CN101033603A - 新型液体承重桥墩结构 - Google Patents

Abstract

一种新型液体承重桥墩结构，由围护结构、液体、支座、压力传感器和基础五部分组成。围护结构由金属框架和膜构成，内部充满液体。支座上接桥梁上部结构，下与液体紧密接触，并将液体完全密闭于围护结构内。同时在支座下表面布置有压力传感器，能实时监测到液压。基础位于围护结构下部，呈树根形发散，可与围护结构连成一体、也由金属框架和膜构成，也可由钢筋混凝土浇筑而成。本发明具有受力合理、施工方便快捷、节约材料、减轻自重、成本低、寿命长等优点，而且可以实现对桥墩工作状况的实时、远程监测。实施后积累的监测数据对于桥梁计算和设计理论的完善也具有很大的价值。

Description

新型液体承重桥墩结构

技术领域

本发明涉及的是一种桥梁下部结构，特别是一种新型液体承重桥墩结构。

背景技术

桥梁上采用的桥墩结构形式目前主要有实体桥墩、柱式桥墩、柔性桥墩、框架墩、空心桥墩等。这些桥墩类型普遍的突出问题是完全靠刚性材料承重、自重大、材料没有得到充分利用。其中空心桥墩在受力特性方面比较合理一些，自重相对较轻，它主要有两种形式：一种基本为实体重力型结构，镂空中心部分；另一种为钢筋混凝土的空格形墩身。但目前的空心桥墩设计存在施工较复杂、耗费人力物力较多等缺陷，而且仍有必要进一步减轻自重、节约用料。

此外，目前所有的桥墩类型都不能直接反映出自身所承受的荷载作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新型液体承重桥墩结构。本发明基于液体抗压的基本性质，附加多种设计后形成了一种力学性质良好、经济效益突出、并有助于桥梁设计理论完善的新型桥墩结构。

本发明的主要技术特点是：

①、本新型桥墩结构由围护结构、液体、支座、压力传感器和基础五部分组成；

②、所述的围护结构，是指：由金属材料制成框架，然后覆盖上具有防水能力和一定抗拉能力的膜而形成的围护结构。

③、所述的液体，是指：具有热稳定性和无毒无害的液体。

④、所述的支座：是指：上面连接桥梁上部结构，下面与液体紧密接触，能将液体完全密闭于围护结构内的支座。

⑤、所述的压力传感器：是指：布置于支座下表面，与液体直接接触，能实时监测到液压的压力传感器。

⑥、所述的基础：是指：位于围护结构下部，埋置于土体内，呈树根形发散的基础结构。基础的构成有两种方式：一种是与前述围护结构连成一体，也由金属框架和膜构成；另一种是由钢筋混凝土浇筑而成。

本发明的主要技术创新价值在于：

①、上部结构传来的竖向荷载通过支座作用在了液体上，也就是由液体来承重，这是一个完全原创的思路。液体承重具有很突出的优点：一是承载能力基本不受限制；二是在竖向荷载一定的情况下，通过调节液体受力截面的面积即可改变液体的压强，调节围护结构所受的作用。

②、维护结构不再需要使用钢筋混凝土这种笨重的材料，使用高强轻质的金属和膜材料大大降低了结构自重，并且方便进行工厂化加工，加快施工进度，保证施工质量。

同时也完全避免了钢筋混凝土桥墩中常出现的钢筋锈蚀、混凝土碳化等耐久性问题，具有较长的使用寿命。

③、通过布置的压力传感器可对液压状况进行实时监测，进而得到桥梁上部结构传来的竖向荷载的实时值。利用这些数据，一方面可以监测桥墩的工作状况，及时发现不正常的情况；另一方面可将荷载数据与桥梁上部结构状况及活荷载状况实时联系起来，对于研究桥梁结构的传力机制、建立准确的计算模型、完善桥梁设计理论具有重要的价值。

④、围护结构抵抗液压的极限值可实现通过试验方法精确得到，进而据此设定一个安全限值，当压力传感器感知到的液压值达到这一限值时，维护人员可及时采取加固措施，保证结构的安全。在维护结构受到损伤、液体发生泄漏的情况下，压力传感器的数值也能显示出这一不正常状况，从而使维护人员能够及时采取处理措施。

⑤、压力传感器的数据可方便地进行电脑采集、处理和传输，从而可以使工程管理中心对所有桥墩的工作状况做到实时、远程地监控。

⑥、基础形式呈树根形发散，可增大基础结构与土体的接触面积，增强土体对桥墩的支撑作用，从而可以减少整体结构的沉降量。

总之，本发明在桥墩设计中创造性地引入了液体承压的概念，提出的新型桥墩设计方案具有受力合理、施工方便、节约材料、减小沉降、成本低、寿命长等特点，而且可以实现对桥墩工作状况的实时、远程监测。实施后积累的监测数据对于桥梁计算和设计理论的完善也具有很大的价值。

附图说明

附图1为本新型液体承重桥墩结构的断面示意图。

具体实施方式

根据设计的桥墩外形和尺寸，用金属材料制成围护结构1的框架2，然后覆盖上具有防水能力和一定抗拉能力的膜3形成完整的围护结构1。

同样用金属框架加膜的方法制成呈树根状发散的基础4。基础4埋植于土体5内。

基础4也可以采用常规的钢筋混凝土材料浇筑而成。

然后向围护结构1内部注入液体6。

在围护结构1的内部、液体6的上部安装支座7。支座7的上表面与桥梁的上部结构8相连，下表面与液体6紧密接触，并将液体6密闭在围护结构1之内。支座7的下表面上安装有能实时监测液体6的压强数据的压力传感器9。监测到的数据通过有线或无线的方式传输到电脑10上，以进行进一步的处理。为了获取精确的数据并保证可靠性，应布置多个压力传感器9。

Claims (6)

1、一种新型液体承重桥墩结构，其特征是由围护结构、液体、支座、压力传感器和基础五部分组成。

2、根据权利要求1所述的新型液体承重桥墩结构，其特征在于：所述的围护结构，是指由金属材料制成框架，然后覆盖上具有防水能力和一定抗拉能力的膜而形成的围护结构。

3、根据权利要求1所述的新型液体承重桥墩结构，其特征在于：所述的液体，是指具有热稳定性和无毒无害的液体。

4、根据权利要求1所述的新型液体承重桥墩结构，其特征在于：所述的支座：是指上面连接桥梁上部结构，下面与液体紧密接触，能将液体完全密闭于围护结构内的支座。

5、根据权利要求1所述的新型液体承重桥墩结构，其特征在于：所述的压力传感器：是指布置于支座下表面，与液体直接接触，能实时监测到液压的压力传感器。

6、根据权利要求1所述的新型液体承重桥墩结构，其特征在于：所述的基础：是指位于围护结构下部，埋置于土体内，呈树根形发散的基础结构。基础的构成有两种方式：一种是与前述维护结构连成一体，也由金属框架和膜构成；另一种是由钢筋混凝土浇筑而成。

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