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原文传递单叶双曲面状变截面钢管混凝土空间桁架拱肋的大跨拱桥

专利名称：	单叶双曲面状变截面钢管混凝土空间桁架拱肋的大跨拱桥
摘要：	本发明提供一种单叶双曲面状变截面钢管混凝土空间桁架拱肋的大跨拱桥，改革传统的等截面拱形钢管拱肢为单叶双曲面状变截面拱形钢管拱肢，四肢空间桁架拱肋呈提篮拱状。多个弯曲锥形钢管节段焊接拼装成为单叶双曲面状变截面钢管拱肢，减少了拱顶处截面尺寸，增加了拱脚处截面尺寸，符合拱脚处轴力大拱顶处轴力小的拱桥结构受力特性，拱桥结构的质量中心和刚度中心有效降低，增加了超大跨径钢管混凝土拱桥的稳定，同时，也减轻了跨中拱顶节段的吊装施工重量，有效地降低施工吊装风险难度。采用单叶双曲面状变截面拱形钢管拱肢构建四肢空间桁架拱肋建造钢管混凝土拱桥，改善了超大跨径拱桥的受力性能，可建造1000米级的超大跨径钢管混凝土拱桥。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏交通工程咨询监理有限公司
发明人：	徐金法
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910291649.6
公开号：	CN109898400A
分类号：	E01D4/00(2006.01);E;E01;E01D;E01D4
申请人地址：	210049 江苏省南京市秦淮区丰富路163号民族大厦17层
主权项：	1.一种单叶双曲面状变截面钢管混凝土空间桁架拱肋的大跨拱桥，其特征在于：超大跨径拱桥的左右两侧各设置一个四肢空间桁架拱肋(1)，每个四肢空间桁架拱肋(1)包括四根呈提篮拱形状的单叶双曲面状变截面钢管混凝土拱肢(11)，在提篮拱形状的四肢空间桁架拱肋(1)的左右两个斜平面内，从拱脚到1/4截面的节段，上下弦杆之间设置波形钢腹板(12)，从1/4截面到拱顶的节段，上下弦杆之间腹部设置钢管斜腹杆(13)，四肢空间桁架拱肋(1)的上弦杆之间设置上弦水平向钢管支撑(14)，四肢空间桁架拱肋(1)的下弦杆之间设置下弦水平向钢管支撑(15)，四肢空间桁架拱肋(1)两端锚固于拱桥基础(2)之中，在拱桥两侧的四肢空间桁架拱肋(1)之间设置若干道K形风撑(3)，在四肢空间桁架拱肋(1)上设置吊索(4)和立柱(5)，吊索(4)和立柱(5)支撑桥面系(6)，形成超大跨径钢管混凝土拱桥。 2.根据权利要求1所述的单叶双曲面状变截面钢管混凝土空间桁架拱肋的大跨拱桥，其特征在于：单叶双曲面状变截面钢管混凝土拱肢(11)由单叶双曲面状变截面钢管拱肢(111)和管内混凝土(112)构成，所叙的单叶双曲面状变截面钢管拱肢(111)是钢管圆截面从拱脚到拱顶是不断变小的，其截面变化规律符合单叶双曲面直纹面方程，拱桥施工时，多个锥形钢管弯曲节段拼装成为单叶双曲面状变截面钢管拱肢(111)，在单叶双曲面状变截面钢管拱肢(111)的管内空腔中，采用真空辅助连续灌注管内混凝土技术，压力灌注管内混凝土(112)充填密实。 3.根据权利要求1所述的单叶双曲面状变截面钢管混凝土空间桁架拱肋的大跨拱桥，其特征在于：从拱脚到1/4截面的节段，四肢空间桁架拱肋(1)的上下弦杆内侧分别焊接连接曲线形状槽钢连接件(122)，在两个曲线形状槽钢连接件(122)之间焊接连接扇形的波形钢板(121)，形成波形钢腹板(12)。 4.一种权利要求1所述的单叶双曲面状变截面钢管混凝土空间桁架拱肋的大跨拱桥的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步：根据地质地形、地貌条件及通航要求，进行超大跨径钢管混凝土拱桥的桥址选择，开挖基坑，施工拱桥基础(2)；第二步：在预制加工厂，确定四肢空间桁架拱肋(1)的每一根单叶双曲面状拱形钢管拱肢(11)的形心线位置，划分吊装节段数量，下料扇形钢板，利用卷筒机器将扇形钢板卷成为锥形钢管节段，采用火工煨弯工艺弯成锥形钢管弯曲节段，多个弯曲锥形钢管节段拼装成为单叶双曲面状变截面钢管拱肢(111)；第三步：下料槽钢，火工煨弯成为曲线形状槽钢连接件(122)，在四肢空间桁架拱肋(1)的左右两个斜平面内，从拱脚到1/4截面的节段，上下弦杆内侧分别焊接连接曲线形状槽钢连接件(122)，下料波形钢板(121)，在两个曲线形状槽钢连接件(122)之间焊接连接扇形的波形钢板(121)，形成波形钢腹板(12)，从1/4截面到拱顶的节段，焊接钢管斜腹杆(13)，形成四肢空间桁架拱肋(1)的一榀平面状拱桁架拱片；第四步：将左右两榀平面的拱桁架片相互倾斜靠拢成提篮拱形状，四肢空间桁架拱肋(1)的上弦杆之间焊接连接上弦水平向钢管支撑(14)，四肢空间桁架拱肋(1)的下弦杆之间焊接连接下弦水平向钢管支撑(15)，形成四肢空间桁架拱肋(1)；第五步：将四肢空间桁架拱肋(1)节段运输到施工现场，采用无支架缆索吊装方案，从拱脚基础开始，分段吊装拼接四肢空间桁架拱肋(1)节段，并在拱桥两侧的四肢空间桁架拱肋(1)之间安装K形风撑(3)，直到拱桥合拢；第六步：采用高效聚羧酸减水剂配置高性能管内混凝土(112)，采用真空辅助连续灌注管内混凝土技术，在拱脚部位压力顶升灌注混凝土，将管内混凝土(112)充填密实单叶双曲面状变截面钢管拱肢(111)的空腔；第七步：等到管内混凝土(112)硬化到达设计强度后，在四肢空间桁架拱肋(1)上安装吊索(4)和立柱(5)，然后安装桥面系(6)，铺装环氧沥青路面，安装栏杆，形成单叶双曲面状变截面钢管混凝土空间桁架拱肋的超大跨径拱桥。
所属类别：	发明专利