專利名稱：Pbl剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋼管混凝土拱橋的主拱結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱。
背景技術(shù)：
近20年來，鋼管混凝土拱橋在中國(guó)的應(yīng)用雖然取得了巨大的成就，但由于至今尚未出版相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)與施工主要引用建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的相關(guān)研究成果，其理論研究相對(duì)滯后。同時(shí)，由于鋼管混凝土拱橋的拱肋與建筑結(jié)構(gòu)中的鋼管混凝土框架柱的施工方法、荷載與作用、節(jié)點(diǎn)與構(gòu)造等方面存在較大的差異，因此鋼管混凝土拱橋?qū)嶋H工程中尚存在鋼管與混凝土之間脫空的現(xiàn)象，使得鋼管混凝土拱結(jié)構(gòu)內(nèi)力傳遞變得不明確。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種PBL 剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工方便、力學(xué)性能優(yōu)越，施工質(zhì)量易控制，能有效解決目前鋼管混凝土拱結(jié)構(gòu)存在的鋼管與混凝土脫空病害、使用壽命較短等實(shí)際問題。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于包括由多個(gè)鋼管混凝土拱節(jié)段連續(xù)拼裝組成的主拱，所述鋼管混凝土拱節(jié)段根據(jù)其在主拱中所處位置的受力情況分為內(nèi)部設(shè)置有PBL剪力鍵的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段或內(nèi)部未設(shè)置PBL剪力鍵的普通型鋼管混凝土拱節(jié)段兩種類型；所述普通型鋼管混凝土拱節(jié)段包括拱形鋼管二和灌注在拱形鋼管二內(nèi)的混凝土填充結(jié)構(gòu)二，所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段包括拱形鋼管一、沿軸線方向布設(shè)在拱形鋼管一內(nèi)側(cè)壁上的多個(gè) PBL剪力鍵和灌注在拱形鋼管一內(nèi)的混凝土填充結(jié)構(gòu)一，所述拱形鋼管二與拱形鋼管一的橫截面結(jié)構(gòu)和橫截面尺寸均相同。上述PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征是所述主拱與其所處拱橋的橋面結(jié)構(gòu)之間通過多根豎向連接桿進(jìn)行緊固連接，且所述豎向連接桿布設(shè)在加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段上；所述拱形鋼管二為普通型鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管，且所述拱形鋼管一為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管，相鄰兩個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管之間以焊接方式進(jìn)行緊固連接或者多個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管加工制作為一體；且當(dāng)多個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管加工制作為一體時(shí)，所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段中的拱形鋼管一上開有一個(gè)或多個(gè)用于安裝PBL剪力鍵的施工作業(yè)孔一。上述PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征是所述PBL剪力鍵為加勁肋鋼板， 且所述加勁肋鋼板上開有多個(gè)通孔。上述PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征是所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段內(nèi)所設(shè)置的多個(gè)所述加勁肋鋼板均布設(shè)在加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的受力區(qū)域上。上述PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征是所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段中的多個(gè)所述加勁肋鋼板呈均勻布設(shè)，且多個(gè)所述加勁肋鋼板以拱形鋼管一的縱向中心線為對(duì)稱線進(jìn)行左右對(duì)稱布設(shè)；多個(gè)所述加勁肋鋼板均布設(shè)在所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段中拱形鋼管一的管體上半?yún)^(qū)域、管體下半?yún)^(qū)域或整個(gè)管體內(nèi)；多個(gè)所述加勁肋鋼板的拱度均與加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的拱度一致，且所述加勁肋鋼板的前后端部均與加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的前后端部相平齊。