[发明专利]一种双幅连续刚构桥系杆拱加固结构及其施工方法

说明书

一种双幅连续刚构桥系杆拱加固结构，主拱圈由混凝土拱肋和钢制拱座构成，钢制拱座埋在位于桥墩上方两内腹板之间的拱座横梁中；拱座横梁中有通过导管埋设、张拉后加以锚固的系杆；沿顺桥向以桥的中跨中心线为中心有相互对称置于两内腹板之间的吊杆锚固横梁；吊杆的上下两端分别穿过混凝土拱肋和吊杆锚固横梁上对应的导管，张拉后锚固。该加固结构中拱座横梁的尺寸和每道系杆中钢绞线的根数按公司求得，可保证拱座横梁水平位移不超过[Δ]，为主拱圈提供可靠基础；拱座横梁中的系杆可平衡汽车荷载、张拉吊杆和主拱圈自重在拱座横梁上产生的水平力，使拱座横梁和主拱圈处于最佳受力状态；为解决双幅连续刚构桥中跨跨中下挠过大的病害提供了一套完整的施工技术方案。

技术领域

本发明涉及桥梁工程，特别是一种适用于双幅连续刚构桥的系杆拱加固结构及其施工方法。

背景技术

大量的双幅连续刚构桥投入使用后，常会出现一些病害，其中较为典型的病害是连续刚构桥中跨的跨中产生过大的下挠。

针对这一技术问题，CN102322019A专利文献公开了一种系杆拱-T型刚构协作体系桥。该体系是在一般T型刚构主梁中增设混凝土拱肋、系杆及吊杆，T型刚构采用混凝土材料。其工程造价比同等跨径的斜拉桥或悬索桥低，适合于大跨径桥梁结构；采用拱体系，使结构没有水平推力，对基础要求低。

但将该技术应用于解决双幅连续刚构桥的上述病害时存在以下技术障碍：

(1)缺乏完整、有效的施工技术方案；

(2)系杆拱拱脚处缺乏有效的锚固方法；

(3)上述专利文献未确定系杆的张拉力，而过大施加系杆张拉力可能造成拱座横梁的破坏和主拱圈受力的重新分配；系杆张拉力不足，则主拱圈在拱脚处会产生水平推力。

发明内容：

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题提供一种结构简单、施工技术方案完善、施工快捷、安全可靠和经济性好的双幅连续刚构桥系杆拱加固结构及其施工方法。

为了实现上述目的，本发明提供的双幅连续刚构桥系杆拱加固结构，包括主拱圈、系杆和吊杆；其特点是：

所述主拱圈由混凝土拱肋和分别与混凝土拱肋两端相接的两个钢制拱座构成，主拱圈的拱轴线为二次抛物线；所述两个钢制拱座分别埋设在拱座横梁中，拱座横梁置于桥墩上方、双幅连续刚构桥两幅的内腹板之间；所述系杆的数量为3～10道(按拱座横梁的横桥向宽度选取)，每道系杆分别穿过水平均匀间隔埋设在拱座横梁中的导管a，两端张拉后锚固在两个拱座横梁上；沿顺桥向以连续刚构桥的中跨中心线为中心有相互对称、均匀间隔布置于双幅连续刚构桥两幅的内腹板之间的吊杆锚固横梁，吊杆锚固横梁中有竖向埋设的导管b；混凝土拱肋中有与导管b上下竖直对应、竖向埋设的导管c；所述吊杆的上下两端分别穿过相互对应的导管c和导管b，张拉后锚固在混凝土拱肋和吊杆锚固横梁上；

所述拱座横梁顺桥向长度b_GZ＝0.3L₀～0.6L₀，横桥向宽度等于D_b，高度h_GZ按下式计算得出：

其中：

L₀：主梁零号块长度(m)，

roundup[number，Num_digits]，number为需要向上舍入的任意实数，Num_digits舍入后的数字的小数位数(如roundup[5.325，1]＝5.4，再如roundup[3，1]＝3.0)，

E_c：拱座横梁混凝土的弹性模量(MPa)，

b_GZ：拱座横梁顺桥向长度(m)，

D_b：两内腹板的净距(m)，