一种钢管拱桥扣索联结装置及联结方法与流程

本发明涉及桥梁施工技术领域，特别是一种钢管拱桥扣索联结装置及联结方法。

背景技术：

钢管拱桥通常采用缆索吊机或拱上吊机以悬臂拼装的方式进行主拱安装，同时均需采用扣锚索体系与主拱进行联结。当采用悬臂方法进行施工时，扣索角度固定，受力大小和方向均比较明确。然而随着以泵送混凝土为特征的现代钢管混凝土结构技术的应用，扣索拆除要等钢管拱外包混凝土腹板浇筑完成后才能进行，由于钢管拱外包混凝土荷载大，钢管拱线形随着施工阶段的变化，钢管拱线形随之发生变化，此时扣索的角度也随之变化。

由于钢管拱外包混凝土厚度较薄，在最薄处只有大概600mm，扣索连接器尺寸大小受限，不能无限制增加扣索连接器的尺寸，而扣索受力较大，扣索连接器需要满足结构受力要求，因此扣索连接器设置较为困难，同时，如何保证扣索与钢管拱可靠连接，并使扣索连接器能适应扣索角度变化而随之转动，成为钢管拱安装过程中需要重点考虑的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术中采用缆索吊机或拱上吊机以悬臂拼装方式进行主拱安装时，钢管拱线型会随着外包混凝土的浇筑而发生变化，导致扣索连接器与扣索连接后，无法适应扣索角度变化而导致受力不均，进而存在影响钢管拱桥的正常安装、使用安全的问题，提供一种钢管拱桥扣索联结装置及联结方法，该联结装置将扣索连接器铰接在钢管拱上，使得扣索发生角度变化时，扣索连接器能适应扣索角度变化而随之转动，保证扣索连接器受力均匀，始终处于较为自由的状态，进而保证钢管拱桥的正常安装及质量安全。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种钢管拱桥扣索联结装置，包括用于和扣索连接的扣索连接器，钢管拱上连接有吊装构件，所述吊装构件与扣索连接器铰接。

本方案在钢管拱上固定连接吊装构件，通过吊装构件实现钢管拱的固定和吊装，将吊装构件与扣索连接器铰接，使得扣索连接器与吊装构件能自由转动，扣索连接在扣索连接器上，当钢管拱外包混凝土腹板浇筑时，随着钢管拱外包混凝土荷载增大，钢管拱线形随着施工过程的进行而随着发生变化，此时扣索角度也随之变化，扣索和扣索连接器一起与吊装构件相对转动，从而避免了扣索角度发生变化时，扣索连接器受到较大的作用力，使整个结构受力更加均匀，保护了钢管拱吊装安全。

优选的，所述吊装构件包括固定部，以及与该固定部连接的铰接部，所述固定部与钢管拱连接，所述铰接部通过转动销与扣索连接器铰接。

优选的，所述固定部为设置在钢管拱外壁上的多个环状筋板，多个所述环状筋板并排连接在钢管拱外壁，所述铰接部为连接在多个所述环状筋板上的耳板。

在钢管拱外壁上设置多个环状筋板，从而降低每个环状筋板所承担的载荷，使钢管拱受力更加均匀，避免因应力过于集中而对钢管拱造成损坏。

多个环状筋板的板面大致平行，且每个环状筋板的板面与钢管拱的轴线垂直，从而多个环状筋板在多个部位对钢管拱形成支撑，并且与钢管拱固定。

优选的，多个所述环状筋板上对应开设有连接插口，该连接插口贯通至钢管拱外壁，所述耳板安装在该连接插口内，并与环状筋板、钢管拱外壁连接。

采取这种结构形式，能提高吊装构件与钢管拱的连接可靠性。

优选的，所述耳板包括并排设置的第一耳板和第二耳板，所述第一耳板和第二耳板上对应开设有用于穿过转动销的铰接孔。

采用第一耳板和第二耳板组合的方式形成铰接部，保证吊装构件在与扣索连接器铰接时具有足够的强度，有效防止发生因强度不足而损坏的问题。

进一步地，所述耳板为三角结构，两个耳板的某一个顶角部位对应开设铰接孔，与该铰接孔相对的斜边侧连接在环状筋板上，所述耳板的板面与钢管拱轴线平行，并且该耳板的板面垂直于环状筋板的板面。

优选的，所述固定部为套装在钢管拱外壁的套筒，所述铰接部为连接在套筒外壁的耳板。

采取套筒结构形式的固定部连接在钢管拱外壁，从而增大固定部与钢管拱的接触面积，保证吊装构件在吊装钢管拱的过程中，受力范围更大，同时也更加均匀合理。

进一步地，所述套筒外壁连接有套筒筋板，套筒筋板分别布置在套筒两端端部，所述耳板连接在两个套筒筋板之间的夹槽内，并且该耳板同时与套筒和套筒筋板连接。

进一步地，所述套筒和套筒筋板一体式连接。

优选的，所述扣索连接器包括用于连接扣索的联接板，以及设置在该联接板同一板面上的两个铰接耳板，两个铰接耳板上对应开设有铰接孔，所述转动销穿过铰接孔使两个铰接耳板与固定部铰接。

