本发明属于桥梁施工，涉及一种大跨径拱桥拱肋的施工，具体涉及一种大跨度桁架外包钢板拱肋及其二次成拱施工方法。
背景技术：
1、大跨径拱桥具有良好的经济性、耐久性和受力性能，是一种跨越江河峡谷的常用桥型。目前大跨度拱桥的拱肋主要有钢管混凝土拱、钢桁拱、劲性骨架外包混凝土拱三种形式。
2、钢管混凝土拱是采用大直径钢管作为拱肋结构，在钢管内填充混凝土,利用钢管的径向约束限制混凝土膨胀,使混凝土处于三向受压状态,从而显著提高混凝土的抗压强度,同时由于混凝土的约束作用，也增强了钢管抵抗局部屈曲的能力。此结构结合了钢材和混凝土的材料特性，承载力高,稳定性好，但管内混凝土在灌注时，由于粘性、流动性、温度变化导致收缩等因素影响，容易脱空、脱粘，形成空鼓，影响拱肋受力性能。
3、钢桁架拱是由上下弦杆和腹杆组成拱形桁架，上下弦杆采用钢管，此结构结合了桁架和拱的优势，结构自重较轻，对软土地基有较好的适应性。但对于大跨径拱桥，由于拱肋的几何形状复杂，截面尺寸多样且杆件数量多，受桥梁基础变形、温度变形和混凝土徐变等多种因素影响，导致杆件内力计算和优化设计十分困难，而且该结构杆件纤细，轴向受力能力较强，但抗剪能力较弱，导致拱肋抗震性能不佳。
4、劲性骨架混凝土拱是以拱形桁架作为骨架，骨架外包混凝土，形成钢筋混凝土箱板拱或者箱肋拱，此结构轴向受力能力和抗剪能力都较强，但施工时外包混凝土需要悬空浇筑，高空施工难度高、风险大，模板安装、拆卸工序复杂，工期较长。
5、综上，现有大跨径拱桥拱肋结构尽管各有优点，但都存在一定不足，有进一步优化和改进的必要。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有拱肋存在的问题，提出一种大跨度桁架+外包钢板的拱肋结构型式，在继承现有拱肋优点的基础上，进一步进行优化和改进现有拱肋的不足之处，同时针对桁架+外包钢板拱肋的结构特点，提出一种适用于该拱肋的二次成拱施工方法。
2、本发明提出的一种大跨度桁架外包钢板拱肋，其特征在于：所述拱肋由多个拱肋节段拼接而成，每个拱肋节段包括一桁架节段，桁架节段焊接外包钢板；所述桁架节段和外包钢板的横截面均为等腰三角形，桁架节段的横截面的3个角设置为倒角结构，外包钢板横截面的3个角设置为倒圆角结构。
3、进一步，上述大跨度桁架外包钢板拱肋，每个桁架节段包括3个桁架片，每个桁架片包括两根弦杆，两弦杆间从一端到另一端等距焊接多根腹杆，每根腹杆一端和与其相邻的腹杆的斜对角端间焊接一斜撑杆，其中一个桁架片位于桁架节段底部且平面水平设置，另两个桁架片位于桁架节段两侧且平面相对倾斜设置，底部桁架片两端与两侧桁架片下端有一定间距，底部桁架片两端的腹杆分别与两侧桁架片下端的腹杆间对称焊接两根桁架片连接杆，两侧桁架片上端间有一定间距，两侧桁架片上端的腹杆间也对称焊接两根桁架片连接杆；每根桁架片连接杆与其连接的两桁架片的平面间的夹角相等；
4、所述外包钢板包括底板和两侧板，底板顶面与桁架节段底部的桁架片焊接，两侧板内壁分别与两侧桁架片焊接，底板两端分别与两侧板下端焊接，两侧板上端间焊接；
5、多个拱肋节段的端面间依次对接，相互对接的拱肋节段上相对的腹杆端部间及外包钢板端部间焊接。
6、进一步，上述大跨度桁架外包钢板拱肋，每个桁架节段中间沿与各桁架片的腹杆平行的方向设一中心杆，中心杆两端分别与各桁架片中间的腹杆端部间焊接有加固支撑杆；相互对接的拱肋节段的中心杆端部间焊接。
7、进一步，上述大跨度桁架外包钢板拱肋，每个桁架节段底部的桁架片中间的腹杆两端分别和与其临近的两侧桁架片中间的腹杆端部间焊接有加固支撑杆。
8、进一步，上述大跨度桁架外包钢板拱肋，所述外包钢板的底板两端分别弯曲成圆角，一侧钢板上端弯曲成圆角。
