大跨径钢波纹板拱桥的制作方法

本发明涉及一种拱桥结构，具体涉及一种大跨径钢波纹板拱桥。

背景技术：

目前我国的中小桥梁和涵洞大部分都是传统的圬工或钢筋混凝土结构，其存在着明显的缺点。圬工量大，设计施工周期长，结构开裂现象普遍、后期维修费用巨大等造成巨大的经济损失和环境破坏。针对现有的问题，用合理、经济、方便、快捷的新型结构来代替传统材料已成为趋势。波纹钢板是一种可以广泛应用于各种道路桥梁的新型产品，与钢筋混凝土结构相比，具有界面小，柔性好、重量轻、便于生产运输、施工简单、工期短等优点，普遍应用于道路涵洞上，近两年也开始应用在中小桥梁上。目前钢波纹板桥梁技术在国内还是一个新领域，修建的桥梁跨径也都比较小。由于桥梁结构为开截面形式，钢波纹板的承载力又有一定的限度，因此在保证结构稳定性同时增大结构的跨越能力、拓展其适用范围、进一步降低拱上填土恒载自重、提高主拱圈的强度和刚度是十分重要的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可用于30-60m跨径带腹孔的大跨径钢波纹板拱桥，克服现有技术存在的缺陷。

本发明所采用的技术方案为：

大跨径钢波纹板拱桥，其特征在于：

包括由槽形钢板和钢波纹板组成的主拱圈，主拱圈两端通过预埋件固定于钢筋混凝土拱座；

主拱圈上方设置填土，填土表面为桥面，主拱圈上方的填土中设置有钢波纹管腹孔。

钢筋混凝土拱座的底面设置有桥墩垫层。

钢波纹管腹孔沿主拱圈拱顶环形设置，孔径自中心到两端递增。

槽形钢板通过端部的固定螺栓与钢波纹板相固定，之间的间隙填充有高强砂浆。

钢波纹板与槽型钢板之间设置有横向钢筋，横向钢筋上焊接有纵向钢筋；

横向钢筋横向两端设置有L型钢筋，L型钢筋的L形端部钩在纵向钢筋上，另一端通过螺栓固定于钢波纹板。

本发明具有以下优点：

1、本发明突破传统的钢波纹板拱桥的跨径，能达到30-60m左右。

2、本发明采用空腹式结构，减少拱上填土，大幅降低填土恒载作用，受力更为合理。

3、本发明波纹钢板强度为混凝土的2倍以上，但重量却比同规格钢筋混凝土结构轻很多。

4、本发明具有良好的环形刚度和轴向柔性，能抵抗较强的变形，对地基质量要求低，能够满足不良地质条件对结构的特殊要求。

5、本发明采用工厂标准化生产、运输方便，大大缩短了施工周期，同时不受现场施工环境和温度的影响，施工便捷，易于操作。

附图说明

图1为本发明大跨度钢波纹板拱桥断面示意图。

图2为本发明大跨度钢波纹板拱桥主拱圈Ⅰ-Ⅰ横断面图。

图3为钢波纹板及钢波纹管横断面图。

图中，1-主拱圈，2-钢波纹管腹孔，3-桥面，4-填土，5-钢筋混凝土拱座，6-桥墩垫层，7-预埋件，8-地基，Ⅰ-1-纵向加强钢筋，Ⅰ-2-槽形钢板，Ⅰ-3-高强砂浆，Ⅰ-4-固定螺栓，Ⅰ-5-钢波纹板，Ⅰ-6-L型钢筋，Ⅰ-7-横向钢筋。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的一种大跨径钢波纹板拱桥，包括由槽形钢板Ⅰ-2和钢波纹板Ⅰ-5组成的主拱圈1，主拱圈1两端通过预埋件7固定于钢筋混凝土拱座5，钢筋混凝土拱座5的底面设置有桥墩垫层6。

主拱圈1上方设置填土4，填土4表面为桥面3，主拱圈1上方的填土4中设置有钢波纹管腹孔2，形成空腹式拱桥结构。钢波纹管腹孔2沿主拱圈1拱顶环形设置，孔径自中心到两端递增，两侧腹拱对称布置，大幅减轻了填土的恒载重量、提高了结构的跨越能力。

主拱圈1通过先拼装钢波纹板Ⅰ-5，再固定加强结构，后用螺栓固定槽形钢板Ⅰ-2的顺序施工，用支架拼装形成主拱圈1。钢波纹板Ⅰ-5之间的拼装用螺栓错缝连接，安装时根据桥面纵坡和预计沉降量设置预拱。槽形钢板Ⅰ-2通过端部的固定螺栓Ⅰ-4与钢波纹板Ⅰ-5相固定，之间的间隙灌注填充有高强砂浆Ⅰ-3，必须密实无间隙。加强结构包括：钢波纹板Ⅰ-5与槽型钢板Ⅰ-2之间设置有横向钢筋Ⅰ-7，横向钢筋Ⅰ-7上焊接有纵向钢筋Ⅰ-1；横向钢筋Ⅰ-7横向两端设置有L型钢筋Ⅰ-6，L型钢筋Ⅰ-6的L形端部钩在纵向钢筋Ⅰ-1上，另一端通过螺栓固定于钢波纹板Ⅰ-5。

本发明包括以下施工步骤：

开挖桥址基坑，夯实处理地基8，铺置碎石型的桥墩垫层6，并施工钢筋混凝土拱座5。

现场拼装钢波纹板Ⅰ-5，在拼接完成的钢波纹板Ⅰ-5上用L型钢筋Ⅰ-6把纵向加强钢筋Ⅰ-1和横向钢筋Ⅰ-7固定在拼装完成的钢波纹板Ⅰ-5上形成加强结构，再把槽形钢板Ⅰ-2扣在其上面，用高强螺栓把槽形钢板Ⅰ-2固定在拼装完成的钢波纹板Ⅰ-5上。

将安装完成并有钢筋加强的主拱圈1安装在钢筋混凝土拱座5上，从拱脚和拱顶同时向拱圈空腔内灌注高强砂浆Ⅰ-3，同时在槽形钢板Ⅰ-2的顶部浇筑一层高强砂浆，以达到保护上部槽形钢板的目的，待高强砂浆Ⅰ-3达到设计强度的95%后，最终形成混凝土-钢板组合的主拱圈1。主拱圈1可使结构强度、刚度大幅度的增强，同时槽形钢板Ⅰ-2顶部的混凝土Ⅰ-3提高了主拱圈1的刚度、耐久性、抗震性、防火性，在一定程度上解决了该结构拱圈的锈蚀问题，进而减少了拱圈后期加固维护费用，更重要的是大大提高了拱圈的跨径。

分层填筑压实沙土，在达到钢波纹管腹孔2标高时，安装钢波纹管腹拱2，其中每层沙土压实后为0.5-0.7m。在主拱圈1附近的沙土的压实度要达到92%以上，其他区域的沙土的压实度95%以上。用作腹拱的钢波纹管腹孔2可采用整体的钢管，直径较大的也可采用板片拼装而成。

压实沙土达到桥面3底面标高后，分层铺设碎石路基、沥青混凝土底基层和沥青混凝土面层，形成桥面3，并在桥面两侧安装桥梁的防撞护栏等桥面设施。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。