一種輕型拱橋的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種輕型拱橋，包括左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)、右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)、設(shè)置在左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)之間的拱圈以及填充在所述拱圈上方和兩側(cè)的泡沫混凝土填充體，拱圈包括混凝土拱板和由波紋鋼板制成的鋼板拱殼，鋼板拱殼和混凝土拱板錨固連接，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)鋪設(shè)在泡沫混凝土填充體上。本實用新型具有自重輕、跨越能力強、適應(yīng)變形能力強和承載能力高等特點。
【專利說明】
一種輕型拱橋
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于拱橋技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輕型拱橋。
【背景技術(shù)】
[0002]在國內(nèi)公路鐵路建設(shè)中，中橋、小橋和涵洞占有較大的比例，而中小橋及涵洞設(shè)計中絕大部分采用鋼筋混凝土或圬工結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土或圬工結(jié)構(gòu)，圬工量大，施工繁瑣、工期長。在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，地基處理、基礎(chǔ)工程及下部結(jié)構(gòu)所占工程量較大，施工困難。一些結(jié)構(gòu)適應(yīng)地基變形能力和抗震性能普遍較差，當(dāng)?shù)鼗霈F(xiàn)不均勻變形時，在結(jié)構(gòu)內(nèi)會產(chǎn)生較大的應(yīng)力;如果應(yīng)力超過材料強度，將引起混凝土結(jié)構(gòu)的開裂和破壞，影響結(jié)構(gòu)物的功能及壽命，維修費用巨大。拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)為拱圈。由于拱腳兩側(cè)的水平推力作用，顯著降低了荷載所引起的拱圈內(nèi)的彎矩。但是，傳統(tǒng)的石砌拱橋，工程數(shù)量巨大，且對石材質(zhì)量、地基承載力和施工人員技能要求較高，而常見滿堂式支撐系統(tǒng)對周轉(zhuǎn)材料的需求量也比較大。
[0003]波紋鋼板橋涵技術(shù)在國內(nèi)目前還是一個新的領(lǐng)域。與其他材料預(yù)制品相比，波紋鋼板具有截面小、柔性好、重量輕、便于存放和運輸、施工工藝簡單、組裝快捷、施工工期短等優(yōu)點，是一種在橋梁建設(shè)中具有較大推廣潛力的新型產(chǎn)品。當(dāng)前，波紋鋼板結(jié)構(gòu)在中小拱橋中應(yīng)用的研究才剛剛起步。波紋鋼板制品修建的為數(shù)不多的覆土鋼波紋板橋最大跨徑不超過10m。例如，申請?zhí)枮?01310220380.5的中國實用新型專利公開了一種圓弧拱鋼波紋板橋涵結(jié)構(gòu)，單孔跨度僅為4m。覆土鋼波紋板橋往往鋼材用量較多，且橋梁自重較大。
[0004]為增大結(jié)構(gòu)的跨越能力、拓展波紋鋼板制品使用范圍，進一步降低拱上填土恒載自重、提高波紋鋼板裸拱的強度和剛度是十分關(guān)鍵的。申請?zhí)枮?01320127712.0的中國實用新型公開了一種采用內(nèi)外兩層波紋鋼板對扣連接，內(nèi)部空間填充抗壓填充物的組合式波紋鋼板拱橋建造方法。申請?zhí)枮?01310079450.X的中國實用新型專利公開了一種空腹式大跨填土復(fù)合波紋鋼板拱橋結(jié)構(gòu)，該組合結(jié)構(gòu)大跨主拱圈采用夾心砂漿復(fù)合波紋鋼板，波紋鋼板通過螺栓連接成反置雙層板并在夾層設(shè)置栓釘填充高強砂漿形成整體的夾心砂漿復(fù)合波紋鋼板，腹孔采用波紋鋼管，主拱圈和腹孔間通過填土傳遞荷載。
[0005]對于大跨度拱橋，需要拱圈具有較高的承載力，特別是，在拱頂砂礫填料壓實階段，需要拱圈具有較強的抗屈曲破壞能力。上述專利提出了通過內(nèi)外兩層波紋鋼板對扣連接以及在內(nèi)部空間填充抗壓填充物等增強結(jié)構(gòu)承載力措施。事實上，對波紋鋼板拱圈承載力增強效果十分有限，并且工藝較為繁瑣，注漿填充質(zhì)量不易檢測和控制，波紋鋼板漏漿問題也不易解決。
[0006]申請?zhí)枮?01220628320.8的中國實用新型公開了一種雙層波紋鋼板拱橋，包括至少兩個基礎(chǔ)部以及由波紋鋼板制作的兩層拱形承重部和填充在其中的抗壓填充部。但是，沒有涉及拱圈以上構(gòu)造和填充部的結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計及施工方法。
