一种横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法与流程

本发明属于桥梁施工的，具体是一种横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法。

背景技术：

1、系杆拱桥：将拱与梁两种基本结构形式组合在一起，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用，拱端的水平推力用拉杆承受，使拱端支座不产生水平推力。这种拱桥内部为超静定体系，外部则为静定。

2、对于横向多拱肋系杆拱桥，大多采用对称安装的施工方法，如图1所示，采取按“中拱-边拱1-边拱2”的顺序对称安装的施工方法，即先安装中系梁和中拱肋，中拱两侧结构对称同时安装。但是，当桥址附近存在既有道路或者其他不可逾越的障碍物时，拱桥一侧施工作业面受限，无法实现两侧结构对称同时安装。为了解决对称安装在特殊场地不适用的问题，在设计中心线另一侧开展施工作业，采取按“边拱1-中拱-边拱2”顺序的非对称安装的施工方法，如图2所示。

3、当采用非对称安装方法时，先安装的结构形成超静定体系，在后安装结构的重力作用下，产生附加受力效应，导致成桥后各拱肋的受力不同。由于横桥向同类型构件是基于同样的受力特性进行统一设计的，所以成桥状态下同类型构件内力不均的现象会导致整体结构产生“木桶效应”，进而出现不利截面与不利工况，降低全桥的可靠度。

4、因此，如何有效改善横向多拱肋系杆拱桥非对称安装时内力不均的不利状态，需保证在成桥后横桥向同类型构件受力保持一致是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本发明提出横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，解决了横向多拱肋系杆拱桥非对称安装时内力不均的不利状态，成桥后横桥向同类型构件受力不一致的问题。

2、本申请的技术方案为：

3、一种横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，包括以下施工步骤：

4、s1：沿拱桥宽度方向同时搭建边拱肋结构一、中拱肋结构；

5、s2：在所述中拱肋结构的另一侧搭建边拱肋结构二。

6、解决了多拱肋系杆拱桥在采用非对称安装方法时，后安装结构的重力作用对先安装结构已形成的超静定体系产生附加受力效应，导致成桥后各拱肋受力不同而导致全桥可靠度降低的问题，实现了非对称安装拱肋的受力对称性。

7、进一步地，所述拱肋结构一、所述中拱肋结构、所述拱肋结构二均包括系梁，连接所述系梁两端设置有拱肋，所述系梁下方支撑有临时支架，拱肋支架支撑于所述系梁与所述拱肋之间，所述拱肋结构上设置有临时系杆索结构。

8、进一步地，所述临时系杆索结构包括系杆索，所述系杆索与所述拱肋之间设置有若干吊杆。

9、进一步地，所述临时支架、所述拱肋支架均设置至少两个，使所述拱肋结构更稳定。

10、进一步地，所述临时支架支撑在所述拱肋支架的下方,设置于同一条直线上。

11、进一步地，所述s1中，所述边拱肋结构一、所述中拱肋结构形成超静定体系，所述边拱肋结构一、所述中拱肋结构的两端均在自重作用下分别产生拱推力fa、fb，fa、fb导致系梁产生相应的拉应力，张拉系杆索，通过所述系梁产生的内力用来平衡fa、fb。

12、进一步地，所述fa、fb的计算公式如下：

13、

14、

15、式中，f、l为拱桥矢高和计算跨度；

16、μ为拱肋与系杆的抗弯刚度比；

17、x为荷载至拱桥支座的距离；

18、ga(x)、gb(x)分别为拱肋和系梁每延米重量关于重量计算位置至拱桥支座距离的函数。

19、进一步地，所述s1的具体施工步骤如下：

20、s1.1：搭设边拱肋结构一的临时支架a、中拱肋结构的临时支架b,在临时支架a上安装系梁a、拱肋支架a、拱肋a，在临时支架b上安装系梁b、拱肋支架b、拱肋b,并安装系杆索a、系杆索b、吊杆a、吊杆b；

