專利名稱：雙層鋼桁混凝土疊合拱結構及其施工方法
技術領域：
本發明屬于橋梁建筑工程領域，涉及一種新結構形式的斜拉橋及其施工方法。
背景技術：
目前國內大跨度拱橋結構形式主要有以下幾種形式(1)鋼拱橋，包括鋼箱拱、鋼桁拱、鋼管拱等；( 混凝土拱橋，包括混凝土箱拱、混凝土肋拱、混凝土桁架拱等；C3)鋼管混凝土拱橋有著較大的跨越能力，但用鋼量遠大于其他兩種結構形式鋼，工程造價高。混凝土拱橋有如下缺點a、拱肋自重較大，是制約混凝土拱橋跨度的主要因素；b、施工難度大， 施工工期長。鋼管混凝土拱橋綜合了鋼拱橋和普通鋼筋混凝土拱橋的優點，各自發揮了兩種材料的材料特性，缺點是由于管內混凝土收縮變形造成與鋼管脫離，不能形成整體結構。如何有效發揮鋼、混凝土兩種材料的材料特性，同時又避開混凝土的收縮變形問題，做到結構合理、施工簡便，正是本發明所要解決的問題。

發明內容
本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種拱肋自身重量輕，用料省，便于施工，能降低施工風險，縮短施工工期的雙層鋼桁混凝土疊合拱結構及其施工方法。本發明目的的實現方式為，雙層鋼桁混凝土疊合拱結構，是在由鋼腹板、桿與鋼弦桿構成的鋼桁架拱的上面有上層鋼結構與上層混凝土結構，下面有下層鋼結構和下層混凝土結構。雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，對于現場澆制成拱形式的具體步驟如下1)先用鋼腹板、桿與鋼弦桿構成鋼桁架拱，鋼桁架拱結構既作為永久結構一部分， 同時又作為后澆混凝土結構的模板；2)在鋼桁架拱結構上、下層分別澆筑混凝土，形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，對于預制安裝形式的具體步驟如下1)先用鋼結構和混凝土結構形成疊合結構共同受力；2)現場節段安裝或整片安裝形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。本發明根據拱橋以受壓為主的結構特性，盡可能采用造價較低的具有良好受壓性能的混凝土材料；對于大跨度拱橋，利用鋼結構施工方便的特點，先形成鋼桁拱結構，降低施工風險，加快施工工期；對于小跨度拱橋，既可以采用上述方案，也可以采用工廠預制現場安裝的施工方案；因拱肋剪力較小，可取消混凝土腹板，減輕拱肋自身重量。本發明充分發揮了鋼材和混凝土兩種不同材料的良好材料特性，結構受力簡單合理，能更好適應各種跨度拱橋要求。


圖1為本發明雙層鋼桁混凝土疊合拱立剖面示意圖2為圖1的A-A向剖示圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例作進一步說明。參照圖1、2，本發明的雙層鋼桁混凝土疊合拱結構，是在由鋼腹板、桿5與鋼弦桿構成的鋼桁架拱的上面有上層鋼結構1與上層混凝土結構2，下面有下層鋼結構3和下層混凝土結構4。雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，對于現場澆制成拱形式的具體步驟如下1)先用鋼腹板、桿5與鋼弦桿構成鋼桁架拱，鋼桁架拱結構既作為永久結構一部分，同時又作為后澆混凝土結構的模板；2)在鋼桁架拱結構上、下層分別澆筑混凝土，形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，對于預制安裝形式的具體步驟如下1)先用鋼結構和混凝土結構形成疊合結構共同受力；2)現場節段安裝或整片安裝形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。本發明根據拱橋以受壓為主的結構特性，盡可能采用造價較低的具有良好受壓性能的混凝土材料；對于大跨度拱橋，利用鋼結構施工方便的特點，先形成鋼桁拱結構，降低施工風險，加快施工工期；對于小跨度拱橋，既可以采用上述方案，也可以采用工廠預制現場安裝的施工方案；因拱肋剪力較小，可取消混凝土腹板，減輕拱肋自身重量。本發明充分發揮了鋼材和混凝土兩種不同材料的良好材料特性，結構受力簡單合理，能更好適應各種跨度拱橋要求。與前述現有技術中相比有以下優點與鋼拱橋比，節省了鋼料用量，降低了工程造價，提高了結構剛度。與混凝土拱橋相比，減輕了拱肋自身重量，便于施工，縮短施工工期，降低了施工風險。與鋼管混凝土拱橋相比，采用疊合結構形式，避免了混凝土的收縮變形引起的鋼結構與混凝土結構相互脫離。
權利要求
1.雙層鋼桁混凝土疊合拱結構，其特征在于是在由鋼腹板、桿與鋼弦桿構成的鋼桁架拱的上面有上層鋼結構與上層混凝土結構，下面有下層鋼結構和下層混凝土結構。
2.權利要求1所述的雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，其特征在于現場澆制成拱形式的具體步驟如下1)先用鋼腹板、桿與鋼弦桿構成鋼桁架拱，鋼桁架拱結構既作為永久結構一部分，同時又作為后澆混凝土結構的模板；2)在鋼桁架拱結構上、下層分別澆筑混凝土，形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。
3.權利要求1所述的雙層鋼桁混凝土疊合拱結構的施工方法，其特征在于預制安裝形式的具體步驟如下1)先用鋼結構和混凝土結構形成疊合結構共同受力；2)現場節段安裝或整片安裝形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。
全文摘要
本發明涉及一種雙層鋼桁混凝土疊合拱結構及其施工方法，該種結構是在由鋼腹板、桿與鋼弦桿構成的鋼桁架拱的上、下面有上、下層鋼結構與上、下層混凝土結構。施工采用現場澆制或預制安裝形式。現場澆制施工按鋼結構先成拱，在拱上澆制混凝土，形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構，共同受力。預制安裝施工是在現場或工廠鋼結構與混凝土結構先形成疊合結構共同受力，然后現場安裝形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構。本發明在傳統混凝土拱和鋼桁拱結構的基礎上，綜合兩者的優點，形成雙層鋼桁混凝土疊合拱結構，充分發揮了兩種材料的材料特性，節省材料用量，結構受力簡單合理，便于施工，縮短施工工期，能更好適應各種跨度拱橋要求。
文檔編號E01D19/00GK102409603SQ20111021638
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者梅新詠, 王樂冰, 王碧波, 蘇楊, 高宗余 申請人:中鐵大橋勘測設計院有限公司, 中鐵大橋局股份有限公司