[0007]申請?zhí)枮?01410421742.1的中國實用新型專利公開了一種覆土波紋鋼板-混凝土組合拱橋的加強方法，實用新型中采用了與申請?zhí)枮?01320127712.0的中國實用新型及申請?zhí)枮?01310079450.X的中國實用新型專利類似的波紋鋼板-混凝土組合拱圈。第二波紋鋼板反置于第一波紋鋼板下部，之后在橫縱向通過高強螺栓進行拼接形成加勁波紋鋼板拱圈；從拱腳向拱圈空腔內(nèi)壓漿灌注混凝土;在第一波紋鋼板頂部澆筑混凝土。然而，申請?zhí)枮?01410421742.1的實用新型專利與申請?zhí)枮?01310079450.X實用新型專利存在兩個方面共同的問題。首先，采用普通砂礫作為拱頂填料，主拱圈及腹孔波紋管附近的填土難以壓實，人工夯實效率較低，并會對主拱圈內(nèi)混凝土強度造成影響；當(dāng)壓實度難以保證或壓實不均勻時，鋼板拱殼在不平衡壓力(荷載)作用下，容易失去穩(wěn)定性;其次，通過采用金屬波紋管等中空結(jié)構(gòu)置換填土來減輕橋梁自重，成本較高。
[0008]采用普通波紋鋼板與砂礫構(gòu)筑而成的覆土波紋鋼板橋涵，主要依靠柔性波紋鋼板拱殼附近填土的被動土壓力支撐，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。如果拱殼頂部填土厚度較小，拱殼之上填土由于缺乏足夠的約束，抗剪強度較低，在施工和運營期間，拱殼擠出力作用較大的位置，拱殼結(jié)構(gòu)將會發(fā)生較大的變形，甚至失穩(wěn)。為擴散施工機械荷載及行車荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，防止波紋鋼板拱殼產(chǎn)生過大的變形，保證施工和運營期間波紋鋼板拱殼的穩(wěn)定，美國和加拿大等國的規(guī)范和指南中規(guī)定，應(yīng)根據(jù)橋涵跨徑，滿足一定的最小填土厚度(0.6?1.2m)的要求。然而，如果路基邊坡坡率按I: 1.5計算，拱橋或涵洞頂部填土每減少或增加lm，拱橋的寬度和涵洞的長度會相應(yīng)有3m的變化，鋼材等材料用量隨之顯著變化。一些路基填土高度受限地段，設(shè)計者一般通過增加橋涵孔數(shù)并壓縮橋涵孔徑來滿足泄洪要求，但多孔拱橋(涵洞)水力條件通常較單跨橋梁差。美國專利4563107公開了一種波紋板拱殼-翼梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，試圖通過在拱殼頂部布設(shè)翼板梁擴散行車荷載應(yīng)力，防止鋼板拱殼失穩(wěn)。但是，由于普通砂石材料填筑的路堤下部地基承受的荷載遠(yuǎn)高于拱殼底部地基承受荷載，嚴(yán)重的路-橋差異沉降常常導(dǎo)致翼板與其下方的填土脫離，進而出現(xiàn)翼板脫空和折斷病害，使用效果并不理想。
[0009]圬工拱橋主拱圈是曲線型，一般情況下車輛無法直接在弧面上行駛，所以在行車道系與主拱圈之間需要有傳遞荷載的填充物。為了降低成本而就地取材，通常采用礫石、碎石、粗沙或卵石夾黏土并加以夯實；當(dāng)填料不易取材時，往往改用砌筑式拱上建筑，通常采用干砌圬工或澆筑素混凝土作為拱上填料。上述傳統(tǒng)拱上填料表觀密度一般為1800?2450kg/m3，拱圈內(nèi)力較大，不利于結(jié)構(gòu)的受力。如果采用透水性欠佳的黏性土填料，水滲入后拱上填料自重增加，降低拱橋的承載車輛荷載的能力;含水量增大后產(chǎn)生的膨脹壓力常常導(dǎo)致側(cè)墻及路面開裂;而滲水流至主拱圈，導(dǎo)致裂縫處鋼筋銹蝕，削弱鋼筋截面面積;鋼筋銹蝕后膨脹，引起混凝土剝落，嚴(yán)重影響拱橋的承載能力及使用耐久性。申請?zhí)枮?01210105040.3的中國實用新型專利公開了一種使用輕質(zhì)混凝土作為拱上填料的圬工拱橋。輕質(zhì)混凝土填料層的材料采用無砂大孔混凝土、粉煤灰陶?；炷?、粘土陶?；炷?、頁巖陶?；炷?、浮石或火山渣混凝土、自燃煤矸石混凝土和膨脹礦渣珠混凝土中的一種或多種。表觀密度為800?1950kg/m3。申請?zhí)枮?01210140016.3的中國實用新型專利公開了一種EPS輕質(zhì)混凝土加固拱橋的方法，容重約為12kN/m3，抗壓強度約為1.7MPa。上述專利涉及的輕質(zhì)混凝土采用的輕質(zhì)骨料或廢舊EPS材料，由于材料來源問題，運距較遠(yuǎn)，難以在交通不發(fā)達的偏遠(yuǎn)地區(qū)新建公路和鐵路工程中推廣應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種輕型拱橋。該拱橋結(jié)構(gòu)具有自重輕、跨越能力強、適應(yīng)變形能力強和承載能力高等特點，有效解決了拱圈頂部及兩側(cè)傳統(tǒng)回填材料無法壓實的難題和橋頭跳車的難題。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型拱橋結(jié)構(gòu)采用的技術(shù)方案是:一種輕型拱橋，其特征在于:包括左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)、右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)、設(shè)置在左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)之間的拱圈以及填充在所述拱圈上方和兩側(cè)的泡沫混凝土填充體，所述拱圈包括混凝土拱板和由波紋鋼板制成的鋼板拱殼，所述鋼板拱殼和混凝土拱板錨固連接，所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)鋪設(shè)在所述泡沫混凝土填充體上。
