本發(fā)明設(shè)計(jì)一種下承式鋼管混凝土系桿拱橋拱腳鋼管定位的拱腳起拱勁性骨架及其施工方法，它既參與結(jié)構(gòu)的受力，又提供拱軸線定位功能，同時(shí)確保拱腳混凝土澆注密實(shí)，屬于土木工程橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

下承式鋼管混凝土系桿拱橋由于結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越，跨越能力大，具有更高的抗壓強(qiáng)度和抗變形能力，能適應(yīng)不同的地質(zhì)和地形，外形優(yōu)美，近年來(lái)在我國(guó)受到廣泛應(yīng)用。但是目前該類系桿拱橋存在拱腳處預(yù)埋鋼管拱軸線定位不準(zhǔn)確，拱腳區(qū)鋼筋密集，混凝土澆注困難，易引起不密實(shí)等問(wèn)題。

采用臨時(shí)支架法在拱腳處確定拱軸線方向，但存在一旦方向確定，卻不能微調(diào)的弊端，支架拆卸后可能會(huì)對(duì)拱軸線方向產(chǎn)生較大偏差，影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力，容易造成混凝土開(kāi)裂；同時(shí)，采用臨時(shí)支架，由于拱腳處本身就已經(jīng)配置較密集的鋼筋，臨時(shí)支座的采用更加增加了此處鋼筋的密集程度，影響著該區(qū)域的混凝土振密搗實(shí)，以致混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，而且給施工帶來(lái)極大不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種自帶鋼管定位調(diào)節(jié)裝置的拱腳起拱勁性骨架，代替拱腳區(qū)的復(fù)雜配筋，對(duì)拱腳處鋼管的仰角進(jìn)行定位和固定。

采用此種方法具有增加拱腳的整體性，提高承載力，幫助鋼管拱肋準(zhǔn)確定位，節(jié)省材料，便于施工的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取以下具體技術(shù)方案：

一種下承式鋼管混凝土系桿拱橋拱腳鋼管定位結(jié)構(gòu)，包括拱腳起拱勁性骨架，所述拱腳起拱勁性骨架的最外側(cè)及接近鋼管預(yù)埋長(zhǎng)度位置處，分別設(shè)置安裝定位鋼管用的橫向骨架，并在橫向骨架上安裝定位鋼管用的調(diào)節(jié)螺栓。

所述拱腳起拱勁性骨架包括弦桿、骨架箍筋、骨架斜桿、骨架豎桿以及節(jié)點(diǎn)板，其中，所述弦桿、骨架箍筋、骨架斜桿、骨架豎桿通過(guò)節(jié)點(diǎn)板組成拱腳起拱勁性骨架，在系桿端部布置支承加勁鋼板，在端部支承加勁鋼板上分別預(yù)留弦桿和預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)的孔洞。

所述弦桿為帶肋鋼筋。

所述骨架斜桿、骨架豎桿均為等邊角鋼。

在鋼管的側(cè)邊焊接支架限位裝置。

所述支架限位裝置包括焊接固定于鋼管一側(cè)側(cè)部的三角形托架、以及設(shè)置于所述三角形托架底部的側(cè)向調(diào)節(jié)螺栓。

一種下承式鋼管混凝土系桿拱橋拱腳鋼管定位施工方法，采用弦桿、骨架箍筋、骨架斜桿、骨架豎桿、以及各節(jié)點(diǎn)板連接成拱腳起拱勁性骨架,共同承擔(dān)拱腳處的受力，并在拱腳起拱勁性骨架上安裝調(diào)節(jié)螺栓，對(duì)拱腳處鋼管的仰角進(jìn)行定位和固定，具體包括以下幾個(gè)步驟：

s1、根據(jù)拱腳節(jié)點(diǎn)的大樣，設(shè)計(jì)拱腳起拱勁性骨架，對(duì)弦桿、骨架箍筋、骨架斜桿、骨架豎桿、以及各節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行放樣，并下料；

s2、將弦桿、骨架箍筋、骨架斜桿、骨架豎桿通過(guò)節(jié)點(diǎn)板組成拱腳起拱勁性骨架，并將端部支承加勁鋼板布置在系桿端部，在端部支承加勁鋼板上分別預(yù)留弦桿和預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)的孔洞；

