专利名称：大跨度双拱轴线组合拱桥及其建造方法
技术领域：
本发明涉及桥梁技术领域，具体涉及一种具有较大跨度的组合拱桥，以及该种组合拱桥的建造方法。
背景技术：
拱桥设计被较多的应用于现有的桥梁建造当中，其具有跨度大、造型美观，能够充分利用材料抗压性等优点。但是，现有的大跨度拱桥均存在水平推力大，横向稳定的可控性难度较大，施工难度较高的缺陷。美国专利US7469438中采用的拱线轴，能够有效的解决上述缺陷，降低拱桥的水平推力，横向稳定性较好，但其仍然存在以下不足
1、由于拱轴线调整，中支点处的主拱截面弯矩较大，主拱截面的材料成本较大；
2、由于拱轴线偏离拱的压力线，产生较大弯矩，拱腰范围的竖向位移大，导致主梁变形很大，很难满足正常使用的功能要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种大跨度双拱轴线组合拱桥，其通过采用双拱轴线方法，能够有效降低主拱截面的弯矩，同时减小主梁的形变。本发明的目的之二在于提供一种上述大宽度组合拱桥的建造方法。为实现上述目的一，本发明采用如下技术方案
大跨度双拱轴线组合拱桥，包括主梁、作为中间支点的中桥墩、两个作为两端支点的辅桥墩，该组合拱桥还包括拱轴组合，以及两个呈向上突起的弧形的拱轴弯梁，拱轴组合安装在中桥墩上，其两端分别与两拱轴弯梁的内侧端对接连接，两拱轴弯梁的外侧端则分别安装在两辅桥墩上，两拱轴弯梁与主梁之间通过多根拉索连接。拱轴组合包括下拱轴和上拱轴，下拱轴呈“V”形，其“V”形的下端部与中桥墩固定，上拱轴呈向下弯曲的弧形，上拱轴位于下拱轴“V”形的开口处，并且上拱轴的两端分别连接在下拱轴的两端。上拱轴的两端分别与下拱轴的两端相切，并且上拱轴与两拱轴弯梁对接并形成平滑曲线。拱轴弯梁外侧端成形为两个与辅桥墩连接的弯梁支脚。拱轴弯梁通过多个弯梁节段依次对接形成。为实现上述目的二，本发明采用如下技术方案
上述大跨度双拱轴线组合拱桥的建造方法，包括如下步骤
3A、建造桥墩，桥墩包括位于中间的中桥墩，以及分别位于两端的辅桥墩；
B、在中桥墩上分段的搭建拱轴组合，拱轴组合的各节段之间采用内管定位方式临时连
接；
C、搭建呈向上突起的弧形的拱轴弯梁，包括不分先后顺序的如下两步 Cl、在搭建好的拱轴组合的端部，由内向外依次对接拱轴弯梁的节段； C2、在辅桥墩上由外向内依次对接拱轴弯梁的节段；
D、将拱轴弯梁的合拢段的两端分别与上述步骤Cl、C2中搭建好的拱轴弯梁的节点部分对接，实现拱轴弯梁的合拢，并对各个相邻的拱轴弯梁的节段实施焊接；
E、由两辅桥墩向内依次搭建主梁节段，同时由中桥墩向其两侧依次搭建主梁节段，在由两辅桥墩向内依次搭建主梁节段的同时，利用拉索将每一个搭建好的主梁节段与拱轴弯梁连接；
F、主梁合拢，并对相邻的主梁节段实施焊接。在上述步骤A中，还需在建造好的中桥墩及辅桥墩上搭建塔吊，上述步骤C则具体为
步骤Cl中，利用中桥墩塔吊吊装拱轴弯梁的节段，多个拱轴弯梁的节段由拱轴组合的外侧端部作为起始端逐一对接安装，在每装好一个拱轴弯梁的节段后，利用钢索临时将该拱轴弯梁的节段连接在中桥墩的塔吊上；
步骤C2中，在辅桥墩上将拱轴弯梁的外端部支脚作为起始端开始逐一的向内对接搭建拱轴弯梁的节段，每一个拱轴弯梁的节段均通过一钢索临时连接在辅桥墩的塔吊上，在此过程中，拱轴弯梁的节段通过辅桥墩上的塔吊吊装。所述步骤D中，利用运输船将拱轴弯梁的合拢段运输至拱轴弯梁的合拢位置下方，再利用吊具吊装拱轴弯梁的合拢段。本发明的有效果在于
本发明通过采用双拱轴线方法，大幅增加了桥拱的截面抗弯强度，降低了中支点处拱截面的弯矩，拱腰竖向位移较小，减小了主梁的形变量，从而使得整个桥梁受力较为合理。 同时，利用本发明的方法，可有效的降低施工成本，缩短施工工期。