上述PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征是所述加勁肋鋼板為條狀鋼板，多個(gè)所述通孔布設(shè)在與所述條狀鋼板的中心軸線相平行的一條弧線上。上述PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征是所述加勁肋鋼板上所開的多個(gè)所述通孔呈均勻布設(shè)。上述PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征是所述加勁肋鋼板上相鄰兩個(gè)通孔之間的間距根據(jù)其所布設(shè)位置處加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的實(shí)際受力情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，所述所述加勁肋鋼板布設(shè)位置處所承受的力越大，相鄰兩個(gè)通孔之間的間距越小。上述PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征是所述加勁肋鋼板與其所布設(shè)位置處拱形鋼管一的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)。上述PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征是兩個(gè)位置相鄰且彼此相連的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段中所設(shè)置的所述加勁肋鋼板的緊固連接為一體；且兩個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段連接處的拱形鋼管一上，開有一個(gè)或多個(gè)用于將相鄰兩個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段中所設(shè)置的加勁肋鋼板緊固連接為一體的施工作業(yè)孔二。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、構(gòu)造簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工步驟簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便，力學(xué)性能優(yōu)越。2、PBL剪力鍵的布設(shè)方式靈活，且使用效果好，具有加勁肋和連接件的雙重作用， 也就是說，所述PBL剪力鍵在對(duì)鋼管拱進(jìn)行加勁的同時(shí)，也作為承力鋼管與混凝土填充結(jié)構(gòu)之間剪力傳遞的連接件，使得整個(gè)主拱的受力效果更好，受力體系更完善。3、使用效果好，能有效提高承力鋼管與混凝土填充結(jié)構(gòu)共同作用的整體性。4、設(shè)置靈活且投入成本低，施工工期短，可對(duì)相對(duì)薄弱的節(jié)點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行局部加強(qiáng)， 也可對(duì)主拱全線進(jìn)行加強(qiáng)。5、結(jié)構(gòu)性價(jià)比高，具有良好的應(yīng)用前景。綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工方便、力學(xué)性能優(yōu)越，施工質(zhì)量易控制，工程應(yīng)用性價(jià)比高，能有效解決目前鋼管混凝土拱結(jié)構(gòu)存在的鋼管與混凝土脫空病害、使用壽命較短等實(shí)際問題，其既能加強(qiáng)鋼管拱管壁受力的穩(wěn)定性，又能提高鋼管拱與混凝土之間的粘接并有效傳遞節(jié)點(diǎn)內(nèi)力。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為本實(shí)用新型第一具體實(shí)施方式
中所施工成型上承式拱橋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型第一具體實(shí)施方式
中立柱布設(shè)位置處的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型第一具體實(shí)施方式
中加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的A-A剖視圖。[0026]圖5為本實(shí)用新型第二具體實(shí)施方式
中立柱布設(shè)位置處的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型第二具體實(shí)施方式
中加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型第三具體實(shí)施方式
中加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本實(shí)用新型第四具體實(shí)施方式
中加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本實(shí)用新型第五具體實(shí)施方式
中加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本實(shí)用新型第六具體實(shí)施方式
