钢管混凝土系杆拱桥及施工方法

1.一种钢管混凝土系杆拱桥的施工方法，其特征在于：对于拱桥采用“先梁后拱法”施工时，包括以下施工步骤：1)施工准备：修筑施工便道，在工厂加工拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)组成的拱桥拱肋和吊杆(4)，加工制作拱座定位预埋支架体系(29)、弧托版(51)、系梁抱箍(41)、倒U形固定件(42)、横梁抱箍(56)和拱顶余浆收集装置(77)，定制带齿板(19)的固定弧板(18)，其中步骤1)所述的拱座定位预埋支架体系(29)包括拱肋竖向夹固杆(17)、定位预埋支架焊接固定板(21)、支撑杆微调螺母(23)、斜向调整支撑杆(26)、支撑调整平台(28)、拱座定位预埋支架体系(29)、第一浇筑段混凝土(30)、斜向支撑调整螺母(31)、定位预埋支架体系固定底板(33)、拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)、拱肋夹固弧托板(39)、拱肋夹固弧托板支撑杆(40)，所述的斜向调整支撑杆(26)顶部设有固定弧板(18)，固定弧板(18)上均匀布设齿板(19)，焊接固定板竖向支撑长杆(20)上有焊接有拱脚段预埋钢管(6)，拱脚段预埋钢管(6)下端部底部均匀设有钢管预留孔(16)，齿板(19)与钢管预留孔(16)对接，支撑调整平台(28)底部设有支架体系K形支撑(34)，相邻两拱座定位预埋支架体系(29)之间设有支架体系横向联系梁(35)，相邻两支架体系横向联系梁(35)之间设有支架体系横向联系梁的剪刀撑(36)，两拱肋竖向夹固杆(17)之间在横断面处设有拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)和拱肋夹固弧托板支撑杆(40)，拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)和拱肋夹固弧托板支撑杆(40)端部分别设有拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋夹固弧托板(39)，墩柱顶帽(9)顶部设有多排预埋固定螺栓(25)，墩柱顶帽(9)侧面顶部设有多排L形预埋件(27)，定位预埋支架体系固定底板(33)穿过预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27)并安装在墩柱顶帽(9)顶部，固定螺母(24)和L形预埋件固定螺母(32)分别锁死预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27)，所述定位预埋支架体系固定底板(33)顶部焊接有拱肋竖向夹固杆(17)、支撑杆微调螺母(23)，焊接固定板竖向支撑长杆(20)、焊接固定板竖向支撑短杆(22)通过支撑杆微调螺母(23)固定在定位预埋支架体系固定底板(33)上，所述定位预埋支架焊接固定板(21)固定在焊接固定板竖向支撑长杆(20)和焊接固定板竖向支撑短杆(22)顶部，拱肋竖向夹固杆(17)在纵断面中部附近设有支撑调整平台(28)，支撑调整平台(28)设有斜向支撑调整螺母(31)，斜向支撑调整螺母(31)将斜向调整支撑杆(26)稳固在支撑调整平台(28)上；2)测量放线：利用全站仪放出拱脚座(7)和拱脚段预埋钢管(6)定位位置线，同时测量出河床(15)上的钻孔灌注桩(78)和拱脚支架的位置；3)搭设拱脚、系梁、横梁支架并预压：待桥墩柱(10)、承台(11)、承台基础(12)施工完后，在承台(11)附近的河床(15)上搭设拱脚支架，在定位好的河床(15)位置上施工钻孔灌注桩(78)，在施工钻孔灌注桩(78)顶部安装桩顶横向系梁(79)，然后安装钢管立柱(80)和钢管立柱Z形支撑(81)，然后抹砂浆(83)，安装横向分配梁(84)，铺设贝雷梁(85)，待拱脚、系梁(14)、横梁支架搭设完后，采用配重对其进行预压；4)拱座定位预埋支架安装：在桥墩柱(10)上对墩柱顶帽(9)进行施工，在墩柱顶帽(9)顶部设置预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27)，在拱脚支架上将拼装好的拱座定位预埋支架体系(29)安装在墩柱顶帽(9)顶部，并用固定螺母(24)、L形预埋件固定螺母(32)分别锁死，将定位预埋支架焊接固定板(21)预先安装在定位预埋支架体系固定底板(33)上，将斜向调整支撑杆(26)安装支撑调整平台(28)上，并调整好斜向调整支撑杆(26)的倾斜角度，然后用斜向支撑调整螺母(31)固定；5)拱脚段预埋钢管安装：将拱脚段预埋钢管(6)吊装到拱脚座(7)的指定位置，将拱脚段预埋钢管(6)端部搁置在定位预埋支架焊接固定