图1为本发明一种大跨度双拱轴线组合拱桥的结构示意图； 图2为图1中拱轴组合的结构示意图； 图3为图1中A处的放大视图4为本发明另一种大跨度双拱轴线组合拱桥的结构示意图； 图5为本发明建造方法的示意图，示意桥墩及塔吊的建造； 图6为本发明建造方法的示意图，示意拱轴组合的搭建； 图7为本发明建造方法的示意图，示意拱轴弯梁的搭建； 图8为本发明建造方法的示意图，示意主梁的搭建。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式
，对本发明做进一步描述
如图1所示，为本发明的一种大跨度双拱轴线组合拱桥，其包括主梁2、中桥墩11、以及两辅桥墩12、13，中桥墩11作为整个组合拱桥的中间支点，两辅桥墩12作为两端支点，中桥墩11上固定安装有拱轴组合3，在中桥墩11和两辅桥墩12之间分别连接有一拱轴弯梁4、 5，拱轴弯梁4、5对称设置，其二者均呈向上突起的弧形，并且由多个拱轴弯梁节段依次对接形成。结合图2、3，拱轴组合3包括下拱轴31和上拱轴32，下拱轴31呈“V”形，其底端固定在中桥墩11上，“V”形的开口朝上，上拱轴32呈下凹弧形，其位于下拱轴31 “V”形开口内，两端分别与下拱轴31 “V”开口的两端相切连接。拱轴弯梁5的内侧端与拱轴组合3 的相应端部对接，拱轴弯梁5的外侧端分叉形成两个弯梁支脚51、52，该两弯梁支脚51、52 连接在辅桥墩12上，用以加强稳定性。上述拱轴弯梁4与拱轴弯梁5的结构相同，其与辅桥墩13的连接方式也于上述相同，在这里不做重复说明。上述的拱轴弯梁4、5与上拱轴32的对接处平滑过渡，形成平滑曲线。拱轴弯梁4、 5分别由多个拉索与主梁2连接。上述拱轴弯梁4、5均由多个节段依次对接形成。除了上述中桥墩位于中间位置的结构外，本发明的组合拱桥还可以是如图4所示，中桥墩不在正中间的位置，相应的两个拱轴弯梁的跨度也就不同。上述组合拱桥可采用如下方法建造
A、如图5所示，建造中桥墩11和两个辅桥墩12、13，根据实际需求，使中桥墩位于两辅桥墩之间，并且保证其三者共线，并且，在中桥墩以及两个辅桥墩分别搭建塔吊61、62、63 ；
B、如图6所示，在中桥墩11上搭建满堂支架111，该满堂支架11适应拱轴组合3的形状，然后利用满堂支架111逐个的依次搭建拱轴组合3的各个节段，拱轴组合3的相邻两节段采用内管定位的方式临时连接；
C、搭建呈向上突起的弧形的拱轴弯梁4、5，该步骤分为下面两个可以同时进行，也可以不分先后顺序进行的两个分步骤
步骤Cl中，如图7所示，利用中桥墩11上的塔吊61吊装拱轴弯梁4、5的节段43、53， 多个拱轴弯梁4、5的节段43、53由拱轴组合3的外侧端部作为起始端逐一对接安装，在每装好一个拱轴弯梁4、5的节段43、53后，利用钢索71临时将该拱轴弯梁4、5的节段43、53 连接在中桥墩11的塔吊61上；
步骤C2中，如图7所示，在辅桥墩12、13上将拱轴弯梁4、5的外端部支脚作为起始端开始逐一的向内对接搭建拱轴弯梁4、5的节段43、53，每一个拱轴弯梁的节段43、53均通过一钢索72临时连接在辅桥墩12、13的塔吊62、63上，在此过程中，拱轴弯梁4、5的节段 43、53通过辅桥墩12、13上的塔吊62、63吊装。D、再如图7所示，利用运输船81将拱轴弯梁4、5的合拢段4454运输至步骤Cl、 C2中搭建好的拱轴弯梁4、5的节点部分正下方，再利用预先搭建在拱轴弯梁4、5节点处的吊具82将合拢段44、54吊至适合高度，然后将合拢段44、54与拱轴弯梁4、5预先搭建的好的两端节点进行对接合拢，最后，对拱轴弯梁4、5的相邻节段的对接端进行实施焊接，由此，完成拱轴弯梁4、5的搭建；
E、如图8所示，由两辅桥墩12、13向内依次搭建主梁2的节段21，同时由中桥墩11向其两侧依次搭建主梁2的节段21，在由两辅桥墩12、13向内依次搭建主梁2的节段21的同时，利用拉索6将每一个搭建好的主梁2的节段21与拱轴弯梁4、5连接，当主梁2的节段21距离中桥墩11或者辅桥墩12、13距离较远时，可先利用运输船81将该节段21运输至预装位置的正下方，再利用预先吊挂在拱轴弯梁4、5上的绳索起吊该节段21，到预定高度后实施对接；