中所施工成型中承式拱橋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本實(shí)用新型第六具體實(shí)施方式
中吊桿頂部所安裝的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1-1-加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段；1-2-普通型鋼管混凝土拱節(jié)段；2-PBL 剪力鍵；5-橋面結(jié)構(gòu)；
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1、圖2、圖3及圖4所示，本實(shí)用新型包括由多個(gè)鋼管混凝土拱節(jié)段連續(xù)拼裝組成的主拱4，所述鋼管混凝土拱節(jié)段根據(jù)其在主拱4中所處位置的受力情況分為內(nèi)部設(shè)置有PBL剪力鍵2的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1或內(nèi)部未設(shè)置PBL剪力鍵2的普通型鋼管混凝土拱節(jié)段1-2兩種類型。所述普通型鋼管混凝土拱節(jié)段1-2包括拱形鋼管二 1-21和灌注在拱形鋼管二 1-21內(nèi)的混凝土填充結(jié)構(gòu)二 1-22，所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1包括拱形鋼管一 1-11、沿軸線方向布設(shè)在拱形鋼管一 1-11內(nèi)側(cè)壁上的多個(gè)PBL剪力鍵2和灌注在拱形鋼管一 1-11內(nèi)的混凝土填充結(jié)構(gòu)一 1-12，所述拱形鋼管二 1-21與拱形鋼管一 1-11的橫截面結(jié)構(gòu)和橫截面尺寸均相同。也就是說，所述拱形鋼管二 1-21與拱形鋼管一 1-11為同一型號(hào)的鋼管。實(shí)際施工過程中，所述主拱4的軸線形狀為圓弧線拱形或折線拱形。本實(shí)施例中，所述主拱4的軸線形狀為圓弧線拱形。其中，所述PBL剪力鍵2為 Perfobond Strip剪力鍵，具體為開孔鋼板連接件。實(shí)際施工中，由于混凝土填充結(jié)構(gòu)二 1-22為普通型鋼管混凝土拱節(jié)段1-2的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，而混凝土填充結(jié)構(gòu)一 1-12為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，則多個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段中的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)澆筑為一體。實(shí)際施工時(shí)，所述主拱4與其所處拱橋的橋面結(jié)構(gòu)5之間通過多根豎向連接桿進(jìn)行緊固連接，且所述豎向連接桿布設(shè)在加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1上。本實(shí)施例中，采用本實(shí)用新型建造的拱橋?yàn)樯铣惺焦皹?詳見圖1)，因而所述橋面結(jié)構(gòu)5位于主拱4正上方，
1-11-拱形鋼管一 ；1-12-混凝土填充結(jié)構(gòu)
1-21-拱形鋼管二 ；1-22-混凝土填充結(jié)構(gòu) --；
3-通孔；4-主拱；
6-立柱；7-吊桿。且橋面結(jié)構(gòu)5通過多根所述豎向連接桿支撐固定在所述主拱4上方，且所述豎向連接桿為立柱6。所述立柱6的橫截面為方形、圓形、矩形、橢圓形或其它多邊形。實(shí)際施工過程中，首先按照常規(guī)拱橋力學(xué)分析方法，對(duì)主拱4中多個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的受力情況進(jìn)行分析根據(jù)受力分析結(jié)果，各立柱6在主拱4上安裝位置處所承受的剪力較大，具體是承受承受上部荷載通過立柱6所傳遞的剪力，因而立柱6底部所固定的鋼管混凝土拱節(jié)段為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1 (詳見圖2)。也就是說，主拱4中立柱 6的剪力傳遞區(qū)域內(nèi)的鋼管混凝土拱節(jié)段均為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1。本實(shí)施例中，僅將處于立柱6的剪力傳遞區(qū)域內(nèi)的鋼管混凝土拱節(jié)段，具體是僅將立柱6底部所安裝的鋼管混凝土拱節(jié)段設(shè)置為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1，而其它區(qū)域的鋼管混凝土拱節(jié)段則都采用普通型鋼管混凝土拱節(jié)段1-2。實(shí)際施工時(shí)，也可以將立柱 6底部所安裝位置處附近且所承受剪力較大的鋼管混凝土拱節(jié)段設(shè)置為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1。由于所述拱形鋼管二 1-21與拱形鋼管一 1-11的橫截面結(jié)構(gòu)和橫截面尺寸均相同，則拱形鋼管二 1-21與拱形鋼管一 1-11為同一型號(hào)的鋼管。本實(shí)施例中，所述拱形鋼管二 1-21為普通型鋼管混凝土拱節(jié)段1-2的承力鋼管，且所述拱形鋼管一 1-11為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的承力鋼管，相鄰兩個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管之間以焊接方式進(jìn)行緊固連接。