[0012]上述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述鋼板拱殼和混凝土拱板均為圓弧形，所述鋼板拱殼的左端和混凝土拱板的左端均固定在所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，所述鋼板拱殼的右端和混凝土拱板的右端均固定在右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，所述拱圈的拱頂位置設(shè)置有用于穿過泡沫混凝土填充體并與所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)相連接的垂直鋼筋，所述泡沫混凝土填充體內(nèi)設(shè)置有用于與所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)相連接的垂直鋼筋籠。
[0013]上述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述鋼板拱殼的數(shù)量為兩個，兩個所述鋼板拱殼通過螺桿連接，所述混凝土拱板位于兩個所述鋼板拱殼之間，所述混凝土拱板采用自密實混凝土制成。
[0014]上述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)均為板式基礎(chǔ)，所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)的下方設(shè)置有左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)，所述右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)的下方設(shè)置有右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)。
[0015]上述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述鋼板拱殼為橢圓形，所述混凝土拱板為圓弧形，所述混凝土拱板的左端與左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)固定連接，所述混凝土拱板的右端與右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)固定連接。
[0016]上述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)之間設(shè)置有由波紋鋼板制成圓弧形拱殼，所述混凝土拱板設(shè)置在圓弧形拱殼和鋼板拱殼之間，所述拱圈兩側(cè)的泡沫混凝土填充體伸入路基的長度由上向下逐漸增大形成臺階式過渡段。
[0017]上述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述拱圈下方設(shè)置有用于用于對軟土地基置換的底部泡沫混凝土基礎(chǔ)，所述左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)均設(shè)置在所述底部泡沫混凝土基礎(chǔ)上。
[0018]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0019]1、本實用新型拱橋結(jié)構(gòu)采用泡沫混凝土作為填充材料以形成泡沫混凝土填充體，由于泡沫混凝土無需壓實和振搗，即可達到要求的強度，有效解決了拱圈頂部及兩側(cè)傳統(tǒng)回填材料(砂礫等)無法壓實的難題。
[0020]2、本實用新型拱橋結(jié)構(gòu)，能夠使拱橋單孔跨徑可達1m以上，與多孔波紋管涵洞比較，具有更好的水力性能和泄洪能力，更少的鋼材用量。
[0021]3、本實用新型拱橋結(jié)構(gòu)在鋼板拱殼頂部和兩側(cè)采用鋼筋混凝土和泡沫混凝土等剛性材料，并在泡沫混凝土內(nèi)布設(shè)鋼筋網(wǎng)，增強了鋼板拱殼抵抗屈曲破壞的能力。反過來，拱圈中的鋼板拱殼的延性材料特性又增強了該拱橋結(jié)構(gòu)的承載能力和適應(yīng)變形能力。
[0022]4、本實用新型拱橋結(jié)構(gòu)的拱圈兩側(cè)具有較高承載能力的泡沫混凝土填充體起到了平衡拱腳的水平推力、限制拱腳的水平位移的作用，并通過泡沫混凝土填充體可以消除橋頭跳車問題。
[0023]5、本實用新型拱橋結(jié)構(gòu)的拱圈拱頂位置設(shè)置有用于穿過泡沫混凝土填充體以與所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)相連接的垂直鋼筋，所述泡沫混凝土填充體上設(shè)置有用于與所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)相連接的垂直鋼筋籠，這樣能夠使拱圈、泡沫混凝土填充體和橋面鋪裝結(jié)構(gòu)連成一個整體，在該拱橋結(jié)構(gòu)受力時，拱圈、泡沫混凝土填充體和橋面鋪裝結(jié)構(gòu)能夠協(xié)同工作，即能夠使橋面鋪裝結(jié)構(gòu)能夠參與拱圈的受力，又能夠防止橋面鋪裝結(jié)構(gòu)伸縮對該拱橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。