两个所述铰接耳板沿该联接板的长度方向设置，从而提高铰接耳板与联接板之间的连接长度，保证扣索连接器具有牢固的整体结构。

所述铰接耳板的板面与联接板的板面垂直。

优选的，两个所述铰接耳板之间的夹槽内设有内侧筋板，两个所述铰接耳板外侧与联接板之间还设有外侧筋板，所述内侧筋板同时连接联接板和两侧铰接耳板，所述外侧筋板连接铰接耳板和联接板。

设置内侧筋板和外侧筋板，使扣索连接器的结构具有稳定可靠性，从而进一步实现扣索与钢管拱的可靠连接。

进一步地，所述内侧筋板为方形结构，将其放置在两个铰接耳板之间的夹槽内，三个面分别与铰接耳板、联接板连接；所述外侧筋板为三角形结构，其相邻两侧分别连接联接板和铰接耳板。

对应地，本发明还提供了一种钢管拱扣索联结方法，在采用如上述所述的扣索联结装置进行联结时，包括以下步骤：

a、将吊装构件连接在钢管拱上；

b、加工扣索连接器；

c、将扣索连接固定在扣索连接器上；

d、吊装扣索连接器与扣索至目标安装部位，并插入转动销，完成扣索连接器与吊装构件的安装连接

e、进行扣索张拉，完成改组扣索施工。

步骤a也可在步骤c后进行，只需要在将扣索连接器安装到吊装构件前，将吊装构件连接在钢管拱上即可。

采取上述方式，预先将吊装构件安装在钢管拱上，同时预先加工好扣索连接器，从而保证了吊装构件和钢管拱的连接可靠性，并且扣索连接器也具有较高的结构安全，通过该联结方法，将扣索和扣索连接器通过吊装的方式铰接在钢管拱上的吊装构件上，使得扣索发生角度变化时，扣索连接器能适应扣索角度变化而随之转动，保证扣索连接器受力均匀，始终处于较为自由的状态，从而保证钢管拱桥的正常安装及质量安全。

进一步地，步骤d中，吊装扣索连接器与扣索时，通过缆索吊机进行吊装。

优选的，所述步骤a中，在使用耳板和环状筋板组装的结构作为吊装构件时，将耳板和环状筋板在工厂与钢管进行焊接。

采取这种结构形式，确保吊装构件与钢管拱连接可靠，保证结构安全。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、在钢管拱上固定连接吊装构件，通过吊装构件实现钢管拱的固定和吊装，将吊装构件与扣索连接器铰接，使得扣索连接器与吊装构件能自由转动，扣索连接在扣索连接器上，当钢管拱外包混凝土腹板浇筑时，随着钢管拱外包混凝土荷载增大，钢管拱线形随着施工过程的进行而随着发生变化，此时扣索角度也随之变化，扣索和扣索连接器一起与吊装构件相对转动，从而避免了扣索角度发生变化时，扣索连接器受到较大的作用力，使整个结构受力更加均匀，保护了钢管拱吊装安全；

2、在钢管拱外壁上设置多个环状筋板，从而降低每个环状筋板所承担的载荷，使钢管拱受力更加均匀，避免因应力过于集中而对钢管拱造成损坏；

3、采取套筒结构形式的固定部连接在钢管拱外壁，从而增大固定部与钢管拱的接触面积，保证吊装构件在吊装钢管拱的过程中，受力范围更大，同时也更加均匀合理；

4、在两个铰接耳板之间的夹槽内设置内侧筋板，在两个铰接耳板外侧与联接板之间设置外侧筋板，使扣索连接器的结构具有稳定可靠性，从而进一步实现扣索与钢管拱的可靠连接。

附图说明

图1为实施例1中钢管拱桥扣索联结装置的结构示意图。

图2为实施例2中钢管拱桥扣索联结装置的结构示意图。

图3为图1和图2中扣索连接器的结构示意图。

图中标记：1-扣索连接器，11-联接板，12-铰接耳板，13-内侧筋板，14-外侧筋板，2-吊装构件，21-固定部，21a-环状筋板，21b-连接插口，21c-套筒，21d-套筒筋板，22-铰接部，22a-耳板，22a1-第一耳板，22a2-第二耳板，3-转动销，4-钢管拱。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1和图3所示，钢管拱桥扣索联结装置，包括用于和扣索连接的扣索连接器1，钢管拱4上连接有吊装构件2，所述吊装构件2与扣索连接器1铰接。

作为其中的一种实施方式，所述吊装构件2包括固定部21，以及与该固定部21连接的铰接部22，所述固定部21与钢管拱4连接，所述铰接部22通过转动销3与扣索连接器1铰接。

作为其中的一种实施方式，所述固定部21为设置在钢管拱4外壁上的多个环状筋板21a，多个所述环状筋板21a并排连接在钢管拱4外壁，所述铰接部22为连接在多个所述环状筋板21a上的耳板22a，在钢管拱4外壁上设置多个环状筋板21a，从而降低每个环状筋板21a所承担的载荷，使钢管拱4受力更加均匀，避免因应力过于集中而对钢管拱4造成损坏。