板(21)上，然后将拱脚段预埋钢管(6)底部的钢管预留孔(16)与固定弧板(18)的齿板(19)依次对接，并利用支撑杆微调螺母(23)和斜向支撑调整螺母(31)进行微调，确保拱座的安装精确，然后锁死支撑杆微调螺母(23)和斜向支撑调整螺母(31)；6)浇筑拱脚先浇筑段混凝土：安装拱脚处的端横梁(8)模板和端部的系梁(14)模板，然后浇筑第一浇筑段混凝土(30)和端横梁(8)；7)安装系梁模板：采用搭设贝雷梁(85)支架体系的施工方式，在贝雷梁(85)上搁置纵向仿木(86)，然后安装系梁底模(87)、系梁侧模(88)、系梁顶模(82)，再用系梁侧模固定支撑(89)将系梁侧模(88)稳固在系梁底模(87)上；8)系梁浇筑施工：在浇筑系梁(14)前，先绑扎系梁(14)的钢筋骨架，然后再拼装系梁(14)模板体系，系梁(14)浇筑时采取从中间向两端依次浇筑；9)搭设拱肋安装支架体系：利用抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系进行施工，在系梁(14)上逐段安装系梁抱箍(41)并锁死，同时在对应位置的系梁上安装横梁抱箍(56)并锁死，并根据拱轴线的高程确定所在位置系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)、横梁钢管贝雷架(47)和弧托版的固定杆(55)的高度，然后在上系梁抱箍(41)焊接系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)，在上横梁抱箍(56)焊接横梁钢管贝雷架(47)，再把三维可调临时固定装置平台(49)焊接在两侧的系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)上，将弧托版的固定杆(55)固定锁死在三维可调临时固定装置平台(49)上；10)主拱肋分段安装施工：将拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)组成的拱桥主拱肋分段吊装到拱轴线位置的抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系上，将上弦管拱肋(3)和下弦管拱肋(5)搁置在弧托版(51)上，同时用拱肋腹腔夹固板(37)夹固于拱肋腹腔(2)两侧；11)拱轴线形调整、焊接及风撑安装：在拱桥主拱肋与拱脚段预埋钢管(6)预留的对接件拼接后，通过调整弧托版(51)来调整下弦管拱肋(5)和竖向位移，通过调整拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)来拱桥主拱肋调整水平位移，调整完毕后进行焊接，然后进行下一段主拱肋分段安装施工，直到主拱肋在中部合拢焊接，然后焊接横向风撑(1)；12)安装拱顶余浆收集装置：将余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)与拱顶余浆收集装置(77)连接，然后在安装好的拱桥主拱肋的拱顶悬挂余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)，然后拉升余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)到指定高度，同时在拱顶排浆孔(112)插入拱顶通气和溢浆导管(75)；13)拱肋混凝土压注施工：利用注浆管道(71)分别对上弦管拱肋预留注浆孔(72)、拱肋腹腔预留注浆孔(73)、下弦管拱肋预留注浆孔(74)进行拱肋混凝土压注施工，并养护到需要强度；14)拆除拱肋支架：对称拆除抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系或支撑于承台(11)的贝雷支架体系；15)吊杆施工：待拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)的混凝土达到设计强度后，进行吊杆(4)张拉施工；16)桥面铺装施工：对称拆除拱脚、系梁(14)、横梁支架体系，安装桥面铺装和防护栏等设施，并再次调整吊杆(4)的索力。 2.根据权利要求1所述的钢管混凝土系杆拱桥的施工方法，其特征在于：步骤7)所述的贝雷梁(85)支架体系采用河床(15)上浇筑的多排钻孔灌注桩(78)作为支撑体系，贝雷梁(85)搁置在横向分配梁(84)上方，横向分配梁(84)下方设有砂浆(83)，砂浆(83)设在钢管立柱(80)顶部，钢管立柱(80)放置在桩顶横向系梁(79)顶部，桩顶横向系梁(79)下方设有钻孔灌注桩(78)，贝雷梁(85)上方设有纵向仿木(86)，纵向仿木(86)上方铺设系梁底模(87)，系梁底模(87)顶部对称支设系梁侧模(88)，系梁侧模(88)顶部安装有系梁顶模(82)，系梁侧模(88)侧面设有系梁侧模固定支撑(89)，系梁侧模固定支撑(89)另一端固定与系梁底模(87)边缘附近，所述的钢管立柱(80)之间在横断面和纵断面都设有钢管立柱Z形支撑(81)。 