[0024]6、本實用新型施工方法中，在施工混凝土拱板時，鋼板拱殼可以作為鋼筋綁扎作業(yè)的平臺，并且也是混凝土拱板的混凝土澆筑時模板的重要組成部分，減少了支模、拆模等施工環(huán)節(jié)。并且，在該施工方法中，取消了拱圈的拱頂填料壓實環(huán)節(jié)。采用泡沫混凝土作為填充材料，有效解決了鋼板拱殼頂部及兩側(cè)砂礫等傳統(tǒng)回填材料無法壓實的難題，消除了壓實過程中對拱圈承載力和穩(wěn)定性產(chǎn)生的不利影響。同時，采用該施工方法能夠便于質(zhì)量控制、施工便捷，待泡沫混凝土填充體的達到設(shè)計強度后，在泡沫混凝土填充體上可以直接鋪筑橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，大大的節(jié)約了工期。
[0025]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型實施例1中輕型拱橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本實用新型實施例1中輕型拱橋的施工方法流程圖。
[0028]圖3為本實用新型實施例2中輕型拱橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4為本實用新型實施例3中輕型拱橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖5為本實用新型實施例4中輕型拱橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖6為本實用新型實施例4中輕型拱橋的施工方法流程圖。
[0032]圖7為本實用新型實施例5中輕型拱橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]附圖標(biāo)記說明:
[0034]I—路基；2—翼墻；
[0035]3 一拱橋邊墻；4 一護欄；
[0036]5 一垂直鋼筋；6—拱圈；
[0037]6-1 一鋼板拱殼；6-2—混凝土拱板；
[0038]6-3—圓弧形拱殼；7—泡沫混凝土填充體；
[0039]8 一垂直鋼筋籠；9 一橋面鋪裝結(jié)構(gòu)；
[0040]10—右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)； 11一河道或天然地面；
[0041 ] 12—左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)； 13—右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)；
[0042]14 一錐形溜坡；15—底部泡沫混凝土基礎(chǔ)。
【具體實施方式】
[0043]實施例1
[0044]如圖1所示的一種輕型拱橋，包括左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12、右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10、設(shè)置在左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10之間的拱圈6以及填充在所述拱圈6上方和兩側(cè)的泡沫混凝土填充體7，所述拱圈6包括混凝土拱板6-2和由波紋鋼板制成的鋼板拱殼6-1，所述鋼板拱殼6-1和混凝土拱板6-2錨固連接，所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9鋪設(shè)在所述泡沫混凝土填充體7上。具體的，泡沫混凝土填充體7與其兩側(cè)的路基I相連接，所述泡沫混凝土填充體7前后兩側(cè)均設(shè)置有拱橋邊墻3，所述拱橋邊墻3上設(shè)置有翼墻2，所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10之間即為河道或天然地面11。所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9上設(shè)置有護欄4。所述混凝土拱板6-2為鋼筋混凝土拱板。
