲肋、下耳板加劲肋；下铰孔耳板、上铰孔耳板、铰轴、上耳板加劲肋、下耳板加劲肋、下耳板传力板、上耳板传力板封闭在四块嵌补段板内；嵌补段板与拱肋上下侧连接端焊接成为完整拱肋。
[0006]一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造的施工方法，具体步骤是:
[0007]I)工厂制造阶段，将下耳板传力板，下铰孔耳板，下耳板加劲肋焊连于下侧拱肋根部节点的连接端；将上耳板传力板，上铰孔耳板，上耳板加劲肋焊连于上侧拱肋连接端；
[0008]2)在施工现场，桁梁架设完毕之后，组拼拱肋，将上下铰孔耳板组装匹配，在上、下铰孔耳板铰孔内安装铰轴，上、下铰孔耳板铰接；
[0009]3)竖转架设拱肋并合龙之后，用与拱肋截面相同的四块嵌补段板将铰轴及相关I铰接件封闭并焊接，嵌补段板与上部拱肋和下部拱肋根部节点共同形成完整的拱肋杆件；
[0010]4)施工嵌补段板与拱肋工地涂装。
[0011]本发明的拱梁连接构造构造简洁，传力可靠，体积较小，所用材料数量较少，因而造价经济；最终封闭于嵌补段板内与上、下部拱肋根部节点形成完整拱肋杆件保证了拱肋作为永久结构的使用性。
[0012]本发明有效解决了钢桁梁拱肋竖转架设问题，减小了施工难度，提高了拱肋在竖转架设过程的安全性，施工完毕之后，分段施工的拱肋外观与整体拱肋无异；可广泛适用于大跨度钢桁梁拱肋特别是柔性拱的架设。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图，
[0014]图2为图1的A-A向视图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明【具体实施方式】作进一步阐述。
[0016]参照图1，图2，本发明的拱梁连接构造是:下铰孔耳板I通过下耳板传力板7与下侧拱肋根部的桁梁节点连接端9焊接。上铰孔耳板2通过上耳板传力板8与拱肋上侧连接端10焊接。可旋转铰轴3设在上、下铰孔耳板铰孔内，上、下铰孔耳板铰接。上铰孔耳板2、下铰孔耳板I两侧成对设置有上耳板加劲肋4、下耳板加劲肋5。下铰孔耳板1、上铰孔耳板
2、铰轴3、上耳板加劲肋4、下耳板加劲肋5、下耳板传力板7、上耳板传力板8封闭在四块嵌补段板6内。嵌补段板与拱肋上下侧连接端焊接成为完整拱肋。
[0017]所述铰轴3的轴线垂直于当前拱肋中心线所在的平面。铰轴3材料采用40Cr锻钢。上铰孔耳板2和下铰孔耳板I材料采用屈服强度大于500MPa的高强钢材。
[0018]下耳板传力板7—条边与下铰孔耳板I之间焊接，其对边设燕尾形槽口 ；另外两条邻边与下部拱肋根部节点连接端的水平板采用坡口角焊缝焊连。上铰孔耳板传力板件8 —条边与上铰孔耳板2之间焊接，其对边设燕尾形槽口 ；另外两条邻边与上部拱肋水平板用坡口角焊缝焊连。
[0019]四块嵌补段板件间自身采用熔透角焊缝连接，与上部拱肋、下部拱肋根部节点连接端10之间采用现场对接熔透焊接并打磨平顺。嵌补段板6的板厚、组成的断面尺寸和材料均与上部拱肋和下部拱肋根部节点连接端相同。
[0020]一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造的施工方法，具体步骤是:
[0021]I)工厂制造阶段，将钢桁梁拱梁结合处拱肋根部分三段制造。将下耳板传力板7，下铰孔耳板1，下耳板加劲肋5用坡口角焊缝焊连于下侧拱肋根部桁梁节点的连接端9 ;将上耳板传力板8，上铰孔耳板2，上耳板加劲肋6通过坡口焊缝焊连于上侧拱肋连接端10。注意，上、下耳板传力板与上、下铰孔耳板在同一平面内。
[0022]2)在施工现场，桁梁架设完毕之后，组拼拱肋，将上、下铰孔耳板组装对位匹配，在上、下铰孔耳板铰孔内安装铰轴，安装铰轴垫片及轴套，以防止竖转施工中铰轴滑出；上、下铰孔耳板铰接。
[0023]3)竖转架设拱肋并合龙之后，用与拱肋截面相同的四块嵌补段板6将铰封闭并焊接，四块嵌补段板件之间采用熔透角焊缝连接。嵌补段与上部拱肋和下部拱肋根部节点采用内设钢衬垫的对接熔透焊缝焊接。焊接完毕之后，嵌补段板与拱肋板件之间的外侧焊缝表面打磨平顺，共同形成完整的拱肋杆件；
[0024]4)施工嵌补段与拱肋工地涂装。
[0025]在拱肋竖转架设施工中，所有恒载荷载与竖转施工荷载的在该构造处的传力路径为上侧拱肋，带燕尾槽的传力板，上铰孔耳板，铰轴，下铰孔耳板，下耳板传力板，下侧拱肋根部节点。传力路径清晰可靠，能有效地保证铰构造的安全性。在嵌补段板施工后，嵌补段板截面采用与上下拱肋相同的截面形式，以等强连接作为永久结构的一部分，有效保证了拱肋作为永久结构的使用性能。