實(shí)際施工過程中，相鄰兩個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管之間也可以采用其它連接方式進(jìn)行緊固連接。同時(shí)，多個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管也可以加工制作為一體，且當(dāng)多個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管加工制作為一體時(shí)，所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中的拱形鋼管一 1-11上開有一個(gè)或多個(gè)用于安裝PBL剪力鍵2的施工作業(yè)孔一。本實(shí)施例中，所述拱形鋼管二 1-21和拱形鋼管一 1-11均為圓形鋼管，相應(yīng)所形成主拱4的橫截面形狀為圓形，所述主拱4的橫截面形狀與所述拱形鋼管二 1-21和拱形鋼管一 1-11的形狀相對(duì)應(yīng)。實(shí)際施工過程中，所述拱形鋼管二 1-21和拱形鋼管一 1-11也可以采用矩形鋼管、方形鋼管和其它結(jié)構(gòu)的鋼管，且相應(yīng)所形成主拱4的橫截面形狀為矩形、方形或其它形狀。實(shí)際施工時(shí)，所述普通型鋼管混凝土拱節(jié)段1-2的施工非常簡(jiǎn)便，只需施工在拱形鋼管二 1-21內(nèi)灌注混凝土即可。而施工加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1時(shí)，關(guān)鍵是確定其內(nèi)部所布設(shè)PBL剪力鍵2的數(shù)量以及各PBL剪力鍵2的結(jié)構(gòu)和布設(shè)位置。本實(shí)施例中，所述PBL剪力鍵2為加勁肋鋼板，且所述加勁肋鋼板上開有多個(gè)通孔 3。所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中的多個(gè)所述加勁肋鋼板呈均勻布設(shè)，且多個(gè)所述加勁肋鋼板以拱形鋼管一 1-11的縱向中心線為對(duì)稱線進(jìn)行左右對(duì)稱布設(shè)。多個(gè)所述加勁肋鋼板均布設(shè)在所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中拱形鋼管一 1-11的管體上半?yún)^(qū)域、管體下半?yún)^(qū)域或整個(gè)管體內(nèi)。多個(gè)所述加勁肋鋼板的拱度均與加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的拱度一致，且所述加勁肋鋼板的前后端部均與加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的前后端部相平齊。實(shí)際對(duì)各加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)所設(shè)置的多個(gè)所述加勁肋鋼板進(jìn)行布設(shè)時(shí)，所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)所設(shè)置的多個(gè)所述加勁肋鋼板均布設(shè)在加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的受力區(qū)域上(具體是所述豎向連接桿在加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的剪力傳遞區(qū)域上)。因而，在各加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1布設(shè)多個(gè)加勁肋鋼板時(shí)， 具體是根據(jù)各加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的實(shí)際受力情況進(jìn)行布設(shè)的。也就是說，布設(shè)之前，需對(duì)各加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的受力情況進(jìn)行分析。本實(shí)施例中，加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)所設(shè)置的多個(gè)所述加勁肋鋼板的寬度均相同。本實(shí)施例中，在上承式拱橋中，由于各立柱6均布設(shè)在各加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的上部，因而加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中上半部分所承受的剪力較大，即上半部分為受力相對(duì)較大的剪力傳遞區(qū)域，則多個(gè)所述加勁肋鋼板均布設(shè)在所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中拱形鋼管一 1-11的管體上半?yún)^(qū)域內(nèi)，且加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)所設(shè)置加勁肋鋼板的數(shù)量為5個(gè)(詳見圖3)。實(shí)際施工時(shí)，也可以在拱形鋼管一 1-11的整個(gè)管體內(nèi)都均勻布設(shè)多個(gè)加勁肋鋼板。