[0045]本實施例中，該拱橋結(jié)構(gòu)主要由泡沫混凝土、普通混凝土、鋼筋和波紋鋼板等材料構(gòu)筑而成，具有自重輕、跨越能力強、適應(yīng)變形能力強和承載能力高等特點。并且采用泡沫混凝土作為填充材料以形成泡沫混凝土填充體7，由于泡沫混凝土無需壓實和振搗，即可達到要求的強度和密度，有效解決了拱圈6頂部及兩側(cè)傳統(tǒng)回填材料(砂礫等)無法壓實的難題。采用這種拱橋結(jié)構(gòu)，能夠使拱橋單孔跨徑可達1m以上，與多孔波紋管涵洞比較，具有更好的水力性能和泄洪能力，更少的鋼材用量。同時，混凝土拱板6-2、泡沫混凝土填充體7及其內(nèi)部的鋼筋網(wǎng)并橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9內(nèi)連續(xù)配筋混凝土等剛性材料，增強了鋼板拱殼6-1抵抗屈曲破壞的能力。反過來，拱圈6中的鋼板拱殼6-1的延性材料特性又增強了該拱橋結(jié)構(gòu)的承載能力和適應(yīng)變形能力。并且拱圈6兩側(cè)具有較高承載能力的泡沫混凝土填充體7起到了平衡拱腳的水平推力、限制拱腳的水平位移的作用，并通過泡沫混凝土填充體7可以消除橋頭跳車問題。
[0046]如圖1所示，所述拱圈6的拱頂位置設(shè)置有用于穿過泡沫混凝土填充體7并與所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9相連接的垂直鋼筋5，所述泡沫混凝土填充體7內(nèi)設(shè)置有用于與所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9相連接的垂直鋼筋籠8。這樣能夠使拱圈6、泡沫混凝土填充體7和橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9連成一個整體，在該拱橋結(jié)構(gòu)受力時，拱圈6、泡沫混凝土填充體7和橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9能夠協(xié)同工作，即能夠使橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9能夠參與拱圈6的受力，又能夠防止橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9伸縮對該拱橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。
[0047]本實施例中，所述鋼板拱殼6-1和混凝土拱板6-2均為圓弧形，所述鋼板拱殼6-1的左端和混凝土拱板6-2的左端均固定在所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12上，所述鋼板拱殼6-1的右端和混凝土拱板6 - 2的右端均固定在右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)1上。將所述鋼板拱殼6 -1和混凝土拱板6-2均設(shè)計為圓弧形，這種情況適應(yīng)于需要降低橋梁凈空高度或路基I填土高度較低的情況。
[0048]如圖2所示的一種輕型拱橋的施工方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0049]步驟一、基礎(chǔ)施工:在地基上施工左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10；
[0050]步驟二、拱圈6施工:在左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10上將波紋鋼板組裝成鋼板拱殼6-1，然后在所述鋼板拱殼6-1上施工混凝土拱板6-2;
[0051]步驟三、泡沫混凝土填充體7施工:在拱圈6兩側(cè)對稱澆筑泡沫混凝土，所述泡沫混凝土為分層澆筑，當(dāng)下層泡沫混凝土硬化后，再在下層泡沫混凝土上澆筑上層泡沫混凝土，然后在拱圈6上方澆筑泡沫混凝土，從而完成泡沫混凝土填充體7的施工;其中，每層泡沫混凝土的厚度為0.5m?1.0m。
[0052]步驟四、橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9鋪裝施工:在所述泡沫混凝土填充體7上用連續(xù)配筋水泥混凝土鋪設(shè)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9。
[0053]本實施例中，在步驟二中施工拱圈6時，具體包括以下步驟:
[0054]步驟201、在左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10上將波紋鋼板組裝成呈圓弧形的鋼板拱殼6-1;
[0055]步驟202、將鋼板拱殼6-1的左端固定在左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12上，將鋼板拱殼6-1的右端固定在右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)1上；
[0056]步驟203、在所述鋼板拱殼6-1的頂部和兩側(cè)綁扎鋼筋網(wǎng)；
[0057]步驟204、在鋼板拱殼6-1上支模并澆筑混凝土以形成混凝土拱板6-2，并通過尾部帶彎鉤的錨固螺栓將鋼板拱殼6-1和混凝土拱板6-2錨固連接，所述混凝土拱板6-2的左端固定在所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12上，所述混凝土拱板6-2的右端固定在所述右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)1上。