【主权项】
1.一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造，其特征在于下铰孔耳板通过下耳板传力板与下侧拱肋根部的桁梁节点连接端焊接；上铰孔耳板通过上耳板传力板与拱肋上侧连接端焊接；可旋转铰轴设在上、下铰孔耳板铰孔内，上、下铰孔耳板铰接；上铰孔耳板、下铰孔耳板两侧成对设置有上耳板加劲肋、下耳板加劲肋；下铰孔耳板、上铰孔耳板、铰轴、上耳板加劲肋、下耳板加劲肋、下耳板传力板、上耳板传力板封闭在四块嵌补段板内；嵌补段板与拱肋上下侧连接端焊接成为完整拱肋。
2.根据权利要求1所述的一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造，其特征在于所述铰轴(3)的轴线垂直于拱肋中心线所在的平面。
3.根据权利要求1所述的一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造，其特征在于铰轴(3)材料采用40Cr锻钢。
4.根据权利要求1所述的一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造，其特征在于上铰孔耳板(2)和下铰孔耳板⑴材料采用屈服强度大于500MPa的钢材。
5.根据权利要求1所述的一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造，其特征在于下耳板传力板(7)—条边与下铰孔耳板(I)之间焊接，其对边设燕尾形槽口 ；另外两条邻边与下部拱肋根部节点连接端(9)的水平板采用坡口角焊缝焊连。
6.根据权利要求1所述的一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造，其特征在于上铰孔耳板传力板件(8) —条边与上铰孔耳板(2)之间焊接，其对边设燕尾形槽口 ；另外两条邻边与上部拱肋水平板用坡口角焊缝焊连。
7.根据权利要求1所述的一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造，其特征在于四块嵌补段板件间自身采用熔透角焊缝连接，与上部拱肋、下部拱肋根部节点连接端(10)之间采用现场对接熔透焊接并打磨平顺。
8.根据权利要求1所述的一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造，其特征在于嵌补段板(6)的板厚、组成的断面尺寸和材料均与上部拱肋(10)和下部拱肋根部节点(9)连接端相同。
9.一种权利要求1所述的钢桁梁拱桥的拱梁连接构造的施工方法，其特征在于具体步骤是: 1)工厂制造阶段，将下耳板传力板，下铰孔耳板，下耳板加劲肋焊连于下侧拱肋根部节点的连接端；将上耳板传力板，上铰孔耳板，上耳板加劲肋焊连于上侧拱肋连接端； 2)在施工现场，桁梁架设完毕之后，组拼拱肋，将上、下铰孔耳板组装匹配，在上、下铰孔耳板铰孔内安装铰轴，上、下铰孔耳板铰接； 3)竖转架设拱肋并合龙之后，用与拱肋截面相同的四块嵌补段板将铰轴及相关铰接件封闭并焊接，嵌补段板与上部拱肋和下部拱肋根部节点共同形成完整的拱肋杆件； 4)施工嵌补段板与拱肋工地涂装。
【专利摘要】本发明涉及一种钢桁梁拱桥的拱梁连接构造及施工方法，上、下铰孔耳板经上、下耳板传力板与拱肋上下侧焊接；上、下铰孔耳板铰接；上、下铰孔耳板两侧设有上、下耳板加劲肋，所有构件封闭在嵌补段板内；嵌补段板与拱肋上下侧连接端焊接成为完整拱肋。施工方法是工厂将上、下铰孔耳板及相应的加劲板、传力板件与拱肋或节点板连接端预先焊连，现场在桁梁上组拼拱肋并组装铰系统，待拱肋竖转施工并合龙之后，现场将铰轴及相关铰接件封在嵌补段板内，嵌补段板与拱肋和拱肋根部节点板焊连。本发明的拱梁连接构造构造简洁，传力可靠，体积小，用材少，造价经济；施工难度小，拱肋竖转架设安全性好，本发明可广泛用于大跨度钢桁梁拱肋特别是柔性拱的架设。
【IPC分类】E01D4-00, E01D21-08, E01D19-00
【公开号】CN104594182
【申请号】CN201410691545
【发明人】高宗余, 徐伟, 肖海珠, 张燕飞, 彭振华, 王恒, 鲍莉霞, 侯建, 付岚岚, 罗扣
【申请人】中铁大桥勘测设计院集团有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年11月25日