阅读说明：本技术 一种隧道内跨越溶洞的钢混组合拱桥及其施工方法 (Steel-concrete combined arch bridge crossing karst cave in tunnel and construction method thereof ) 是由 李玲玉 黄灿 陈松洲 于 2020-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种隧道内跨越溶洞的钢混组合拱桥及其施工方法,拱桥包括多根并列设置的型钢拱肋,每根型钢拱肋的两端与浇筑在溶洞两侧壁上的拱座固定连接,相邻型钢拱肋间有一定间距,并通过多根横梁连接,所述横梁上铺设有支撑钢板,钢板支撑及型钢拱肋顶部浇筑有一层混凝土拱肋,混凝土拱肋顶部浇筑有混凝土填充层,混凝土填充层顶面与隧道底面齐平。施工时首先通过竖转施工完成型钢拱肋安装,然后利用型钢拱肋作为支架施工上部混凝土拱肋,充分利用型钢拱肋自重小、强度高、安装方便快捷的特点,避免桥下搭设模板支架,从而降低施工难度,保障了施工质量,降低安全风险,减少施工成本。(The invention provides a steel-concrete combined arch bridge crossing a karst cave in a tunnel and a construction method thereof. During construction, firstly, the section steel arch rib is installed through vertical rotation construction, then the section steel arch rib is used as a concrete arch rib at the upper part of the support construction, the characteristics of small self weight, high strength and convenience and quickness in installation of the section steel arch rib are fully utilized, and a template support is prevented from being erected under a bridge, so that the construction difficulty is reduced, the construction quality is guaranteed, the safety risk is reduced, and the construction cost is reduced.)

一种隧道内跨越溶洞的钢混组合拱桥及其施工方法

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，涉及在隧道开挖过程中遇到溶洞时，为跨越溶洞所采用的一种钢混组合拱桥结构及其施工方法。

背景技术

隧道开挖施工过程中遇到溶洞时，对于较小的溶洞，一般采用回填方式进行处理，对于较大的溶洞，可采用桥梁跨越。但对于大而深的溶洞，因隧道内场地狭小，大型机械难以发挥作用，洞内桥梁施工效率较低；尤其对于过水溶洞，还存在桥下模板支架搭设困难等问题，溶洞内施工桥梁难度大。

发明内容

本发明的目的是针对隧道施工过程中跨越大型溶洞难度大的问题，提供一种隧道内跨越溶洞的钢混组合拱桥结构及施工方法，降低施工难度，提高施工效率。

本发明提供的一种隧道内跨越溶洞的钢混组合拱桥，其特征在于：包括多根并列设置的型钢拱肋，每根型钢拱肋的两端与浇筑在溶洞两侧壁上的拱座固定连接，相邻型钢拱肋间有一定间距，并通过多根横梁连接，所述横梁上铺设有支撑钢板，钢板支撑及型钢拱肋顶部浇筑有一层混凝土拱肋，混凝土拱肋顶部浇筑有混凝土填充层，混凝土填充层顶面与隧道底面齐平。

本发明提供的一种隧道内跨越溶洞的钢混组合拱桥施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在溶洞两侧壁上浇筑两个相对的拱座，其中一个拱座上预设铰接支座，另一拱座上设置型钢拱肋预埋段；