9、本发明还提供一种上述大跨度桁架外包钢板式拱肋的二次成拱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
10、(1)在钢结构加工场加工各拱肋节段，将每个拱肋节段的外包钢板底板预先与拱架节段焊接，外包钢板两侧板先不安装；拱肋节段间试拼合格后，分段运输至拱肋安装施工现场；
11、(2)利用缆索吊和斜拉扣挂系统安装拱肋；缆索吊从两拱脚至跨中逐段对称起吊、悬拼拱肋节段，同时通过斜拉扣挂系统的扣索控制拱肋线型，完成拱肋第一次合龙；拱肋第一次合龙完成后暂时保留与拱肋连接的扣索；
12、(3)安装外包钢板侧板；先安装并焊接拱脚区域外包钢板侧板，再安装和焊接拱顶区域的外包钢板侧板，最后对称安装和焊接剩余区域外包钢板侧板，完成拱肋二次合龙；拆除斜拉扣挂系统，完成拱肋安装施工。
13、本发明的拱架+外包钢板拱肋是一种新的拱肋结构形式，与现有拱肋结构相比具有以下优点：
14、1、与钢管混凝土拱相比，没有管内混凝土灌注工序，避免了管内出现空鼓现象，能保证拱肋受力性能；
15、2、与钢桁架拱相比，本发明的拱肋桁架全部采用型钢杆件组成，并采用三角形截面，可减少桁架自重和用材，结构也更加稳定；在桁架外增加了外包钢板，保留了钢桁架拱结构轻、用材省、轴向受力能力强的特点，同时增强了拱肋的抗剪、抗震性能。
16、3、与劲性骨架混凝土拱相比，本发明采用外包钢板替代了传统的外包混凝土，同样能起到增加拱架抗剪抗震能力的效果，且本发明避免了空中浇筑混凝土的复杂工序，以及外包混凝土后期开裂、需要频繁修补等问题，施工速度快，安全性高，质量更加可靠；
17、4、本发明的拱肋在安装时采用二次合龙成拱施工工艺，第一次合龙时拱肋节段上只安装外包钢板的底板，一方面便于拱肋节段的桁架腹杆间焊接对接操作，另一方面可减轻拱肋节段的吊重；第二次合龙时只需焊接外包钢板侧板，空中作业量少，也容易控制拱肋线型，有利于保证拱肋施工质量。
1.一种大跨度桁架外包钢板拱肋，其特征在于：所述拱肋由多个拱肋节段拼接而成，每个拱肋节段包括一桁架节段，桁架节段焊接外包钢板；所述桁架节段和外包钢板的横截面均为等腰三角形，桁架节段的横截面的3个角设置为倒角结构，外包钢板横截面的3个角设置为倒圆角结构。
2.根据权利要求1所述的大跨度桁架外包钢板拱肋，其特征在于：每个桁架节段包括3个桁架片，每个桁架片包括两根弦杆，两弦杆间从一端到另一端等距焊接多根腹杆，每根腹杆一端和与其相邻的腹杆的斜对角端间焊接一斜撑杆，其中一个桁架片位于桁架节段底部且平面水平设置，另两个桁架片位于桁架节段两侧且平面相对倾斜设置，底部桁架片两端与两侧桁架片下端有一定间距，底部桁架片两端的腹杆分别与两侧桁架片下端的腹杆间对称焊接两根桁架片连接杆，两侧桁架片上端间有一定间距，两侧桁架片上端的腹杆间也对称焊接两根桁架片连接杆；每根桁架片连接杆与其连接的两桁架片的平面间的夹角相等；
3.根据权利要求2所述的大跨度桁架外包钢板拱肋，其特征在于：每个桁架节段中间沿与各桁架片的腹杆平行的方向设一中心杆，中心杆两端分别与各桁架片中间的腹杆端部间焊接有加固支撑杆；相互对接的拱肋节段的中心杆端部间焊接。
4.根据权利要求3所述的大跨度桁架外包钢板拱肋，其特征在于：每个桁架节段底部的桁架片中间的腹杆两端分别和与其临近的两侧桁架片中间的腹杆端部间焊接有加固支撑杆。
5.根据权利要求3或4所述的大跨度桁架外包钢板拱肋，其特征在于：所述外包钢板的底板两端分别弯曲成圆角，一侧钢板上端弯曲成圆角。
6.一种权利要求1-5中任一项所述的大跨度桁架外包钢板拱肋的二次成拱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
