一种具有内横隔的桁式主拱及一种拱桥的制作方法

本技术涉及拱桥，特别是一种具有内横隔的桁式主拱及一种拱桥。

背景技术：

1、钢管混凝土拱桥因其力学性能优异，跨越能力强，近年来发展迅速。钢管混凝土桁式主拱肋由钢管混凝土主弦管、腹管、平联管组成，其中腹管的轴线沿高度方向设置，平联管的轴线沿横桥向设置，两个腹管和两个平联管组合为一个矩形结构，部分平联管的中部还连接有轴线沿高度方向的吊杆外套管；四根主弦管沿纵桥向设置，并分别连接于矩形结构的四角，从而将多个矩形结构串联起来；相邻两个矩形结构之间还常设置额外的倾斜腹管进行连接。但随着拱桥跨度的增大，主拱截面高度增加，连接主拱上下主弦管的主拱腹管自由长度也会随之增加，导致受压腹管的局部稳定问题突出。

2、目前，减少腹管自由长度防止受压腹管局部失稳采取的措施主要有两类：一是改变腹管的布置形式，将腹管从“n形布置”改为“k形布置”；二是采用管式内横隔构造，通过在两腹管间设置钢管支撑加劲腹管。但这两种方法都增加了钢管的用量与钢管间相贯线接头的数量。采用的钢管由钢板在工厂内卷制而成，主要工艺流程包括下料、切割、边缘加工、卷管、焊接、矫圆等,钢管的制作工序相对钢板繁杂。此外，钢管间的相贯线为空间曲线，定位切割难，接头焊接过程中容易产生变形和应力集中，焊缝交界处容易形成孔隙或裂纹等初始缺陷，对焊接人员的技术要求高；尤其是跨度300m以下的拱桥，主弦管、腹管、平联管组成的桁式主拱肋空间较小，在狭窄的空间内焊接相贯焊缝，更是加大了技术难度。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：解决现有技术需要增加钢管的用量以减少腹管的自由长度，工序繁杂，且在空间狭窄时相贯焊缝焊接困难的问题，提供了一种具有内横隔的桁式主拱及一种拱桥。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

3、一种具有内横隔的桁式主拱，包含主弦管、平联管和腹管，还包含横隔板，横隔板的板面平行于平联管和腹管的轴线设置；横隔板的沿横桥向两个侧边中一个侧边连接于对应侧的腹管，另一个侧边连接于另一侧的腹管或吊杆外套管；横隔板沿高度方向两个侧边中的一个侧边连接于对应侧的平联管，另一个侧边上设置通槽。

4、横隔板的高度、厚度根据实际受力需求而定，横隔板的宽度，即其沿横桥向的尺寸，根据平联管上是否连接有吊杆外套管而定；当平联管上未设置吊杆外套管，则横隔板的宽度与两侧腹管间距匹配，即横隔板两侧分别连接于两侧的腹管；当平联管上连接有吊杆外套管，则横隔板的宽度与腹管到吊杆外套管的间距匹配，即横隔板一侧连接于其中一个腹管，另一侧连接于吊杆外套管朝向该腹管的一侧。

5、横隔板沿高度方向两个侧边中的一个侧边连接于对应侧的平联管，另一个侧边上设置通槽具体是指，当横隔板连接于腹管的上端时，横隔板的上侧边连接于上侧的平联管底部，横隔板的下侧边开通槽；当横隔板连接于腹管的下端时，横隔板的下侧边连接于下侧的平联管顶部，横隔板的上侧边开通槽。

6、本方案的具有内横隔的桁式主拱通过增设横隔板对腹管进行支撑加劲，能够在横隔板与腹管相接的范围内，使腹管处于有支撑边界条件，从而限制该范围内腹管的侧向变形、减少腹管的自由长度，避免腹管受压局部失稳和结构的局部变形；且考虑到横隔板在自由边，即未与腹管、平联管、吊杆外套管中任何一者相连的一边容易发生局部失稳，本方案还在横隔板的自由边上设置有通槽。

7、同时由于本方案的横隔板是板件，相比于采用管件进行支撑加劲的现有技术，本方案的横隔板制作工序更加简便，具有更高的经济性；且横隔板与腹管、平联管的相贯线均为直线，能够降低横隔板的焊接难度，从而能够提升施工质量和施工效率，并更加适用于桁式主拱拱肋空间较小，例如拱桥跨度在300m以下的情况。