另外，也可以根據(jù)具體受力情況，對(duì)所布設(shè)加勁肋鋼板的數(shù)量和尺寸進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，實(shí)際布設(shè)時(shí)，加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1所承受的剪力越大，所布設(shè)加勁肋鋼板的數(shù)量越大，各加勁肋鋼板的寬度越大，所述加勁肋鋼板上所開通孔 3的數(shù)量越多，反之亦然。所述加勁肋鋼板為條狀鋼板，多個(gè)所述通孔3布設(shè)在與所述條狀鋼板的中心軸線相平行的一條弧線上，并且多個(gè)所述通孔3的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。本實(shí)施例中，多個(gè)所述通孔3布設(shè)在所述條狀鋼板的中心軸線上，所述通孔3為圓孔且多個(gè)所述通孔3的孔徑均相同，所述通孔3的數(shù)量為9個(gè)(詳見圖4)。實(shí)際加工制作時(shí)，也可以將通孔3設(shè)置為梯形、 矩形、橢圓形或其它多邊形。實(shí)際在拱形鋼管一 1-11內(nèi)安裝加勁肋鋼板時(shí)，采用焊接方式或通過固定連接件緊固固定在拱形鋼管一 1-11的內(nèi)側(cè)壁上。本實(shí)施例中，所述加勁肋鋼板焊接固定在拱形鋼管一 1-11的內(nèi)側(cè)壁上。本實(shí)施例中，所述加勁肋鋼板上所開的多個(gè)所述通孔3呈均勻布設(shè)。所述加勁肋鋼板上相鄰兩個(gè)通孔3之間的間距根據(jù)其所布設(shè)位置處加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的實(shí)際受力情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，所述所述加勁肋鋼板布設(shè)位置處所承受的力越大，相鄰兩個(gè)通孔3之間的間距越小，反之亦然。并且實(shí)際布設(shè)時(shí)，所述加勁肋鋼板與其所布設(shè)位置處拱形鋼管一 1-11的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)。因而，本實(shí)用新型主要包括由承力鋼管拼裝組成的鋼管拱、布設(shè)在加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)的多個(gè)PBL剪力鍵2、填充在承力鋼管內(nèi)且澆筑為一體的混凝土填充結(jié)構(gòu)和安裝在所述鋼管拱與橋面結(jié)構(gòu)5之間的多根豎向連接桿，所述鋼管拱的截面為圓形、矩形或者方形且其軸線線型為圓弧形拱形或者折線拱形；所述PBL剪力鍵2為設(shè)置在鋼管拱內(nèi)壁上的開孔加勁肋鋼板，且其同時(shí)作為承力鋼管與混凝土填充結(jié)構(gòu)之間剪力傳遞的連接件；所述豎向連接桿為設(shè)置在鋼管拱上的立柱或者桁架豎桿。實(shí)際施工過程中，為使得施工方便，也可以將組成主拱4的所有鋼管混凝土拱節(jié)段均設(shè)置為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1，且所有加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)所設(shè)置的PBL剪力鍵2在軸向上均緊固連接為一體，也就是說，PBL剪力鍵2既可以僅在豎向連接件的剪力傳遞區(qū)域內(nèi)設(shè)置，也可以在沿鋼管拱軸線上的全長(zhǎng)范圍內(nèi)設(shè)置。實(shí)際施工時(shí)，為便于鋼管拱的運(yùn)輸、安裝以及管內(nèi)施工作業(yè)，首先將鋼管拱分成若干節(jié)段(即分為多個(gè)節(jié)段的承力鋼管)，對(duì)應(yīng)將主拱4分成多個(gè)鋼管混凝土拱節(jié)段；之后， 再根據(jù)各鋼管混凝土拱節(jié)段在主拱4中所處位置的受力情況的力學(xué)分析結(jié)果，將多個(gè)鋼管混凝土拱節(jié)段分為內(nèi)部設(shè)置有PBL剪力鍵2的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1或內(nèi)部未設(shè)置 PBL剪力鍵2的普通型鋼管混凝土拱節(jié)段1-2兩種類型，并對(duì)各鋼管混凝土拱節(jié)段的分類類型進(jìn)行標(biāo)記。實(shí)際制作主拱4時(shí)，先制作鋼管拱，首先在各加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的拱形鋼管一 1-11內(nèi)焊接多個(gè)上部開有通孔3的加勁肋鋼板，并完成所有承力鋼管的加工制作，且通過試拼接檢驗(yàn)并校正鋼管拱中各節(jié)段承力鋼管的制作誤差后，在鋼管拱的安裝現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接相鄰兩個(gè)節(jié)段的承力鋼管，組裝成內(nèi)部帶有加勁肋鋼板的鋼管拱；最后，在組裝完成的鋼管拱內(nèi)灌注填充混凝土，并在灌注混凝土后的鋼管拱上安裝豎向連接桿。