[0058]本實施例中，如果采用雙層鋼板拱殼，安裝第二層鋼板拱殼時，兩層拱殼之間采用螺桿連接。并在在兩層鋼板拱殼之間填充自密實混凝土。
[0059]本實施例中，該施工方法中，在施工混凝土拱板6-2時，鋼板拱殼6-1可以作為鋼筋綁扎作業(yè)的平臺，并且也是混凝土拱板6-2的混凝土澆筑時模板的重要組成部分，減少了支模、拆模等施工環(huán)節(jié)。并且，在該施工方法中，取消了拱圈6的拱頂填料壓實環(huán)節(jié)。采用泡沫混凝土作為填充材料，有效解決了鋼板拱殼6-1頂部及兩側(cè)砂礫等傳統(tǒng)回填材料無法壓實的難題，消除了壓實過程中對拱圈6承載力和穩(wěn)定性產(chǎn)生的不利影響。同時，采用該施工方法能夠便于質(zhì)量控制、施工便捷，待泡沫混凝土填充體7的達到設(shè)計強度后，在泡沫混凝土填充體7上可以直接鋪筑橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9，大大的節(jié)約了工期。
[0060]本實施例中，在拱圈6頂部及兩側(cè)不同部位，根據(jù)強度要求，澆筑不同密度的泡沫混凝土;在橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9之下以及拱腳附近應(yīng)力較大的部位，采用無側(cè)限抗壓強度為IMPa?2MPa的泡沫混凝土，并布設(shè)鋼筋網(wǎng)；而在其他部位采用無側(cè)限抗壓強度為0.5?1.0MPa的泡沫混凝土。
[0061 ]其中，泡沫混凝土配合比為:配制設(shè)計強度為1.0MPa的泡沫混凝土，每立方材料用量，水泥、添加材料(粉煤灰和細(xì)砂)、水、氣泡群:325kg、325kg、200kg、568.2L，濕容重為8.78kN/m3。其中，水泥為 P042.50。
[0062]配制設(shè)計強度為1.5MPa的泡沫混凝土，每立方材料用量，水泥、添加材料(粉煤灰和細(xì)砂)、水、氣泡群:330kg、660kg、215kg、420.7L，濕容重為12.26kN/m3。其中，水泥為P042.50。
[0063]實施例2
[0064]如圖3所示，本實施例輕型拱橋與實施例1輕型拱橋的不同之處在于:所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10均為板式基礎(chǔ)，所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12的下方設(shè)置有左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)，所述右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10的下方設(shè)置有右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)13。本實施例中，通過將左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10設(shè)計為板式基礎(chǔ)，能夠有效的擴散作用在所述左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)13上的荷載，減小了垂直壓應(yīng)力。
[0065]本實施例中，所述拱橋邊墻3上設(shè)置有錐形溜坡14。
[0066]實施例3
[0067]如圖4所示，本實施例輕型拱橋與實施例1輕型拱橋的不同之處在于:所述鋼板拱殼6-1的數(shù)量為兩個，兩個所述鋼板拱殼6-1通過螺桿連接，所述混凝土拱板6-2位于兩個所述鋼板拱殼6-1之間，所述混凝土拱板6-2采用自密實混凝土制成。其采用兩個鋼板拱殼6-1，能夠使該拱橋結(jié)構(gòu)的跨徑超過16m。并用自密實混凝土和鋼筋制成混凝土拱板6-2，能夠增強混凝土拱板6-2的強度，進而提升承載力。
[0068]本實施例中，配制C40?C50自密實混凝土，膠凝材料用量宜為450kg/m3?550kg/m3，水膠比宜小于0.45，單位用水量宜小于200kg/m3。為保證拌合物工作性能粉煤灰體積摻量在25%?35%范圍；如果采用硅粉置換率取10%?15%，磨細(xì)高爐礦渣粉置換率取30%?50 %。高效減水劑合理摻量為膠凝材料質(zhì)量的0.6 %?0.8 %。砂率應(yīng)大于35 %，以40 % -50%之間為宜。
[0069]具體工程配制C40自密實混凝土，采用配合比如下:每立方材料用量，水泥、粉煤灰、水、砂、石、減水劑分別為，430kg、130kg、197kg、800kg、810kg、0.8%，再加入適量膨脹劑。
[0070]實施例4
[0071]如圖5所示，本實施例輕型拱橋與實施例1輕型拱橋的不同之處在于:所述鋼板拱殼6-1為橢圓形，所述混凝土拱板6-2為圓弧形，所述混凝土拱板6-2的左端與左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12固定連接，所述混凝土拱板6-2的右端與右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)1固定連接。
[0072]本實施例中，將所述鋼板拱殼6-1設(shè)計為橢圓形，將所述混凝土拱板6-2設(shè)計為圓弧形，能夠適應(yīng)當(dāng)橋梁凈空高度較高或路基I填土高度較高時的情況。
