一种拱桥备用系杆预留结构及其预留方法与流程

本发明涉及桥梁建设技术领域，更具体地说，涉及一种拱桥备用系杆预留结构及其预留方法。

背景技术：

拱桥是桥梁结构中最为常见的桥型之一，因其受力合理、外形优美在国内外公路与城市道路桥梁中得到广泛应用。拱桥的受力机理是通过拱肋的弧线将竖向荷载转化为拱肋的轴向力，这种轴向力最终分解为拱脚的竖向反力和水平分力，近年来通过设置系杆的方式平衡拱肋水平分力的模式成为主流，而柔性的体外索系杆则被更多的采用。体外索系杆一般采用高强钢绞线束或钢丝束，尽管采取了较严密的防护措施，仍会因为其长期承受桥梁振动、空气腐蚀、护套老化等因素而影响寿命，一般系杆的设计寿命为30年，实际桥梁运营中则多在15～25年就需要进行更换。系杆更换时为避免车辆荷载导致的活载水平力影响，往往需要中断交通，按照旧系杆卸载、旧系杆拆除、新系杆安装、新系杆张拉的顺序分批操作，如果结构设计不能满足拆除一组系杆引起的水平力变化，将影响桥梁结构安全，则除中断交通外，还需要设置临时系杆或其它待更换系杆进行超张拉的措施，工序十分繁琐。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种拱桥备用系杆预留结构及其预留方法，本发明大大简化了拱桥运营期间系杆更换的工序，对于避免维修作业时封闭交通具有重要的意义，将其中一个系杆安装位置予以保留作为备用系杆位，待系杆达到使用寿命需要更换时，先安装并张拉备用系杆，再分批次卸载、更换相应系杆，保持桥梁系杆总水平力的相对稳定，该方法在使用后可保证拱桥系杆更换的便捷，不必中断桥面交通，降低系杆更换时的安全隐患，同时简化了系杆更换施工的工艺、降低系杆更换成本并缩短施工周期。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种拱桥备用系杆预留结构及其预留方法，包括系杆通道，所述的系杆通道的内部设置有系杆，系杆的两侧安装有系杆限位件，系杆设有四组，包括第一系杆、第二系杆、第三系杆和备用系杆；

所述的第一系杆、第二系杆、第三系杆的一侧端部分别设置有锚固构造连接件，备用系杆的一侧端部设置有备用锚固构造连接件。

进一步地，所述的第一系杆、第二系杆、第三系杆和备用系杆相互平行且间隔设置。

进一步地，所述的系杆安装时，备用系杆的位置保留，备用系杆所需主要配件均安装实施到位，备用系杆不安装。

一种拱桥备用系杆预留结构及其预留方法，其步骤为：

步骤一：制作成品系杆索；

步骤二：桥面交通进行必要的管控；

步骤三：在备用系杆的位置上安装新的系杆，假定新的系杆编号x1；

步骤四：张拉系杆x1；

步骤五：卸载首根需更换的旧的系杆，假定卸除第一系杆，拆除第一系杆并在第一系杆的位置上安装新的系杆，假定安装新的系杆编号x2；

步骤六：张拉系杆x2，以此类推，卸载第二根需更换的旧的系杆，假定卸除第二系杆，直到拆除最后一根旧的系杆，假定第三系杆为卸除的最后一根；

步骤七：至此系杆更换完毕，原有的第三系杆的位置拆除后不再安装新系杆，并作为备用系杆的位置留待下次更换使用。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明大大简化了拱桥运营期间系杆更换的工序，对于避免维修作业时封闭交通具有重要的意义，在设计过程中依据系杆实际安装空间情况，刻意调节系杆规格，将其中一个系杆安装位置予以保留作为备用系杆位，待系杆达到使用寿命需要更换时，先安装并张拉备用系杆，再分批次卸载、更换相应系杆，保持桥梁系杆总水平力的相对稳定，该方法在使用后可保证拱桥系杆更换的便捷，不必中断桥面交通，在中承式和下承式设有柔性系杆的拱桥中有广泛的应用前景，几乎所有同类桥梁均可采用，降低系杆更换时的安全隐患，同时简化了系杆更换施工的工艺、降低系杆更换成本并缩短施工周期。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的主视图。