s3、依次連接弦桿、骨架箍筋、骨架斜桿、骨架豎桿組成的拱腳起拱勁性骨架，使拱腳起拱勁性骨架形成整體；

s4：在拱腳起拱勁性骨架的最外側(cè)及接近鋼管預(yù)埋長(zhǎng)度位置，分別設(shè)置安裝定位鋼管用的橫向骨架，并在橫向骨架上安裝定位鋼管用的調(diào)節(jié)螺栓；

s5：搭設(shè)施工臨時(shí)支架，鋪設(shè)底模，將預(yù)拼好的拱腳起拱勁性骨架整體吊裝到位，安裝保護(hù)層墊塊，然后布置系桿預(yù)應(yīng)力筋，安裝拱腳預(yù)埋鋼管拱肋，讓其伸進(jìn)拱腳內(nèi)一段距離，并調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓，擰緊并固定；

s6：布置系桿預(yù)應(yīng)力筋管道，并用“#”字形鋼筋與周圍骨架固定；

s7：安裝側(cè)模并用對(duì)拉螺栓固定，澆筑混凝土，兩天后拆模，養(yǎng)護(hù)至達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

步驟s7中分區(qū)域澆注混凝土，振搗時(shí)避免預(yù)應(yīng)力孔道位置。

本發(fā)明的有益效果是：

第一、起拱勁性骨架代替拱腳段的復(fù)雜配筋，增大了承載力，節(jié)省鋼材。

第二、避免繁雜的普通鋼筋綁扎工作，便于預(yù)應(yīng)力筋管道布置和混凝土振搗密實(shí)。

第三、避免拱腳段預(yù)埋鋼管拱肋時(shí)，還需另設(shè)支架來(lái)支撐鋼管拱肋預(yù)埋段。

第四、采用螺栓調(diào)節(jié)能精確控制拱腳預(yù)埋鋼管的角度。

附圖說(shuō)明

圖1為拱腳起拱勁性骨架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為端部支承加勁鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為骨架箍筋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中1-6處節(jié)點(diǎn)板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1中1-7處節(jié)點(diǎn)板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖1中1-8處節(jié)點(diǎn)板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖1中1-9處節(jié)點(diǎn)板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為鋼管與拱腳起拱勁性骨架的連接面示意圖；

其中，（8-1，8-2）-調(diào)節(jié)螺栓；

圖9為鋼管側(cè)面焊接支架限位裝置示意圖；

其中，1-1-上、下弦桿，1-2-系桿預(yù)應(yīng)力筋，1-3-鋼管，1-4-骨架箍筋，（1-5，5-3，6-3，7-3，6-5，7-5，5-6，6-6）-骨架斜桿，（1-6、1-7、1-8、1-9）-不同節(jié)點(diǎn)板位置；2-1-供預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)的孔洞，2-2-供弦桿穿過(guò)的孔洞；（4-1、5-1、6-1、7-1）-節(jié)點(diǎn)板，（4-2、5-2、6-2、7-2）-弦桿，（4-4、5-4、6-4、7-4）-骨架豎桿，7-5-拱肋骨架最外側(cè)角鋼，（5-5、6-5）-與拱肋骨架最外側(cè)角鋼平行的拱圈內(nèi)側(cè)骨架；9-1-側(cè)向調(diào)節(jié)螺栓，9-2-三角形托架。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出一種下承式鋼管混凝土系桿拱橋拱腳鋼管定位結(jié)構(gòu)及其施工方法，用拱腳起拱勁性骨架代替拱腳復(fù)雜配筋，采用調(diào)節(jié)螺栓對(duì)鋼管仰角方向進(jìn)行微調(diào)從而對(duì)鋼管仰角方向進(jìn)行精確定位，結(jié)構(gòu)包括拱腳起拱勁性骨架，所述拱腳起拱勁性骨架的最外側(cè)及接近鋼管預(yù)埋長(zhǎng)度位置處，分別設(shè)置安裝定位鋼管用的橫向骨架，并在橫向骨架上安裝定位鋼管用的調(diào)節(jié)螺栓。