[0073 ]如圖6所示的一種輕型拱橋的施工方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0074]步驟S1、泡沫混凝土基礎(chǔ)施工:在地基上饒筑泡沫混凝土，以形成左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)13;
[0075]步驟S2、下半圓鋼板拱殼施工:在所述左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)13上組裝由波紋鋼板制成的下半圓鋼板拱殼，并將下半圓鋼板拱殼與泡沫混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的預(yù)埋豎直鋼筋相連接；
[0076]步驟S3、鋼筋混凝土基礎(chǔ)施工:在所述左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)上綁扎鋼筋并澆筑混凝土形成左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12，在所述右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)13上綁扎鋼筋并澆筑混凝土形成右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10;
[0077]步驟S4、上半圓鋼板拱殼施工:在左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10上組裝由波紋鋼板制成的上半圓鋼板拱殼，所述上半圓鋼板拱殼的兩端和下半圓鋼板拱殼的兩端對應(yīng)連接，從而構(gòu)成鋼板拱殼6-1 ；
[0078]步驟S5、混凝土拱板6-2施工:在所述上半圓鋼板拱殼上綁扎鋼筋網(wǎng)并澆筑混凝土以制成呈圓弧形的混凝土拱板6-2，并通過錨桿將所述上半圓鋼板拱殼和混凝土拱板6-2錨固連接；
[0079]步驟S6、泡沫混凝土填充體7施工:在拱圈6兩側(cè)對稱澆筑泡沫混凝土，所述泡沫混凝土為分層澆筑，當(dāng)下層泡沫混凝土硬化后，再在下層泡沫混凝土上澆筑上層泡沫混凝土，然后在拱圈上方澆筑泡沫混凝土，從而完成泡沫混凝土填充體7的施工；
[0080]步驟S7、橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9鋪裝施工:在所述泡沫混凝土填充體7上用連續(xù)配筋水泥混凝土鋪設(shè)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9。
[0081]本實施例中，該施工方法能夠快速、有效的完成拱橋結(jié)構(gòu)的施工，并且能夠使施工成的拱橋結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)當(dāng)橋梁凈空高度較高或路基I填土高度較高時的情況。
[0082]本實施例中，該施工方法中，在施工混凝土拱板6-2時，鋼板拱殼6-1可以作為鋼筋綁扎作業(yè)的平臺，并且也是混凝土拱板6-2的混凝土澆筑時模板的重要組成部分，減少了支模、拆模等施工環(huán)節(jié)。并且，在該施工方法中，取消了拱圈6的拱頂填料壓實環(huán)節(jié)。采用泡沫混凝土作為填充材料，有效解決了鋼板拱殼6-1頂部及兩側(cè)砂礫等傳統(tǒng)回填材料無法壓實的難題，消除了壓實過程中對拱圈6承載力和穩(wěn)定性產(chǎn)生的不利影響。同時，采用該施工方法能夠便于質(zhì)量控制、施工便捷，待泡沫混凝土填充體7的達到設(shè)計強度后，在泡沫混凝土填充體7上可以直接鋪筑橋面鋪裝結(jié)構(gòu)9，大大的節(jié)約了工期。
[0083]實施例5
[0084]如圖7所示，本實施例輕型拱橋與實施例4輕型拱橋的不同之處在于:所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)12和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)10之間設(shè)置有由波紋鋼板制成圓弧形拱殼6-3，所述混凝土拱板6-2設(shè)置在圓弧形拱殼6-3和鋼板拱殼6-1之間，所述拱圈6兩側(cè)的泡沫混凝土填充體7伸入路基I的長度由上向下逐漸增大。
[0085]本實施例中，由于路基I和泡沫混凝土填充體7的沉降量不一樣，通過拱圈6兩側(cè)的泡沫混凝土填充體7，所述拱圈6兩側(cè)的泡沫混凝土填充體7伸入路基I的長度由上向下逐漸增大形成臺階式過渡段。這樣能夠有效防止跳車，并且所述臺階式過渡段能夠與拱圈6頂部的泡沫混凝土填充體7連接以形成整體。
[0086]本實施例中，所述拱圈6下方設(shè)置有用于對軟土地基置換的底部泡沫混凝土基礎(chǔ)15，所述左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)13均設(shè)置在所述底部泡沫混凝土基礎(chǔ)15上。通過設(shè)置底部泡沫混凝土基礎(chǔ)15，能夠有效的減少該拱橋結(jié)構(gòu)的沉降變形。
