大跨度钢管混凝土拱桥结构的制作方法

本发明涉及桥梁构造，具体是一种大跨度钢管混凝土拱桥结构。

背景技术：

客运专线铁路桥梁对刚度要求较高,各大跨桥型中,斜拉桥和悬索桥由于其自身刚度难以提升,温度变形大,较难满足列车高速运营的相关要求。

拱桥作为一种常用的桥型,不但具有较大的跨越能力及整体刚度,而且能很好的与峡谷地形相结合，特别是钢管混凝土拱桥,具有自重较小、刚度大、承载能力强、受温度变化影响小、造价低及后期养护维修工作量小等诸多优点。

目前，大跨度拱桥常有钢筋混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥或钢箱、钢桁拱桥。近十几年,由于国内钢材制造技术高速发展,公路、市政大跨拱桥采用钢管混凝土拱桥或钢箱、钢桁拱桥居多,但对于刚度要求高的铁路桥特别是高速铁路桥而言,钢管混凝土拱桥的应用较少，因此提供一种钢管混凝土拱桥结构结构形式，满足客运专线铁路桥梁强调结构刚度大和变形小的指标要求，对钢管混凝土拱桥在客运专线铁路桥梁中的应用具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种大跨度钢管混凝土拱桥结构，该拱桥结构能够满足客运专线铁路桥梁强调结构刚度大和变形小的要求，适应列车高速运营的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种大跨度钢管混凝土拱桥结构，包括主拱圈，设置在主拱圈上的拱上立柱，通过拱上立柱支撑的拱上梁，所述的主拱圈设有拱肋左肢、拱肋右肢，拱肋左肢和拱肋右肢之间的间距自拱脚向拱顶逐渐变小，使主拱圈平面投影呈X形；拱肋左肢、拱肋右肢之间通过横撑、斜撑连接固定。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：

拱肋左肢、拱肋右肢底部宽大，使主拱圈为拱上立柱提供更强的支撑力；拱肋左肢、拱肋右肢之间设有横撑、斜撑，利用横撑斜撑可进一步提高主拱圈连接的稳定性，满足客运专线铁路桥梁所需要的刚度大和变形小的性能指标的要求，提高桥梁的安全性。

进一步的，本发明优选技术方案是：

所述的横撑沿主拱圈方向间隔设置，斜撑的两端分别与横撑的中心处连接，横撑与斜撑连接后呈“工”字型。上述结构，使拱肋左肢和拱肋右肢的连接及支撑作用更稳定。

所述的拱肋左肢和拱肋右肢均设有上弦杆、下弦杆，上弦杆、下弦杆的下部通过腹板连接、上弦杆、下弦杆的上部通过腹杆连接固定。通过上述设置，利用腹板及腹杆对上弦杆、下弦杆连接固定，使得拱肋左肢和拱肋右肢之间连接更稳定，受力更均衡。

所述的上弦杆、下弦杆均设有2个主拱管，2个主拱管之间设有缀板，缀板的两端与主拱管连接。通过设置缀板，进一步提高主拱管连接的稳定性，提高受力的均衡性。

所述的主拱圈为节段结构，节段与节段之间焊接连接，主拱圈在焊接合拢后的主拱管、缀板、腹板内灌入C50微膨胀混凝土。通过节段设置，有利用施工及安装，另外，通过灌入混凝土，可以进一步提高主拱圈稳定性。

所述的拱桥的两端设有拱座基础，拱座基础上设置交界墩，交界墩支撑拱上梁；拱肋左肢、拱肋右肢的拱脚与拱座基础连接固定。

附图说明

图1是本发明实施例的剖面图；

图2是1/2拱肋的结构示意图；

图3是1/4 拱肋的结构示意图；

图4是图1的A－A向剖视图；

图5是图1的B－B向剖面图；

附图标记说明：1－拱上梁； 2－交界墩；3－拱座基础；4－拱上立柱；5－拱肋左肢；6－拱肋右肢；7－横撑；8－斜撑；9－上弦杆；10－下弦杆；11－腹板；12－腹杆；13－主拱管；14－缀板。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

参见图1、图2、图3，一种大跨度钢管混凝土拱桥结构，由主拱圈，设置在主拱圈上的拱上立柱4，通过拱上立柱4支撑的拱上梁组成；主拱圈设有拱肋左肢5、拱肋右肢6，拱肋左肢5和拱肋右肢6之间的间距自拱脚向拱顶逐渐变小，使主拱圈平面投影呈“X”形；拱肋左肢5、拱肋右肢6之间通过横撑7、斜撑8连接固定。拱桥的两端设有拱座基础3，拱座基础3上设置交界墩2，交界墩2支撑拱上梁；拱肋左肢5、拱肋右肢6的拱脚与拱座基础3连接固定。

拱肋左肢5和拱肋右肢6均设有上弦杆9、下弦杆10，上弦杆9、下弦杆10的下部通过腹板11连接、上弦杆9、下弦杆10的上部通过腹杆12连接固定。拱肋左肢5和拱肋右肢6分别由上弦杆9、下弦杆10、腹板11、腹杆12焊接组成，分别横向内倾7.5度。通过上述设置，利用腹板11及腹杆12对上弦杆9、下弦杆10连接固定，使得拱肋左肢5和拱肋右肢6之间连接更稳定，受力更均衡。

参见图4，横撑7沿主拱圈方向间隔设置，斜撑8的两端分别与横撑7的中心处连接，横撑7与斜撑8连接后呈“工”字型。上述结构，使拱肋左肢5和拱肋右肢6的连接及支撑作用更稳定。

参见图4、图5，上弦杆9、下弦杆10均设有2个主拱管13，2个主拱管13之间设有缀板14，缀板14的两端与主拱管13连接。通过设置缀板14，进一步提高主拱管13连接的稳定性，提高受力的均衡性。主拱圈为节段结构，节段与节段之间焊接连接，主拱圈在焊接合拢后的主拱管13、缀板14、腹板11内灌入C50微膨胀混凝土。通过节段设置，有利用施工及安装，另外，通过灌入混凝土，可以进一步提高主拱圈稳定性。

本实施例应用于大桥建设的具体参数如下，主桥采用1-240m跨的上承式钢管混凝土拱桥，拱趾处中心距23.192m，拱顶拱肋中心距8.71m，主拱在其倾斜平面内拱轴线为悬链线，拱轴系数ｍ＝2.2，矢跨比约1/4.364；上述桥体，具有结构合理，造型美观，受力传力均衡，结构整体刚度大、变形小的特点。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到的与本技术方案技术特征等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。