专利名称：双层钢桁混凝土叠合拱结构及其施工方法
技术领域：
本发明属于桥梁建筑工程领域，涉及一种新结构形式的斜拉桥及其施工方法。
背景技术：
目前国内大跨度拱桥结构形式主要有以下几种形式(1)钢拱桥，包括钢箱拱、钢桁拱、钢管拱等；( 混凝土拱桥，包括混凝土箱拱、混凝土肋拱、混凝土桁架拱等；C3)钢管混凝土拱桥有着较大的跨越能力，但用钢量远大于其他两种结构形式钢，工程造价高。混凝土拱桥有如下缺点a、拱肋自重较大，是制约混凝土拱桥跨度的主要因素；b、施工难度大， 施工工期长。钢管混凝土拱桥综合了钢拱桥和普通钢筋混凝土拱桥的优点，各自发挥了两种材料的材料特性，缺点是由于管内混凝土收缩变形造成与钢管脱离，不能形成整体结构。如何有效发挥钢、混凝土两种材料的材料特性，同时又避开混凝土的收缩变形问题，做到结构合理、施工简便，正是本发明所要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种拱肋自身重量轻，用料省，便于施工，能降低施工风险，缩短施工工期的双层钢桁混凝土叠合拱结构及其施工方法。本发明目的的实现方式为，双层钢桁混凝土叠合拱结构，是在由钢腹板、杆与钢弦杆构成的钢桁架拱的上面有上层钢结构与上层混凝土结构，下面有下层钢结构和下层混凝土结构。双层钢桁混凝土叠合拱结构的施工方法，对于现场浇制成拱形式的具体步骤如下1)先用钢腹板、杆与钢弦杆构成钢桁架拱，钢桁架拱结构既作为永久结构一部分， 同时又作为后浇混凝土结构的模板；2)在钢桁架拱结构上、下层分别浇筑混凝土，形成双层钢桁混凝土叠合拱结构。双层钢桁混凝土叠合拱结构的施工方法，对于预制安装形式的具体步骤如下1)先用钢结构和混凝土结构形成叠合结构共同受力；2)现场节段安装或整片安装形成双层钢桁混凝土叠合拱结构。本发明根据拱桥以受压为主的结构特性，尽可能采用造价较低的具有良好受压性能的混凝土材料；对于大跨度拱桥，利用钢结构施工方便的特点，先形成钢桁拱结构，降低施工风险，加快施工工期；对于小跨度拱桥，既可以采用上述方案，也可以采用工厂预制现场安装的施工方案；因拱肋剪力较小，可取消混凝土腹板，减轻拱肋自身重量。本发明充分发挥了钢材和混凝土两种不同材料的良好材料特性，结构受力简单合理，能更好适应各种跨度拱桥要求。
图1为本发明双层钢桁混凝土叠合拱立剖面示意图2为图1的A-A向剖示图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。参照图1、2，本发明的双层钢桁混凝土叠合拱结构，是在由钢腹板、杆5与钢弦杆构成的钢桁架拱的上面有上层钢结构1与上层混凝土结构2，下面有下层钢结构3和下层混凝土结构4。双层钢桁混凝土叠合拱结构的施工方法，对于现场浇制成拱形式的具体步骤如下1)先用钢腹板、杆5与钢弦杆构成钢桁架拱，钢桁架拱结构既作为永久结构一部分，同时又作为后浇混凝土结构的模板；2)在钢桁架拱结构上、下层分别浇筑混凝土，形成双层钢桁混凝土叠合拱结构。双层钢桁混凝土叠合拱结构的施工方法，对于预制安装形式的具体步骤如下1)先用钢结构和混凝土结构形成叠合结构共同受力；2)现场节段安装或整片安装形成双层钢桁混凝土叠合拱结构。本发明根据拱桥以受压为主的结构特性，尽可能采用造价较低的具有良好受压性能的混凝土材料；对于大跨度拱桥，利用钢结构施工方便的特点，先形成钢桁拱结构，降低施工风险，加快施工工期；对于小跨度拱桥，既可以采用上述方案，也可以采用工厂预制现场安装的施工方案；因拱肋剪力较小，可取消混凝土腹板，减轻拱肋自身重量。本发明充分发挥了钢材和混凝土两种不同材料的良好材料特性，结构受力简单合理，能更好适应各种跨度拱桥要求。与前述现有技术中相比有以下优点与钢拱桥比，节省了钢料用量，降低了工程造价，提高了结构刚度。与混凝土拱桥相比，减轻了拱肋自身重量，便于施工，缩短施工工期，降低了施工风险。与钢管混凝土拱桥相比，采用叠合结构形式，避免了混凝土的收缩变形引起的钢结构与混凝土结构相互脱离。
权利要求
1.双层钢桁混凝土叠合拱结构，其特征在于是在由钢腹板、杆与钢弦杆构成的钢桁架拱的上面有上层钢结构与上层混凝土结构，下面有下层钢结构和下层混凝土结构。
2.权利要求1所述的双层钢桁混凝土叠合拱结构的施工方法，其特征在于现场浇制成拱形式的具体步骤如下1)先用钢腹板、杆与钢弦杆构成钢桁架拱，钢桁架拱结构既作为永久结构一部分，同时又作为后浇混凝土结构的模板；2)在钢桁架拱结构上、下层分别浇筑混凝土，形成双层钢桁混凝土叠合拱结构。
3.权利要求1所述的双层钢桁混凝土叠合拱结构的施工方法，其特征在于预制安装形式的具体步骤如下1)先用钢结构和混凝土结构形成叠合结构共同受力；2)现场节段安装或整片安装形成双层钢桁混凝土叠合拱结构。
全文摘要
本发明涉及一种双层钢桁混凝土叠合拱结构及其施工方法，该种结构是在由钢腹板、杆与钢弦杆构成的钢桁架拱的上、下面有上、下层钢结构与上、下层混凝土结构。施工采用现场浇制或预制安装形式。现场浇制施工按钢结构先成拱，在拱上浇制混凝土，形成双层钢桁混凝土叠合拱结构，共同受力。预制安装施工是在现场或工厂钢结构与混凝土结构先形成叠合结构共同受力，然后现场安装形成双层钢桁混凝土叠合拱结构。本发明在传统混凝土拱和钢桁拱结构的基础上，综合两者的优点，形成双层钢桁混凝土叠合拱结构，充分发挥了两种材料的材料特性，节省材料用量，结构受力简单合理，便于施工，缩短施工工期，能更好适应各种跨度拱桥要求。
文档编号E01D19/00GK102409603SQ20111021638
公开日2012年4月11日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者梅新咏, 王乐冰, 王碧波, 苏杨, 高宗余 申请人:中铁大桥勘测设计院有限公司, 中铁大桥局股份有限公司