3.根据权利要求1所述的钢管混凝土系杆拱桥的施工方法，其特征在于：步骤9)所述抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系包括拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)、系梁抱箍(41)、倒U形固定件(42)、系梁钢管贝雷架横梁(45)、系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)、横梁钢管贝雷架(47)、调整螺母(48)、三维可调临时固定装置平台(49)、夹固板竖向固定杆(50)、弧托版(51)、竖向固定杆下横梁(52)、竖向固定杆上横梁(53)、临时固定装置平台的竖向钢管(54)、弧托版的固定杆(55)、横梁抱箍(56)构成，所述的系梁抱箍(41)夹固在系梁(14)上，系梁抱箍(41)采用分离式设计，上下两个系梁抱箍(41)对接后，采用倒U形固定件(42)插入系梁抱箍(41)对接端部的螺纹孔，再用倒U形固定件固定螺帽(43)锁定，系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)焊接在上系梁抱箍(41)的顶部中央，两侧系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)之间设有系梁钢管贝雷架横梁(45)，两个系梁钢管贝雷架横梁(45)之间设有系梁钢管贝雷架剪刀撑(44)，系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)顶部设有三维可调临时固定装置平台(49)，所述横梁抱箍(56)夹固在中横梁(13)中部位置，横梁抱箍(56)采用分离式设计，上下两个横梁抱箍(56)对接后，采用倒U形固定件(42)插入横梁抱箍(56)对接端部的螺纹孔，再用倒U形固定件固定螺帽(43)锁定；所述的横梁钢管贝雷架(47)焊接在上横梁抱箍(56)的顶部中央，横梁钢管贝雷架(47)与多个横向联系杆(57)连接；所述的横向联系杆(57)之间设有横向联系杆K形支撑(58)，横向联系杆(57)与两侧的系梁钢管贝雷架竖向钢管(46)连接；所述的临时固定装置平台的竖向钢管(54)之间在横断面中部设有拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)。 4.一种钢管混凝土系杆拱桥的施工方法，其特征在于：对于拱桥采用“先拱后梁法”施工时，包括以下施工步骤：1)施工准备：修筑施工便道，在工厂加工拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)组成的拱桥拱肋和吊杆(4)，加工制作拱座定位预埋支架体系(29)、弧托版(51)、墩柱抱箍(59)和拱顶余浆收集装置(77)，定制带齿板(19)的固定弧板(18)，其中步骤1)所述的拱座定位预埋支架体系(29)包括拱肋竖向夹固杆(17)、定位预埋支架焊接固定板(21)、支撑杆微调螺母(23)、斜向调整支撑杆(26)、支撑调整平台(28)、拱座定位预埋支架体系(29)、第一浇筑段混凝土(30)、斜向支撑调整螺母(31)、定位预埋支架体系固定底板(33)、拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)、拱肋夹固弧托板(39)、拱肋夹固弧托板支撑杆(40)，所述的斜向调整支撑杆(26)顶部设有固定弧板(18)，固定弧板(18)上均匀布设齿板(19)，焊接固定板竖向支撑长杆(20)上有焊接有拱脚段预埋钢管(6)，拱脚段预埋钢管(6)下端部底部均匀设有钢管预留孔(16)，齿板(19)与钢管预留孔(16)对接，支撑调整平台(28)底部设有支架体系K形支撑(34)，相邻两拱座定位预埋支架体系(29)之间设有支架体系横向联系梁(35)，相邻两支架体系横向联系梁(35)之间设有支架体系横向联系梁的剪刀撑(36)，两拱肋竖向夹固杆(17)之间在横断面处设有拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)和拱肋夹固弧托板支撑杆(40)，拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)和拱肋夹固弧托板支撑杆(40)端部分别设有拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋夹固弧托板(39)，墩柱顶帽(9)顶部设有多排预埋固定螺栓(25)，墩柱顶帽(9)侧面顶部设有多排L形预埋件(27)，定位预埋支架体系固定底板(33)穿过预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27)并安装在墩柱顶帽(9)顶部，固定螺母(24)和L形预埋件固定螺母(32)分别锁死预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27)，所述定位预埋支架体系固定底板(33)顶部焊接有拱肋竖向夹固杆(17)、支撑杆微调螺母(23)，焊接固定板竖向支撑长杆(20)、焊接固定板竖向支撑短杆(22)通过支撑杆微调螺母(23)固定在定位预埋支架体系固定底板(33)上，所述定位预埋支架焊接固定板(21)固定在焊接固定板竖向支撑长杆(20)和焊接固定板竖向支撑短杆(22)顶部，拱肋竖向夹固杆(17)在纵断面中部附近设有支撑调整平台(28)，支撑调整平台(28)设有斜向支撑调整螺母(31)，斜向支撑调整螺母(31)将斜向调整支撑杆(26)稳固在支撑调整平台(28)上；2)测量放线：利用全站仪放出拱脚座(7)和拱脚段预埋钢管(6)定位位置线，同时测量出河床(15)上的拱脚支架的位置；3)搭设拱脚、系梁、横梁支架并预压：待桥墩柱(10)、承台(11)、承台基础(12)施工完后，在承台(11)附近的河床(15)上搭设拱脚支架，待拱脚支架搭设完后，采用配重对其进行预压；4)拱座定位预埋支架安装：在桥墩柱(10)上对墩柱顶帽(9)进行施工，在墩柱顶帽(9)顶部设置预埋固定螺栓(25)和L形预埋件(27)，在拱脚支架上将拼装好的拱座定位预埋支架体系(29)安装在墩柱顶帽(9)顶部，并用固定螺母(24)、L形预埋件固定螺母(32)分别锁死，将定位预埋支架焊接固定板(21)预先安装在定位预埋支架体系固定底板(33)上，将斜向调整支撑杆(26)安装支撑调整平台(28)上，并调整好斜向调整支撑杆(26)的倾斜角度，然后用斜向支撑调整螺母(31)固定；5)拱脚段预埋钢管安装：将拱脚段预埋钢管(6)吊装到拱脚座(7)的指定位置，将拱脚段预埋钢管(6)端部搁置在定位预埋支架焊接固定板(21)上，然后将拱脚段预埋钢管(6)底部的钢管预留孔(16)与固定弧板(18)的齿板(19)依次对接，并利用支撑杆微调螺母(23)和斜向支撑调整螺母(31)进行微调，确保拱座的安装精确，然后锁死支撑杆微调螺母(23)和斜向支撑调整螺母(31)；6)浇筑拱脚先浇筑段混凝土：安装拱脚处的端横梁(8)模板和端部的系梁(14)模板，然后浇筑第一浇筑段混凝土(30)和端横梁(8)；7)搭设拱肋安装支架体系：采用支撑于承台(11)的贝雷支架体系的施工方式，在承台(11)施工前，在承台(11)顶部设置承台竖向预埋连接钢管(63)、承台竖向预埋钢管(67)，将贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)焊接在承台竖向预埋连接钢管(63)端部，将贝雷支架体系纵向钢管撑(64)通过墩柱抱箍(59)逐次安装在桥墩柱(10)上，利用贝雷支架横向钢管(61)与贝雷支架体系纵向钢管撑(64)逐次连接固定，安装贝雷支架剪刀撑(62)和贝雷支架体系K形支撑(65)，在贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)顶部焊接三维可调临时固定装置平台(49)，将弧托版的固定杆(55)固定锁死在三维可调临时固定装置平台(49)上；8)主拱肋整体吊装施工：先在预拼胎架上进行拱桥主拱肋的预拼装，确保拱轴线精度达到要求后，进行焊接，然后利用吊钩(68)和拱肋悬吊钢丝绳(69)将预拼好的拱桥主拱肋吊装到拱脚段预埋钢管(6)所在位置；9)拱轴线形调整、焊接及风撑安装：将预拼好的拱桥主拱肋与拱脚段预埋钢管(6)预留的对接件拼接后，通过调整弧托版(51)来调整下弦管拱肋(5)和竖向位移，通过调整拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)来拱桥主拱肋调整水平位移，调整完毕后进行焊接合拢，然后安装横向风撑(1)；10)安装拱顶余浆收集装置：将余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)与拱顶余浆收集装置(77)连接，然后在安装好的拱桥主拱肋的拱顶悬挂余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)，然后拉升余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)到指定高度，同时在拱顶排浆孔(112