所述拱腳起拱勁性骨架包括弦桿、骨架箍筋、骨架斜桿、骨架豎桿以及節(jié)點(diǎn)板，其中，所述弦桿、骨架箍筋、骨架斜桿、骨架豎桿通過(guò)節(jié)點(diǎn)板組成拱腳起拱勁性骨架，在系桿端部布置支承加勁鋼板，在端部支承加勁鋼板上分別預(yù)留弦桿和預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)的孔洞。

本發(fā)明一種下承式鋼管混凝土系桿拱橋拱腳鋼管定位結(jié)構(gòu)的施工方法如下：

步驟1：根據(jù)拱腳節(jié)點(diǎn)的大樣，設(shè)計(jì)拱腳起拱勁性骨架，對(duì)弦桿1-1、骨架箍筋1-4、骨架斜桿1-5，以及各類節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行放樣，并下料，參見(jiàn)圖1。

本實(shí)施例中，選取直徑為16mm的帶肋鋼筋作為骨架上、下弦桿，厚度為2cm的整體加勁鋼板作為骨架端部受力承載板，預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道；拱腳起拱勁性骨架的腹板（豎向和斜向）分別采用100×100×5mm的等邊槽鋼，在弦桿穿過(guò)的地方預(yù)留孔洞。

步驟2：將下料好的型鋼通過(guò)節(jié)點(diǎn)板組裝成拱腳起拱勁性骨架，拱腳起拱勁性骨架的端部支承加勁鋼板作為系梁端模，端部支承加勁鋼板的形狀見(jiàn)圖2，在端部支承加勁鋼板上分別預(yù)留供預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)的孔洞2-1和供弦桿穿過(guò)的孔洞2-2。然后沿系梁方向，在系梁上弦桿下拱腳起拱外側(cè)角鋼交點(diǎn)處布置骨架箍筋，以后每隔2m布置骨架箍筋，用60×60×5mm的等邊角鋼作為骨架斜筋。

步驟3：拼裝拱腳起拱勁性骨架，依次連接弦桿1-1、骨架箍筋1-4、骨架斜桿1-5，使拱腳起拱勁性骨架形成整體。具體是：事先計(jì)算好起拱線的角度，在系梁骨架靠近鋼板的節(jié)點(diǎn)板上，沿起拱線角度連接角鋼作為拱肋骨架最外側(cè)角鋼，沿與拱肋骨架最外側(cè)角鋼平行的方向依次連接角鋼骨架，與最外側(cè)角鋼垂直的方向連接箍筋角鋼作為橫向骨架，骨架斜桿仍然選取角鋼，橫向骨架分別在拱腳與鋼管交界面和鋼管的末端分別設(shè)置一道骨架箍筋。

步驟4：在拱腳起拱勁性骨架的最外側(cè)及接近鋼管預(yù)埋長(zhǎng)度位置，分別設(shè)置安裝定位鋼管用的橫向骨架，并在橫向骨架上安裝定位鋼管用的調(diào)節(jié)螺栓。調(diào)節(jié)螺栓包括在拱腳拱肋與鋼管交界處及鋼管末端的勁性骨架箍筋上安裝上下、左右、前后方向的調(diào)整螺栓，并初擰螺栓。

步驟5：搭設(shè)施工臨時(shí)支架，鋪設(shè)底模，將預(yù)拼好的拱腳起拱勁性骨架整體吊裝到位，安裝保護(hù)層墊塊，然后布置系桿預(yù)應(yīng)力筋1-2，安裝拱腳預(yù)埋鋼管拱肋，讓其伸進(jìn)拱腳2.5m，并調(diào)整所述調(diào)節(jié)螺栓，擰緊并固定。

步驟6：布置系桿預(yù)應(yīng)力筋管道，并用“#”字形與周圍骨架固定。

步驟7：安裝側(cè)模并用對(duì)拉螺栓固定，澆筑混凝土，兩天后拆模，養(yǎng)護(hù)至達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，為了防止鋼管下滑，在鋼管的側(cè)邊焊接支架限位裝置。所述支架限位裝置包括焊接固定于鋼管一側(cè)側(cè)部的三角形托架9-2、以及設(shè)置于所述三角形托架9-2底部的側(cè)向調(diào)節(jié)螺栓9-1。