多个环状筋板21a的板面大致平行，且每个环状筋板21a的板面与钢管拱4的轴线垂直，从而使多个环状筋板21a在多个部位对钢管拱4形成支撑，并且与钢管拱4固定。

作为其中的一种实施方式，多个所述环状筋板21a上对应开设有连接插口21b，该连接插口21b贯通至钢管拱4外壁，所述耳板22a安装在该连接插口21b内，并与环状筋板21a、钢管拱4外壁连接，从而能提高吊装构件2与钢管拱4的连接可靠性。

作为其中的一种实施方式，所述耳板22a包括并排设置的第一耳板22a1和第二耳板22a2，所述第一耳板22a1和第二耳板22a2上对应开设有用于穿过转动销3的铰接孔。

采用第一耳板22a1和第二耳板22a2组合的方式形成铰接部22，保证吊装构件2在与扣索连接器铰接时具有足够的强度，有效防止发生因强度不足而损坏的问题。

进一步地，所述耳板22a为三角结构，两个耳板22a的某一个顶角部位对应开设铰接孔，与该铰接孔相对的斜边侧连接在环状筋板21a上，所述耳板22a的板面与钢管拱4轴线平行，并且该耳板22a的板面垂直于环状筋板21a的板面。

作为其中的一种实施方式，所述扣索连接器1包括用于连接扣索的联接板11，以及设置在该联接板11同一板面上的两个铰接耳板12，两个铰接耳板12上对应开设有铰接孔，所述转动销3穿过铰接孔使两个铰接耳板12与固定部21铰接。

两个所述铰接耳板12沿该联接板11的长度方向设置，从而提高铰接耳板12与联接板11之间的连接长度，保证扣索连接器1具有牢固的整体结构。

所述铰接耳板12的板面与联接板11的板面垂直。

作为其中的一种实施方式，两个所述铰接耳板12之间的夹槽内设有内侧筋板13，两个所述铰接耳板12外侧与联接板11之间还设有外侧筋板14，所述内侧筋板13同时连接联接板11和两侧铰接耳板12，所述外侧筋板14连接铰接耳板12和联接板11。

设置内侧筋板13和外侧筋板14，使扣索连接器1的结构具有稳定可靠性，从而进一步实现扣索与钢管拱的可靠连接。

进一步地，所述内侧筋板13为方形结构，将其放置在两个铰接耳板12之间的夹槽内，三个面分别与铰接耳板12、联接板11连接，所述外侧筋板14为三角形结构，其相邻两侧分别连接联接板11和铰接耳板12。

实施例2

本实施例的钢管拱桥扣索联结装置与实施例1基本相同，如图2所示，不同之处在于固定部21的结构，本实施例的固定部21为套装在钢管拱4外壁的套筒21c，所述铰接部22为连接在套筒21c外壁的耳板22a。

采取套筒结构形式的固定部连接在钢管拱外壁，从而增大固定部与钢管拱的接触面积，保证吊装构件在吊装钢管拱的过程中，受力范围更大，同时也更加均匀合理。

进一步地，所述套筒21c外壁连接有套筒筋板21d，套筒筋板21d分别布置在套筒21c两端端部，所述耳板22a连接在两个套筒筋板21d之间的夹槽内，并且该耳板22a同时与套筒21c和套筒筋板21d连接。

进一步地，所述套筒21c和套筒筋板21d一体式连接。

实施例3

钢管拱扣索联结方法，如图1和图2所示，在采用如实施例1或实施例2的扣索联结装置联结进行联结时，包括以下步骤：

a、将吊装构件2连接在钢管拱4上；

b、加工扣索连接器1；

c、将扣索连接固定在扣索连接器1上；

d、吊装扣索连接器1与扣索至目标安装部位，并插入转动销3，完成扣索连接器1与吊装构件2的安装连接

e、进行扣索张拉，完成改组扣索施工。

步骤a也可在步骤c后进行，只需要在将扣索连接器安装到吊装构件前，将吊装构件连接在钢管拱上即可。

采取上述方式，预先将吊装构件安装在钢管拱上，同时预先加工好扣索连接器，从而保证了吊装构件和钢管拱的连接可靠性，并且扣索连接器也具有较高的结构安全，通过该联结方法，将扣索和扣索连接器通过吊装的方式铰接在钢管拱上的吊装构件上，使得扣索发生角度变化时，扣索连接器能适应扣索角度变化而随之转动，保证扣索连接器受力均匀，始终处于较为自由的状态，从而保证钢管拱桥的正常安装及质量安全。

进一步地，步骤d中，吊装扣索连接器与扣索时，通过缆索吊机进行吊装。

作为其中的一种实施方式，所述步骤a中，在使用耳板22a和环状筋板21a组装的结构作为吊装构件2时，将耳板22a和环状筋板21a在工厂与钢管进行焊接。

采取这种结构形式，确保吊装构件与钢管拱连接可靠，保证结构安全。