[发明专利]一种钢板铰接式分段预制拼装拱桥及智能施工控制方法

说明书

本发明公开了一种钢板铰接式分段预制拼装拱桥及智能施工控制方法，拱座的数量为两个；拱座的安装侧形成有滑动斜面；节段拱圈的数量为多个，且并列布置；节段拱圈的两端分别与两个滑动斜面贴合，且浇筑固定；节段拱圈包括多段预制楔形块；预制楔形块顶面通过螺栓固定有钢板连接件；钢板连接件两端形成有铰接扣，相邻的钢板连接件通过铰接扣连接。在施工时，本发明通过采集传感器监测数据，根据建立的拱桥数字孪生模型和拱上施工荷载数值模拟计算的结果，通过智能数控张拉设备，根据拱上施工荷载分级分段张拉预制拱圈，调整其线形和内力与设计保持一致，解决成桥线形与设计线形不吻合的问题。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，更具体的说是涉及一种钢板铰接式分段预制拼装拱桥及智能施工控制方法。

背景技术

近年来随着国家乡村振兴战略的推进和建设国家森林城市的号召，各地城市和乡村生态公园的建设如火如荼，随之而来的是不断增长的景区人行桥、自行车桥等中小跨径桥梁的建造需求。石拱桥因其取材方便、构造简单、造型优美、耐久性好以及维护成本低等特点，在5-30米的中小跨径桥梁中得到了广泛的应用。但另一方面，传统圬工拱桥结构施工时需搭设支架，且现场施工工艺要求高，常会产生结构线形控制不准确，材料强度分布不均等问题，在快速施工领域受到了较多限制。

因此，如何提供一种能够易于施工且状态稳定的拱桥结构和施工方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钢板铰接式分段预制拼装拱桥及智能施工控制方法，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢板铰接式分段预制拼装拱桥，包括：

拱座；所述拱座的数量为两个；所述拱座的安装侧形成有滑动斜面；

节段拱圈；所述节段拱圈的数量为多个，且并列布置；所述节段拱圈的两端分别与两个所述滑动斜面贴合，且浇筑固定；所述节段拱圈包括多段预制楔形块；所述预制楔形块顶面通过螺栓固定有钢板连接件；所述钢板连接件两端形成有铰接扣，相邻的所述钢板连接件通过铰接扣连接。

通过上述技术方案，本发明通过钢板连接件末端的铰接扣进行连接，使得楔形块与楔形块之间具有可转动的能力，使得节段拱圈能够平置于运输车的装载平台上，在保障结构完整性的前提下非常便于运输；本发明一方面提高结构单元制造精度，进而解决成桥线形与设计线形不吻合的问题；同时在保留拱桥特有的外观、耐久性等方面的优良特点的基础上，提高施工效率和场地适用性，简化施工流程，节约人力物力资源成本，使该桥型在中小跨径范围内更具竞争力。

优选的，在上述一种钢板铰接式分段预制拼装拱桥中，所述预制楔形块的高度为400毫米，沿所述节段拱圈长度方向的顶面距离为500毫米，沿所述节段拱圈宽度方向的距离为1000毫米。本发明提供的拱桥结构适用于跨径于5米至30米的中小跨径的人行景观桥或车行拱桥。

优选的，在上述一种钢板铰接式分段预制拼装拱桥中，每块所述预制楔形块顶面的所述钢板连接件的数量为两块，且并列间隔布置；所述钢板连接件的宽度为120毫米、厚度为6毫米。经结构验算知该钢板连接件抗剪满足设计要求且有一定的安全储备。

优选的，在上述一种钢板铰接式分段预制拼装拱桥中，所述节段拱圈的多块所述预制楔形块的其中三块的顶面活动连接有吊环；三个所述吊环布置在所述节段拱圈的中点处和两侧。

具体的，三个所述吊环中，一处吊点位于中央的预制楔形块中心线上，其余两个吊点应位于从两端起第七个预制楔形块的中心线上。在起吊时，从吊点至端部可看做临时的悬臂结构。该工况下，最大剪力产生于在第六和第七块体间的钢板连接件处，钢板连接件内的最大剪应力可根据下式进行计算：