實(shí)施例2如圖5和圖6所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述拱形鋼管二 1-21和拱形鋼管一 1-11均為矩形鋼管，相應(yīng)所形成主拱4的橫截面形狀為矩形；所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中拱形鋼管一 1-11的整個(gè)管體內(nèi)均布設(shè)多個(gè)加勁肋鋼板；所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中所設(shè)置加勁肋鋼板的數(shù)量為12個(gè)，12個(gè)加勁肋鋼板布設(shè)在拱形鋼管一 1-11的四個(gè)內(nèi)側(cè)壁上，每個(gè)內(nèi)側(cè)壁上均設(shè)置有3個(gè)加勁肋鋼板且3個(gè)所述加勁肋鋼板呈均勻布設(shè)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3如圖7所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述加勁肋鋼板上所開設(shè)的多個(gè)通孔3沿所述加勁肋鋼板的外邊緣線進(jìn)行布設(shè)，所述通孔3的形狀為梯形且其數(shù)量為6個(gè)。 本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4如圖8所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是不僅將立柱6底部所安裝的鋼管混凝土拱節(jié)段設(shè)置為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1，而且也可以將與立柱6底部所安裝的鋼管混凝土拱節(jié)段相鄰且所承受剪力較大的鋼管混凝土拱節(jié)段設(shè)置為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1，其它區(qū)域的鋼管混凝土拱節(jié)段則都采用普通型鋼管混凝土拱節(jié)段1-2。也就是說，將立柱6底部所安裝的鋼管混凝土拱節(jié)段和與該鋼管混凝土拱節(jié)段左右兩側(cè)相鄰的一個(gè)或多個(gè)鋼管混凝土拱節(jié)段均設(shè)置為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1。同時(shí)，兩個(gè)位置相鄰且彼此相連的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中所設(shè)置的所述加勁肋鋼板的緊固連接為一體； 且兩個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1連接處的拱形鋼管一 1-11上，開有一個(gè)或多個(gè)用于將相鄰兩個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中所設(shè)置的加勁肋鋼板緊固連接為一體的施工作業(yè)孔二。實(shí)際施工時(shí)，若相鄰兩個(gè)鋼管混凝土拱節(jié)段均為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1，則在鋼管拱對(duì)接之前，可以先在二者接頭附近的承力鋼管的管壁上開設(shè)一個(gè)或多個(gè)用于施工作業(yè)的孔口(即施工作業(yè)孔二)；待相鄰兩個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中的承力鋼管對(duì)接后，再通過該施工作業(yè)孔二進(jìn)行相鄰兩個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)加勁肋鋼板的連接，且加勁肋鋼板連接完成后，對(duì)該施工作業(yè)孔二焊接鋼板加以填充、封堵；最后，在組裝完成的鋼管拱內(nèi)灌注填充混凝土，并在灌注混凝土后的鋼管拱上安裝豎向連接桿。本實(shí)施例中，立柱6底部所安裝的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1和與該加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1相鄰的一個(gè)或多個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1 (簡(jiǎn)稱位于鄰側(cè)的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1)中所布設(shè)加勁肋鋼板的數(shù)量以及各加勁肋鋼板的布設(shè)位置均相同，這樣能將相鄰兩個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)所設(shè)置的所有加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1的首尾依次相接并緊固連接為一體。但是，各加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)所設(shè)置加勁肋鋼板上開設(shè)的通孔3的數(shù)量不同，具體而言立柱6底部所安裝加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)加勁肋鋼板上所開通孔3的數(shù)量較多且相鄰兩個(gè)通孔3之間的間距較小 (具體為9個(gè))，而鄰側(cè)的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1內(nèi)加勁肋鋼板上所開通孔3的數(shù)量較少且相鄰兩個(gè)通孔3之間的間距較大，這主要是由于立柱6底部所安裝加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1所承受的剪力最大，而位于該加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1左右兩側(cè)的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1所承受的剪力逐漸減小。