一种拱桥结构的制作方法

1.本实用新型涉及拱桥领域，具体涉及一种拱桥结构。


背景技术：

2.目前的拱桥主要包括桥面、若干拱圈和位于拱圈下侧的墩台等结构，其中拱圈与桥面之间设有填充物，而拱圈用于对桥面和填充物进行支撑，墩台位于相邻拱圈之间，对拱圈底部的拱脚进行支撑，使得拱圈与下方的地面或水面之间形成足够车辆、行人甚至船只等通过的桥洞。
3.在地形高度差较大或者多水的城市，特别是这些城市中一些建成时间较长的老建筑中，拱桥较为常见，并在城市的发展过程中，逐渐与周围的建筑物、提坎、人行道、公路甚至电梯等设施连接，少量的拱桥目前仍为周围居民出行的便捷路径。
4.但是部分建成时间达到数十年甚至更久的拱桥，因为建造条件、建造技术等原因，拱圈、墩台等结构采用石料建造，拱圈与桥面之间的填充物为石子与土壤的混合物，仅混合物两侧的表面覆盖石材；且因为时间的原因，拱桥设计载荷较低，不满足现今的交通流量，导致拱桥在长期超载、超限的车辆作用下快速开裂、破损。其次，石材在长时间的风吹雨打下存在风化的情况，石材的强度降低，存在石料表面剥离的病害。但是部分老建筑和拱桥目前仍在正常使用或者已经成为景点，无法简单粗暴的将这些老建筑中的拱桥推倒重建，而只能对拱桥进行维修加固。
5.目前常见的加固方式是在拱圈的下方设置支撑结构，通过对拱圈的支撑避免拱圈因无法承受桥面、填充物的重力以及桥面上的车辆、行人的重力而损坏。但是这种加固方式无疑会影响拱桥的外观，特别是当拱桥所在位置为景点时，增加的支撑结构会极大的破坏周围的年代氛围，造成游客的不满，所以需要一种能够在老式的拱桥基础上，将加固结构与老式的拱桥形成新的拱桥的结构，从而不会对拱桥的外观造成改变的拱桥结构。