(2)将多根工字钢弯制成弧形的拱肋，拱肋的跨度根据两拱座的间距设置；将2-3根拱肋采用横梁连接成一组；

(3)利用汽车吊将一组拱肋起吊至设置铰接支座的拱座上方，将每根拱肋的一端与拱座通过转铰连接；

(4)在拱座上方溶洞侧壁一定高度处安装一个定滑轮，将一扣索绕过所述定滑轮后与拱肋另一端连接；

(5)缓慢放松扣索，使拱肋在重力作用下向溶洞另一侧的拱座转动；

(6)拱肋竖转到位后，将拱肋与拱座的铰接端固定，并将拱肋另一端与另一拱座上的拱肋预埋段焊接；

(7)依照上述方法将各组拱肋依次安装固定在拱座上，并用横梁将各组拱肋连接成整体，然后在横梁上部焊接花纹钢板；

(8)利用型钢拱肋及焊接在横梁上的钢板作为模板支架，在其上部浇筑一层混凝土拱肋；

(9)混凝土拱肋达到设计强度后，在其顶部浇筑混凝土填充层，浇筑到与隧道底面高度齐平。

本发明根据溶洞处地形条件和桥跨结构特点，采用型钢作为拱肋跨越溶洞，施工时首先通过竖转施工工艺分组完成型钢拱肋安装，解决了隧道内大型机械设备难以施展的困难，然后利用型钢拱肋作为支架施工上部混凝土拱肋，施工完成后型钢拱肋及混凝土拱肋形成钢混组合拱结构共同承担上部荷载，充分利用型钢拱肋自重小、强度高、安装方便快捷等特点，避免桥下搭设模板支架，从而降低施工难度，保障了施工质量，降低安全风险，减少施工成本。

附图说明

图1是本发明的钢混组合拱的侧视结构示意图；

图2是钢混组合拱的立面结构示意图；

图3是图2中的局部结构放大图；

图4是型钢拱肋的平面结构示意图；

图5是采用汽车吊吊装型钢拱肋的状态示意图；

图6是型钢拱肋竖转的状态示意图；

图7是型钢拱肋跨溶洞安装完成的状态示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，本发明提供的隧道内跨越溶洞的钢混组合拱桥，包括多根并列设置的型钢拱肋1，每根型钢拱肋1的两端与浇筑在溶洞2两侧壁上的拱座3固定连接，相邻型钢拱肋间有一定间距，并通过多根横梁4连接，所述横梁4上铺设有支撑钢板5，支撑钢板5及型钢拱肋顶部浇筑有一层混凝土拱肋6，混凝土拱肋6顶部浇筑有混凝土填充层7，混凝土填充层7顶面与隧道8底面齐平。

本发明具体实施时，所述型钢拱肋1可采用工字钢弯制而成，工字钢的腹板两侧每隔一定间距对称焊接有两块连接板9，每根横梁4的两端分别与两相邻拱肋上正对的两连接板9通过螺栓连接。

上述隧道内跨越溶洞的钢混组合拱桥，具体施工方法如下：

(1)如图5所示，在溶洞2两侧壁上浇筑两个相对的拱座3，其中一个拱座上预设铰接支座31，另一拱座上设置型钢拱肋预埋段32；

(2)将多根工字钢弯制成弧形的拱肋1，拱肋的跨度根据两拱座的间距设置；将2-3根拱肋采用横梁连接成一组；

(3)利用汽车吊10将一组拱肋起吊至设置铰接支座的拱座3上方，将每根拱肋1的一端与拱座3通过转铰连接；

(4)如图6所示，在与拱肋铰接的拱座上方溶洞侧壁一定高度处安装一个定滑轮11，将一扣索12绕过所述定滑轮后与拱肋1另一端连接；

(5)缓慢放松扣索12，使拱肋在重力作用下向溶洞另一侧的拱座转动；

(6)如图7所示，拱肋竖转到位后，将拱肋与拱座的铰接支座固封，并将拱肋1另一端与另一拱座3上的拱肋预埋段32焊接；

(7)依照上述方法将各组拱肋依次安装固定在拱座上，并用横梁将各组拱肋连接成整体，然后在横梁上部焊接支撑钢板；

(8)利用型钢拱肋及焊接在横梁上的支撑钢板作为模板支架，在其上部浇筑一层混凝土拱肋；

(9)混凝土拱肋达到设计强度后，在其顶部浇筑混凝土填充层，浇筑到与隧道底面高度齐平，然后进行上部隧道结构施工。