图中：1、系杆；11、第一系杆；12、第二系杆；13、第三系杆；14、备用系杆；2、锚固构造连接件；3、备用锚固构造连接件；4、系杆限位件；5、系杆通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1

从图1-2可以看出，本实施例的一种拱桥备用系杆预留结构及其预留方法，包括系杆通道5，系杆通道5的内部设置有系杆1，系杆1的两侧安装有系杆限位件4，系杆1设有四组，包括第一系杆11、第二系杆12、第三系杆13和备用系杆14。

第一系杆11、第二系杆12、第三系杆13的一侧端部分别设置有锚固构造连接件2，备用系杆14的一侧端部设置有备用锚固构造连接件3。

第一系杆11、第二系杆12、第三系杆13和备用系杆14相互平行且间隔设置。

系杆1安装时，备用系杆14的位置保留，备用系杆14所需主要配件均安装实施到位，备用系杆14不安装。

一种拱桥备用系杆预留结构及其预留方法，其步骤为：

步骤一：制作成品系杆索；

步骤二：桥面交通进行必要的管控；

步骤三：在备用系杆14的位置上安装新的系杆1，假定新的系杆1编号x1；

步骤四：张拉系杆1x1；

步骤五：卸载首根需更换的旧的系杆1，假定卸除第一系杆11，拆除第一系杆11并在第一系杆11的位置上安装新的系杆1，假定安装新的系杆1编号x2；

步骤六：张拉系杆1x2，以此类推，卸载第二根需更换的旧的系杆1，假定卸除第二系杆12，直到拆除最后一根旧的系杆1，假定第三系杆13为卸除的最后一根；

步骤七：至此系杆1更换完毕，原有的第三系杆13的位置拆除后不再安装新系杆，并作为备用系杆14的位置留待下次更换使用。

本发明通过优化系杆规格和张拉批次，特意在前期预留系杆1，张拉安装孔以及系杆1，必须的支撑架、混凝土体内导向钢管和锚头护罩等设施，在系杆1，更换时先行安装备用系杆14，再按照常规工序分批更换其它系杆1。

通过安徽省芜湖市弋江路改造工程青弋江袁泽桥的实际应用，取得了预期的效果，该桥已全面建成通车，备用系杆14按照本发明预留方法进行了预留，随时可以进行更换作业。

假定拱桥单根拱肋需要的系杆1总水平力为t，构造上合理布设的系杆1总数为n，单根钢绞线可提供的水平力为100kn(常规钢绞线张拉力)，则系杆1规格(单根系杆钢绞线根数)

构造设计时按照n根系杆1进行系杆预留孔、锚头保护套、锚头内置套筒、预弯导向钢管、管道定位钢筋、系杆支撑架等构件的设计并实施，实际上只安装n-1根系杆1并根据设计需要分批次进行张拉和防护，预留一套系杆1安装位置和相应配件作为备用系杆14，但实际不安装这根系杆1。

系杆1拱桥运营期各组系杆1均有一个以上未使用的系杆1通道及附属构件、系杆1更换各阶段系杆1根数均不低于成桥时及正常运营时桥梁系杆1数。

本发明大大简化了拱桥运营期间系杆1更换的工序，对于避免维修作业时封闭交通具有重要的意义，在设计过程中依据系杆1实际安装空间情况，刻意调节系杆1规格，将其中一个系杆1安装位置予以保留作为备用系杆14位，待系杆1达到使用寿命需要更换时，先安装并张拉备用系杆14，再分批次卸载、更换相应系杆1，保持桥梁系杆1总水平力的相对稳定，该方法在使用后可保证拱桥系杆1更换的便捷，不必中断桥面交通，在中承式和下承式设有柔性系杆的拱桥中有广泛的应用前景，几乎所有同类桥梁均可采用，降低系杆1更换时的安全隐患，同时简化了系杆1更换施工的工艺、降低系杆1更换成本并缩短施工周期。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。