8、作为本实用新型的优选方案，腹管的沿高度方向的两端均连接有横隔板。

9、本方案即，当平联管上未设置吊杆外套管，则在需要减少自由长度的腹管的沿高度方向的两端分别设置两个横隔板，上侧的横隔板左右两侧边分别连接于两侧的腹管，上侧边连接于上侧的平联管，而下侧的横隔板左右两侧边分别连接于两侧的腹管，下侧边连接于下侧的平联管。

10、当平联管上设置有吊杆外套管，则在需要减少自由长度的腹管的沿高度方向的两端分别设置两个横隔板，上侧的横隔板一侧连接于该腹管，另一侧连接于吊杆外套管朝向该腹管的一侧，上侧边连接于上侧的平联管，而下侧的横隔板一侧连接于该腹管，另一侧连接于吊杆外套管朝向该腹管的一侧，下侧边连接于下侧的平联管。

11、作为本实用新型的优选方案，吊杆外套管沿横桥向的两侧均连接有横隔板。

12、本方案针对平联管上设置有吊杆外套管的情形，即在吊杆外套管沿横桥向的两侧分别设置两个横隔板分别连接于对应侧的横隔板。

13、作为本实用新型的优选方案，通槽远离横隔板自由边的一端为弧线型。

14、本方案即，当横隔板与上侧的平联管连接，则横隔板的下侧边自由边，其通槽的上端为弧形；当横隔板与下侧的平联管连接，则横隔板的上侧边自由边，其通槽的下端为弧形；弧形包含但不限于圆弧形、椭圆弧型、样条曲线型；

15、本方案使通槽远离横隔板自由边的一端为弧线型，能够避免通槽内部处应力集中现象。

16、作为本实用新型的优选方案，沿通槽设置有襟板，襟板的板面平行于横隔板的法向，襟板沿横隔板法向的尺寸大于横隔板的厚度。

17、本方案能够进一步确保横隔板不会发生局部失稳。

18、作为本实用新型的优选方案，横隔板在平联管与腹管的交叉处、平联管与吊杆外套管的交叉处均设置过焊孔。

19、本方案能防止横隔板与腹管的焊缝、横隔板与平联管的焊缝、平联管与吊杆外套的焊缝之间发生交汇，从而避免由于焊缝交汇而产生的应力集中现象。

20、作为本实用新型的优选方案，横隔板的中部还设置有加劲肋。

21、当横隔板尺寸较大时，横隔板的中部容易发生局部变形或失稳，本方案在横隔板的中部增加加劲肋以提高横隔板的抗变形能力。

22、作为本实用新型的优选方案，加劲肋长度沿高度方向设置，加劲肋的数量大于一，各加劲肋沿横隔板的宽度方向间隔设置。

23、本方案给出了其中一种具体的加劲肋设置方式。

24、作为本实用新型的优选方案，主弦管为钢管混凝土结构。

25、本方案给出了其中一种具体的主弦管结构形式。

26、一种拱桥，包含主梁，主梁连接于本实用新型的一种具有内横隔的桁式主拱。

27、本方案的拱桥由于采用了本实用新型的一种具有内横隔的桁式主拱，能够减少主拱中腹管的自由长度，从而能够减少腹管局部失稳的可能，更适用于主拱截面高度较大的场合；且在对主拱进行运输时，横隔板还能作为临时支撑结构，有效防止主拱在运输过程中发生局部变形。

28、综上，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

29、1、本实用新型的一种具有内横隔的桁式主拱能减少腹管的自由长度，避免腹管受压局部失稳和结构的局部变形；且相比于采用管件进行支撑加劲的现有技术，本实用新型的横隔板制作工序更加简便，具有更高的经济性；且横隔板与腹管、平联管的相贯线均为直线，能够降低横隔板的焊接难度，从而能够提升施工质量和施工效率，并更加适用于桁式主拱拱肋空间较小，例如拱桥跨度在300m以下的情况。

30、2、本实用新型的拱桥由于采用了本实用新型的一种具有内横隔的桁式主拱，能够减少主拱中腹管的自由长度，从而能够减少腹管局部失稳的可能，更适用于主拱截面高度较大的场合；且在对主拱进行运输时，横隔板还能作为临时支撑结构，有效防止主拱在运输过程中发生局部变形。