技术实现要素：

6.本实用新型意在提供一种拱桥结构，以将加固结构与老式拱桥结合，实现加固的同时不会对老式拱桥的外观造成改变。
7.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种拱桥结构，包括桥面、多个拱圈和多个墩台，桥面与拱圈之间设有填充物，拱圈的底部为拱脚，墩台位于相邻拱圈之间并对拱脚进行支撑，墩台上竖向设有加固桩，加固桩的上端贯穿填充物与桥面的底部相抵。
8.本方案的有益效果为：
9.1.在用于对老式拱桥进行改造时，加固桩植入填充物内，对桥面进行支撑，使得桥面和桥面上的行人、车辆的压力直接从加固桩传递至墩台上，改变了老式拱桥主要通过拱圈受力的方式，适合墩台强度符合继续使用标准的拱桥。发明人采用本方案对现有拱桥进行了改造，并在改造后对拱桥的受力和各部分结构进行了评估，在目前的承载能力要求下，改造后的拱桥至少还能使用30年。
10.而增加的加固桩受到填充物、填充物外侧的石料的遮挡而不会暴露，加固桩的底部与墩台相抵，也不会暴露，加固桩施工完成后，在桥面上填充混凝土即可对加固桩的上端进行遮挡，故最后形成的新的拱桥的外观与老式的拱桥的外观相同，有效保护老建筑的同时，不会影响其作为景点开放。
11.2.采用加固桩与老式拱桥结合的方式形成新的拱桥时，施工的工期较短，不会长时间的封闭路段，对交通的影响较小，且不会对拱桥周围连接的建筑物造成损坏。其次，因为不需要拆除原有拱桥重新建设，所以成本更低。
12.3.当直接新建设本方案中的拱桥时，因为加固桩对桥面进行了支撑，所以拱圈的支撑压力较小，有效避免拱圈损坏，提高拱桥的使用寿命。
13.进一步，墩台的顶部设有l形槽，l形槽内填充有支撑块，支撑块的顶部与l形槽的顶部等高，加固桩的底部部分位于支撑块上，部分位于墩台的顶部。
14.本方案的有益效果为：通过清掏的方式在墩台上形成l形槽，并在l形槽内设置支撑块，通过支撑块对加固桩进行支撑，避免加固桩完全按压在墩台的顶部，而支撑块能够增大与墩台的接触面积，减小墩台单位面积受到的压力，从而避免墩台与加固桩接触位置被压坏。
15.进一步，桥面的两端分别为加高端和降低端，加高端的顶部高于降低端的顶部。
16.本方案的有益效果为：下雨时，雨水可沿倾斜的桥面流下，而不至于完全沿桥面向填充物甚至拱圈中渗入，进一步避免拱桥渗水。
17.进一步，拱圈靠近加高端的底部位于l形槽内并与支撑块的端部相抵。
18.本方案的有益效果为：支撑块能够对拱脚进行限位，避免拱圈的两个拱脚向相互远离的方向滑移，从而避免拱圈变形甚至坍塌。
19.进一步，拱圈靠近降低端的拱脚与靠近加高端的拱脚等高，且墩台靠近加高端的顶部与靠近加高端一侧的相邻墩台上的l形槽底部等高。
20.本方案的有益效果为：本方案中的拱圈的两个拱脚受力均匀，进一步避免拱圈变形。
21.进一步，桥面的两侧均设有限位桩，限位桩的顶部设有第一限位槽，桥面端部的下端位于限位槽内。
22.本方案的有益效果为：限位桩能够对桥面进行限位，避免桥面沿长度方向发生滑移。
23.进一步，限位桩朝向墩台的侧壁设有第二限位槽，最端部的拱脚位于第二限位槽内并与第二限位槽的竖向侧壁相抵。
24.本方案的有益效果为：第二限位槽能够对最端部的拱圈进行限位，避免最端部的拱圈向桥面的两端滑移。
25.进一步，第一限位槽内设有垫块，垫块位于桥面的下侧，且垫块的顶部与桥面相抵。
26.本方案的有益效果为：垫块能够对桥面的端部进行支撑，特别是部分桥面使用时间过长后会发生变形，使得桥面的底部无法完全与限位桩相抵，本方案中增加的垫块能够增加与桥面底部的接触面积，减小桥面底部单位面积受到的压力，避免受力处损坏。
27.进一步，桥面从上至下包括沥青混凝土层、防水层、钢筋混凝土层和底板，加固桩
与底板的底部相抵。
28.本方案的有益效果为：底板能够对沥青混凝土层、防水层和钢筋混凝土层进行支撑，使得整个桥面的作用力能够通过加固桩传递至墩台上。而防水层能够防止雨水下渗入拱桥原有的填充物中，故可避免填充物进一步被风化。
29.进一步，桥面的底部与填充物之间设有缝隙，桥面下侧设有传感器。
30.本方案的有益效果为：本方案中的桥面和桥上行人、车辆的重量不会传递至填充物上，也就不会沿填充物传递至拱圈上，进一步避免增大拱圈受到的压力。而当桥面变形时，传感器能够及时进行检测，从而在桥面损坏前及时报警，从而方便及时对桥面进行加固。
附图说明
31.图1为本实用新型实施例1的立体图；
32.图2为图1删除填充物的立体图；
33.图3为图2的正视图。
具体实施方式
34.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
35.说明书附图中的附图标记包括：桥面1、拱圈2、墩台3、l形槽31、支撑块4、限位桩5、垫块6、桩体7。
36.实施例1
37.一种拱桥结构，如图1、图2和图3所示，包括桥面1、多个拱圈2和多个墩台3，桥面1包括从上至下依次分布的沥青混凝土层、防水层、钢筋混凝土层和底板，其中防水层为现有的防水材料铺设而成，避免雨水向下渗透至桥面1的下方，使下方的结构风化；底板为整体现浇的连续钢筋混凝土板，使得桥面1的底部没有缝隙，进一步避免雨水向下渗透。桥面1左端为加高端、右端为降低端，加高端的顶部高于降低端的顶部，所以桥面1上的雨水能够沿着倾斜的桥面1向右流下桥面1，而不至于长时间堆积在桥面1上造成桥面1渗水。
38.多个拱圈2从左至右依次分布，拱圈2与底板之间设有填充物，在将已经建成的老式拱桥的基础上，建设本实施例中的拱桥时，本实施例中的填充物为老式拱桥中已经存在的填充物。桥面1左右两端的下侧分别均设有限位桩5，以左侧的限位桩5为例，限位桩5的顶部设有第一限位槽，桥面1底部落在第一限位槽内，通过限位槽能够对桥面1进行定位，避免桥面1相对于限位桩5左右滑移。本实施例中的第一限位槽内设有混凝土材质的垫块6，垫块6的顶部与底板的底部相抵，对底板进行支撑。
39.限位桩5右壁设有l形的第二限位槽，最左侧拱圈2的左侧拱脚落在第二限位槽内并与第二限位槽的竖直侧壁相抵，通过第二限位槽对最左侧和最右侧的拱圈2进行定位。
40.若干墩台3设于拱圈2的下方，具体的，墩台3位于相邻拱圈2之间，且相邻拱圈2下端的拱脚与墩台3的顶部相对，左侧拱圈2的右侧拱脚落在墩台3上。墩台3顶部设有l形槽31，且l形槽31内设有支撑块4，本实施例中的支撑块4为混凝土材质；右侧拱圈2的左侧拱脚落在l形槽31内，且右侧拱圈2的左侧拱脚与支撑块4的右端相抵，通过支撑块4能够对右侧的拱圈2进行限位，避免拱圈2变形。l形槽31底部与右侧墩台3的顶部等高，使得拱圈2的两
个拱脚等高，从而使拱圈2受力均匀。
41.每个墩台3上均设有加固桩，且加固桩位于相邻两个拱圈2之间，本实施例中的加固桩包括若干桩体7，且若干桩体7沿桥面1的宽度方向依次分布。桩体7底部部分落在墩台3的顶部、部分落在支撑块4上，通过支撑块4增大与墩台3的接触面积，从而减小单位面积受到的压力，避免墩台3的顶部在压力作用下损坏。
42.具体实施过程如下：
43.本实施例中能够在建造时间较长的老式拱桥的基础上进行改造，改造后，固定桩对桥面1进行支撑，使得桥面1和桥面1上行人、车辆的重量均通过固定桩传递至墩台3上，而不再完全依靠拱圈2支撑，有效减小拱圈2的受力，经过试验、评估，在目前的承载能力要求下，改造后的拱桥至少还能使用30年。
44.实施例2
45.在实施例1的基础上，底板与底板下方的填充物之间设有传感器，本实施例中的传感器采用压力传感器，且传感器设有多个，分布在桥面1下方的各个位置。当使用时间较长后，若受到超过设计要求的超载的重型车辆的碾压，桥面1仍存在变形的风险，而桥面1变形后，桥面1未与固定桩接触的部位即会将填充物向下按压，此时仍容易增大拱圈2的受力。本实施例中，当桥面1变形时，传感器的检测结果出现变化，从而能够起到提示的作用，保证能够及时组织对桥面1进行修复。在实际实施时，传感器也可采用位移传感器，通过检测桥面1的变形量及时进行提示，除此之外，本实施例中的其它操作与实施例1相同，本实施例中不再赘述。
46.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。