F、主梁合拢，并对相邻的主梁节段实施焊接。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
权利要求
1.大跨度双拱轴线组合拱桥，包括主梁、作为中间支点的中桥墩、两个作为两端支点的辅桥墩，其特征在于，该组合拱桥还包括拱轴组合，以及两个呈向上突起的弧形的拱轴弯梁，拱轴组合安装在中桥墩上，其两端分别与两拱轴弯梁的内侧端对接连接，两拱轴弯梁的外侧端则分别安装在两辅桥墩上，两拱轴弯梁与主梁之间通过多根拉索连接。
2.如权利要求1所述的大跨度双拱轴线组合拱桥，其特征在于，拱轴组合包括下拱轴和上拱轴，下拱轴呈“V”形，其“V”形的下端部与中桥墩固定，上拱轴呈向下弯曲的弧形，上拱轴位于下拱轴“V”形的开口处，并且上拱轴的两端分别连接在下拱轴的两端。
3.如权利要求2所述的大跨度双拱轴线组合拱桥，其特征在于，上拱轴的两端分别与下拱轴的两端相切，并且上拱轴与两拱轴弯梁对接并形成平滑曲线。
4.如权利要求1所述的大跨度双拱轴线组合拱桥，其特征在于，拱轴弯梁外侧端成形为两个与辅桥墩连接的弯梁支脚。
5.如权利要求1所述的大跨度双拱轴线组合拱桥，其特征在于，拱轴弯梁通过多个弯梁节段依次对接形成。
6.如权利要求1所述的大跨度双拱轴线组合拱桥的建造方法，其特征在于，包括如下步骤A、建造桥墩，桥墩包括位于中间的中桥墩，以及分别位于两端的辅桥墩；B、在中桥墩上分段的搭建拱轴组合，拱轴组合的各节段之间采用内管定位方式临时连接；C、搭建呈向上突起的弧形的拱轴弯梁，包括不分先后顺序的如下两步Cl、在搭建好的拱轴组合的端部，由内向外依次对接拱轴弯梁的节段；C2、在辅桥墩上由外向内依次对接拱轴弯梁的节段；D、将拱轴弯梁的合拢段的两端分别与上述步骤Cl、C2中搭建好的拱轴弯梁的节点部分对接，实现拱轴弯梁的合拢，并对各个相邻的拱轴弯梁的节段实施焊接；E、由两辅桥墩向内依次搭建主梁节段，同时由中桥墩向其两侧依次搭建主梁节段，在由两辅桥墩向内依次搭建主梁节段的同时，利用拉索将每一个搭建好的主梁节段与拱轴弯梁连接；F、主梁合拢，并对相邻的主梁节段实施焊接。
7.如权利要求6所述的建造方法，其特征在于，在上述步骤A中，还需在建造好的中桥墩及辅桥墩上搭建塔吊，上述步骤C则具体为步骤Cl中，利用中桥墩塔吊吊装拱轴弯梁的节段，多个拱轴弯梁的节段由拱轴组合的外侧端部作为起始端逐一对接安装，在每装好一个拱轴弯梁的节段后，利用钢索临时将该拱轴弯梁的节段连接在中桥墩的塔吊上；步骤C2中，在辅桥墩上将拱轴弯梁的外端部支脚作为起始端开始逐一的向内对接搭建拱轴弯梁的节段，每一个拱轴弯梁的节段均通过一钢索临时连接在辅桥墩的塔吊上，在此过程中，拱轴弯梁的节段通过辅桥墩上的塔吊吊装。
8.如权利要求6所述的建造方法，其特征在于，所述步骤D中，利用运输船将拱轴弯梁的合拢段运输至拱轴弯梁的合拢位置下方，再利用吊具吊装拱轴弯梁的合拢段。
全文摘要
本发明公开了一种大跨度双拱轴线组合拱桥，包括主梁、作为中间支点的中桥墩、两个作为两端支点的辅桥墩，该组合拱桥还包括拱轴组合，以及两个呈向上突起的弧形的拱轴弯梁，拱轴组合安装在中桥墩上，其两端分别与两拱轴弯梁的内侧端对接连接，两拱轴弯梁的外侧端则分别安装在两辅桥墩上，两拱轴弯梁与主梁之间通过多根拉索连接。同时本发明还公开了上述拱桥的建造方法。本发明通过采用双拱轴线方法，大幅增加了桥拱的截面抗弯强度，降低了中支点处拱截面的弯矩，拱腰竖向位移较小，减小了主梁的形变量，从而使得整个桥梁受力较为合理。同时，利用本发明的方法，可有效的降低施工成本，缩短施工工期。
文档编号E01D12/00GK102359059SQ201110297950
公开日2012年2月22日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者刘念琴, 方秦汉, 朱宏平, 李勇, 秦顺全, 陈宜言 申请人:李勇