)插入拱顶通气和溢浆导管(75)；11)拱肋混凝土压注施工：利用注浆管道(71)分别对上弦管拱肋预留注浆孔(72)、拱肋腹腔预留注浆孔(73)、下弦管拱肋预留注浆孔(74)进行拱肋混凝土压注施工，并养护到需要强度；12)拆除拱肋支架：对称拆除抱箍于系梁(14)和中横梁(13)的钢管贝雷支架体系或支撑于承台(11)的贝雷支架体系；13)吊杆施工：待拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)的混凝土达到设计强度后，进行吊杆(4)张拉施工；14)桥面铺装施工：对称拆除拱脚、系梁(14)、横梁支架体系，安装桥面铺装和防护栏等设施，并再次调整吊杆(4)的索力。 5.根据权利要求4所述的钢管混凝土系杆拱桥的施工方法，其特征在于：步骤7)所述的支撑于承台(11)的贝雷支架体系主要由拱肋腹腔夹固板(37)、拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)、三维可调临时固定装置平台(49)、弧托版(51)、弧托版的固定杆(55)、墩柱抱箍(59)、抱箍固定螺杆(60)、贝雷支架横向钢管(61)、承台竖向预埋连接钢管(63)、贝雷支架体系纵向钢管撑(64)、贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)、承台竖向预埋钢管(67)组成；所述的承台(11)顶部边缘设有承台竖向预埋钢管(67)，承台(11)侧面设有承台竖向预埋连接钢管(63)，承台竖向预埋钢管(67)端部连接有贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)，两侧的贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)之间的贝雷支架体系纵向钢管撑(64)之间设有贝雷支架体系K形支撑(65)；所述的墩柱抱箍(59)夹固在桥墩柱(10)上，并用抱箍固定螺杆(60)进行紧固；所述的贝雷支架体系纵向钢管撑(64)与贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)连接，贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)与承台竖向预埋钢管(67)通过贝雷支架横向钢管(61)连接为一单元整体，内侧的贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)与承台竖向预埋钢管(67)在之间设有贝雷支架剪刀撑(62)；所述的拱桥拱肋安装采用吊钩(68)、拱肋悬吊钢丝绳(69)进行吊装施工。 6.根据权利要求4所述的钢管混凝土系杆拱桥的施工方法，其特征在于：步骤7)所述的墩柱抱箍(59)采用分离式设计，左右两个墩柱抱箍(59)在拼接处对接后，采用抱箍固定螺杆(60)插入墩柱抱箍(59)对接端部的螺纹孔，再用固定螺杆固定螺帽(70)锁死，贝雷支架体系纵向钢管撑(64)对称穿过桥墩柱(10)左右两侧的墩柱抱箍(59)的预留孔，并抱箍于桥墩柱(10)，贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)顶部设有三维可调临时固定装置平台(49)，贝雷支架体系外侧竖向支撑钢管(66)之间设有拱肋腹腔夹固板支撑杆(38)。 7.根据权利要求1或权利要求4所述的钢管混凝土系杆拱桥的施工方法，其特征在于：步骤1)所述的拱桥拱肋在空中拼装时，采用三维可调临时固定装置平台(49)施工，三维可调临时固定装置平台(49)上方设有调整螺母(48)、临时固定装置平台的竖向钢管(54)和弧托版的固定杆(55)，弧托版的固定杆(55)通过调整螺母(48)固定于三维可调临时固定装置平台(49)上，弧托版的固定杆(55)顶部设有弧托版(51)。 8.根据权利要求1或权利要求4所述的钢管混凝土系杆拱桥的施工方法，步骤1)所述的拱肋腹腔(2)、上弦管拱肋(3)、下弦管拱肋(5)在端部分别设有拱肋腹腔预留注浆孔(73)、上弦管拱肋预留注浆孔(72)、下弦管拱肋预留注浆孔(74)，注浆管道(71)分别插入上述预留注浆孔；所述的上弦管拱肋(3)拱顶设有拱顶排浆孔(112)，拱顶排浆孔(112)插入拱顶通气和溢浆导管(75)；所述的拱顶通气和溢浆导管(75)为“倒U形”设计，拱顶通气和溢浆导管(75)另一端深入到拱顶余浆收集装置(77)，拱顶余浆收集装置(77)通过余浆收集装置悬挂钢丝绳(76)悬挂于拱桥拱肋拱顶附近。 9.一种钢管混凝土系杆拱桥，其特征在于：根据权利要求1到3任一项钢管混凝土系杆拱桥的施工方法施工得到或者根据权利要求4到6任一项的钢管混凝土系杆拱桥的施工方法施工得到。