[0087]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種輕型拱橋，其特征在于:包括左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(12)、右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(10)、設(shè)置在左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(12)和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(10)之間的拱圈(6)以及填充在所述拱圈(6)上方和兩側(cè)的泡沫混凝土填充體(7)，所述拱圈(6)包括混凝土拱板(6-2)和由波紋鋼板制成的鋼板拱殼(6-1)，所述鋼板拱殼(6-1)和混凝土拱板(6-2)錨固連接，所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)(9)鋪設(shè)在所述泡沫混凝土填充體(7)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述鋼板拱殼(6-1)和混凝土拱板(6-2)均為圓弧形，所述鋼板拱殼(6-1)的左端和混凝土拱板(6-2)的左端均固定在所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(12)上，所述鋼板拱殼(6-1)的右端和混凝土拱板(6-2)的右端均固定在右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(10)上，所述拱圈(6)的拱頂位置設(shè)置有用于穿過泡沫混凝土填充體(7)并與所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)(9)相連接的垂直鋼筋(5)，所述泡沫混凝土填充體(7)內(nèi)設(shè)置有用于與所述橋面鋪裝結(jié)構(gòu)(9)相連接的垂直鋼筋籠(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述鋼板拱殼(6-1)的數(shù)量為兩個，兩個所述鋼板拱殼(6-1)通過螺桿連接，所述混凝土拱板(6-2)位于兩個所述鋼板拱殼(6-1)之間，所述混凝土拱板(6-2)采用自密實混凝土制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(12)和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(10)均為板式基礎(chǔ)，所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(12)的下方設(shè)置有左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)，所述右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(10)的下方設(shè)置有右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)(13)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述鋼板拱殼(6-1)為橢圓形，所述混凝土拱板(6-2)為圓弧形，所述混凝土拱板(6-2)的左端與左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(12)固定連接，所述混凝土拱板(6-2)的右端與右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(1)固定連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述左側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(12)和右側(cè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)(10)之間設(shè)置有由波紋鋼板制成圓弧形拱殼(6-3)，所述混凝土拱板(6-2)設(shè)置在圓弧形拱殼(6-3)和鋼板拱殼(6-1)之間，所述拱圈(6)兩側(cè)的泡沫混凝土填充體(7)伸入路基(I)的長度由上向下逐漸增大形成臺階式過渡段。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輕型拱橋，其特征在于:所述拱圈(6)下方設(shè)置有用于用于對軟土地基置換的底部泡沫混凝土基礎(chǔ)(15)所述左側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)和右側(cè)泡沫混凝土基礎(chǔ)(13)均設(shè)置在所述底部泡沫混凝土基礎(chǔ)(15)上。
【文檔編號】E01D4/00GK205474790SQ201521140027
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】原喜忠, 王立鵬, 歐陽煜
【申請人】長安大學(xué)