21、s1.2：张拉系杆索a、系杆索b；

22、s1.3：将拱肋a脱离拱肋支架a的支撑或拆除拱肋支架a、拱肋b脱离拱肋支架b的支撑或拆除拱肋支架b；

23、s1.4：张拉吊杆a、吊杆b；

24、s1.5：将系梁a脱离临时支架a的支撑或拆除临时支架a、系梁b脱离临时支架b的支撑或拆除临时支架b。

25、进一步地，所述s2的具体施工步骤如下：

26、s2.1：搭设边拱肋结构二的临时支架c,在临时支架c上安装系梁c、拱肋支架c、拱肋c,并安装系杆索c、吊杆c；

27、s2.2：将拱肋c脱离拱肋支架c的支撑或拆除拱肋支架c；

28、s2.3：张拉吊杆c；

29、s2.4：将系梁c脱离临时支架c或拆除临时支架c；

30、s2.5：放张系杆索a、系杆索b。

31、进一步地，所述s2.5使拱肋a、拱肋b、拱肋c、系梁a、系梁b、系梁c的内力状态与一次落架的内力状态相同。通过张拉临时系杆索使得先安装半幅结构即拱肋结构一、中拱肋结构的系梁和桥面系落架后，系梁处于无拉压应力状态，用临时系杆索力平衡拱肋的水平推力；在后半幅结构即边拱肋结构二施工后，通过放张临时系杆索将拱推力转换至系梁结构上，使得全桥同类型构件如拱肋、系梁的内力保持一致。

32、本发明具体的有益效果包括：

33、1、通过张拉临时系杆索使得先安装半幅结构即拱肋结构一、中拱肋结构的系梁和桥面系落架后，系梁处于无拉压应力状态，用临时系杆索力平衡拱肋的水平推力；在后半幅结构即边拱肋结构二施工后，通过放张临时系杆索将拱推力转换至系梁结构上，使得全桥同类型构件如拱肋、系梁的内力保持一致；

34、2、解决了多拱肋系杆拱桥在采用非对称安装方法时，后安装结构的重力作用对先安装结构已形成的超静定体系产生附加受力效应，导致成桥后各拱肋受力不同而导致全桥可靠度降低的问题，实现了非对称安装拱肋的受力对称性。

技术特征：

1.一种横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：所述拱肋结构一(6)、所述中拱肋结构(7)、所述拱肋结构二(8)均包括系梁(1)，连接所述系梁(1)两端设置有拱肋(2)，所述系梁(1)下方支撑有临时支架(3)，拱肋支架(4)支撑于所述系梁(1)与所述拱肋(2)之间，所述拱肋结构上设置有临时系杆索结构(5)。

3.根据权利要求2所述的横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：所述临时系杆索结构(5)包括系杆索(9)，所述系杆索(9)与所述拱肋(2)之间设置有若干吊杆(10)。

4.根据权利要求2或3所述的横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：所述临时支架(3)、所述拱肋支架(4)均设置至少两个。

5.根据权利要求2或3所述的横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：所述临时支架(3)支撑在所述拱肋支架(4)的下方。

6.根据权利要求1-3任一项所述的横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：所述s1中，所述边拱肋结构一(6)、所述中拱肋结构(7)形成超静定体系，所述边拱肋结构一(6)、所述中拱肋结构(7)的两端均在自重作用下分别产生拱推力fa、fb，fa、fb导致系梁(1)产生相应的拉应力，张拉系杆索，通过所述系梁(1)产生的内力用来平衡fa、fb。

7.根据权利要求6所述的横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：所述fa、fb的计算公式如下：

8.根据权利要求1-3、7任一项所述的横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：所述s1的具体施工步骤如下：s1.1：搭设边拱肋结构一(6)的临时支架a(31)、中拱肋结构(7)的临时支架b(32),在临时支架a(31)上安装系梁a(11)、拱肋支架a(41)、拱肋a(21)，在临时支架b(32)上安装系梁b(12)、拱肋支架b(42)、拱肋b(22),并安装系杆索a(51)、系杆索b(52)、吊杆a(61)、吊杆b(62)；

9.根据权利要求1-3、7任一项所述的横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：所述s2的具体施工步骤如下：s2.1：搭设边拱肋结构二的临时支架c(33),在临时支架c(33)上安装系梁c(13)、拱肋支架c(43)、拱肋c(23),并安装系杆索c(53)、吊杆c(63)；

10.根据权利要求9所述的横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，其特征在于：所述s2.5使拱肋a(21)、拱肋b(22)、拱肋c(23)、系梁a(11)、系梁b(12)、系梁c(13)的内力状态与一次落架的内力状态相同。

技术总结本发明提出一种横向施工多拱肋系杆拱桥内力调整控制的施工方法，包括以下步骤：S1：沿拱桥宽度方向同时搭建边拱肋结构一、中拱肋结构；S2：在中拱肋结构的另一侧搭建边拱肋结构二。解决了多拱肋系杆拱桥在采用非对称安装方法时，后安装结构的重力作用对先安装结构已形成的超静定体系产生附加受力效应，导致成桥后各拱肋受力不同而导致全桥可靠度降低的问题，实现了非对称安装拱肋的受力对称性。技术研发人员：陈立斌,杨建国,丁向兵,张俊鹏受保护的技术使用者：中铁十五局集团第二工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13