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5如圖9所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段 1-1中拱形鋼管一 1-11的整個(gè)管體內(nèi)均均勻布設(shè)多個(gè)加勁肋鋼板，且所述加勁肋鋼板的數(shù)量為8個(gè)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6如圖10和圖11所示，采用本實(shí)用新型建造的拱橋?yàn)橹谐惺焦皹?詳見圖10)，因而所述橋面結(jié)構(gòu)5位于主拱4的中部，所述豎向連接桿為立柱6或吊桿7，其中主拱4中位于橋面結(jié)構(gòu)5上方的拱段與橋面結(jié)構(gòu)5之間通過吊桿7進(jìn)行緊固連接，而主拱4中位于橋面結(jié)構(gòu)5下方的拱段與橋面結(jié)構(gòu)5之間通過立柱6進(jìn)行緊固連接。相應(yīng)地，根據(jù)受力分析結(jié)果，所述立柱6底部所安裝的鋼管混凝土拱節(jié)段和吊桿7頂部所安裝的鋼管混凝土拱節(jié)段均需承受較大的剪力，均必須設(shè)置為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1。本實(shí)施例中，所述立柱6底部所安裝的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中，多個(gè)所述加勁肋鋼板均布設(shè)在所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中拱形鋼管一 1-11的管體上半?yún)^(qū)域內(nèi)，實(shí)際施工過程中，也可以在拱形鋼管一 1-11的整個(gè)管體內(nèi)布設(shè)多個(gè)加勁肋鋼板；而吊桿7頂部所安裝的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中，多個(gè)所述加勁肋鋼板均布設(shè)在所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1中拱形鋼管一 1-11的管體下半?yún)^(qū)域內(nèi)(詳見圖11)，實(shí)際施工過程中，也可以在拱形鋼管一 1-11的整個(gè)管體內(nèi)布設(shè)多個(gè)加勁肋鋼板。另外，實(shí)際施工時(shí)，也可以將與立柱6底部所安裝的鋼管混凝土拱節(jié)段相鄰且所承受剪力較大的鋼管混凝土拱節(jié)段設(shè)置為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1，同樣也可以將與吊桿7頂部所安裝的鋼管混凝土拱節(jié)段相鄰且所承受剪力較大的鋼管混凝土拱節(jié)段設(shè)置為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段1-1。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于包括由多個(gè)鋼管混凝土拱節(jié)段連續(xù)拼裝組成的主拱G)，所述鋼管混凝土拱節(jié)段根據(jù)其在主拱中所處位置的受力情況分為內(nèi)部設(shè)置有PBL剪力鍵O)的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)或內(nèi)部未設(shè)置 PBL剪力鍵O)的普通型鋼管混凝土拱節(jié)段(1- 兩種類型；所述普通型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-2)包括拱形鋼管二(1-21)和灌注在拱形鋼管二(1-21)內(nèi)的混凝土填充結(jié)構(gòu)二 (1-22)，所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)包括拱形鋼管一(1-11)、沿軸線方向布設(shè)在拱形鋼管一(1-11)內(nèi)側(cè)壁上的多個(gè)PBL剪力鍵(2)和灌注在拱形鋼管一(1-11)內(nèi)的混凝土填充結(jié)構(gòu)一(1-12)，所述拱形鋼管二(1-21)與拱形鋼管一(1-11)的橫截面結(jié)構(gòu)和橫截面尺寸均相同。
2.按照權(quán)利要求1所述的PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于所述主拱(4) 與其所處拱橋的橋面結(jié)構(gòu)( 之間通過多根豎向連接桿進(jìn)行緊固連接，且所述豎向連接桿布設(shè)在加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)上；所述拱形鋼管二(1-21)為普通型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-2)的承力鋼管，且所述拱形鋼管一(1-11)為加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)的承力鋼管，相鄰兩個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管之間以焊接方式進(jìn)行緊固連接或者多個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管加工制作為一體；且當(dāng)多個(gè)所述鋼管混凝土拱節(jié)段的承力鋼管加工制作為一體時(shí)，所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)中的拱形鋼管一(1-11) 上開有一個(gè)或多個(gè)用于安裝PBL剪力鍵O)的施工作業(yè)孔一。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于所述PBL 剪力鍵(2)為加勁肋鋼板，且所述加勁肋鋼板上開有多個(gè)通孔(3)。
4.按照權(quán)利要求3所述的PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)內(nèi)所設(shè)置的多個(gè)所述加勁肋鋼板均布設(shè)在加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)的受力區(qū)域上。
5.按照權(quán)利要求4所述的PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)中的多個(gè)所述加勁肋鋼板呈均勻布設(shè)，且多個(gè)所述加勁肋鋼板以拱形鋼管一(1-11)的縱向中心線為對(duì)稱線進(jìn)行左右對(duì)稱布設(shè)；多個(gè)所述加勁肋鋼板均布設(shè)在所述加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)中拱形鋼管一(1-11)的管體上半?yún)^(qū)域、管體下半?yún)^(qū)域或整個(gè)管體內(nèi)；多個(gè)所述加勁肋鋼板的拱度均與加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)的拱度一致，且所述加勁肋鋼板的前后端部均與加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)的前后端部相平齊。
6.按照權(quán)利要求3所述的PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于所述加勁肋鋼板為條狀鋼板，多個(gè)所述通孔(3)布設(shè)在與所述條狀鋼板的中心軸線相平行的一條弧線上。
7.按照權(quán)利要求6所述的PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于所述加勁肋鋼板上所開的多個(gè)所述通孔(3)呈均勻布設(shè)。
8.按照權(quán)利要求7所述的PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于所述加勁肋鋼板上相鄰兩個(gè)通孔⑶之間的間距根據(jù)其所布設(shè)位置處加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1) 的實(shí)際受力情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，所述所述加勁肋鋼板布設(shè)位置處所承受的力越大，相鄰兩個(gè)通孔⑶之間的間距越小。
9.按照權(quán)利要求3所述的PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于所述加勁肋鋼板與其所布設(shè)位置處拱形鋼管一(1-11)的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)。
10.按照權(quán)利要求3所述的PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，其特征在于兩個(gè)位置相鄰且彼此相連的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)中所設(shè)置的所述加勁肋鋼板的緊固連接為一體；且兩個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)連接處的拱形鋼管一(1-11)上，開有一個(gè)或多個(gè)用于將相鄰兩個(gè)加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段(1-1)中所設(shè)置的加勁肋鋼板緊固連接為一體的施工作業(yè)孔二。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種PBL剪力鍵加勁型鋼管混凝土拱，包括由多個(gè)鋼管混凝土拱節(jié)段連續(xù)拼裝組成的主拱，鋼管混凝土拱節(jié)段根據(jù)其在主拱中所處位置的受力情況分為設(shè)置有PBL剪力鍵的加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段或未設(shè)置PBL剪力鍵的普通型鋼管混凝土拱節(jié)段兩種類型；普通型鋼管混凝土拱節(jié)段包括拱形鋼管二和灌注在拱形鋼管二內(nèi)的混凝土填充結(jié)構(gòu)二，加勁型鋼管混凝土拱節(jié)段包括拱形鋼管一、沿軸線方向布設(shè)在拱形鋼管一內(nèi)側(cè)壁上的多個(gè)PBL剪力鍵和灌注在拱形鋼管一內(nèi)的混凝土填充結(jié)構(gòu)一。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工方便、力學(xué)性能優(yōu)越，施工質(zhì)量易控制，能解決目前鋼管混凝土拱結(jié)構(gòu)存在的鋼管與混凝土脫空病害、使用壽命較短等問題。
文檔編號(hào)E01D101/24GK202000248SQ20112008993
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者傅梅珍, 劉永健, 姚曉榮, 楊岳華, 閆雯, 龍剛 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)