CN102936897A - 一种兼作支撑加固结构的钢桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼作支撑加固结构的钢桥，包括倾斜的桥体以及支撑桥体的钢柱，其中，桥体的桥头支承在基坑的支护结构顶部的冠梁上，桥脚支承在基坑底上，所述桥头底面固定连接有沿桥体宽度方向延伸的传力横梁，该传力横梁的前侧面与所述冠梁的侧面相互贴近；所述传力横梁与基坑底之间设有斜撑杆，该斜撑杆的上端与传力横梁固定连接，下端与基坑底固定连接。本发明的钢桥可对桥头部位支护结构进行有效的支撑和加固，无需设置独立的加固结构或支撑结构，大大降低工程成本。

Description

一种兼作支撑加固结构的钢桥

技术领域

本发明涉及一种桥梁，具体涉及一种设在基坑边上的钢桥。

背景技术

基坑工程中，当基坑内土方濒于挖尽，部分底板结构完成施工，原出土的临时便道迫于挖除，此时依靠塔吊(汽车吊)等设备既不足以应付剩余土方大量外运，同时也不经济，因此通常的做法是修建有一定坡度的临时便桥连接基坑顶和基坑底，挖掘机和土方车辆等设备可以通过该桥前往低处作业。

通常，基坑的坑壁上设有支护结构，以抵抗基坑外围的土压力，防止崩塌，所述支护结构一般由嵌入基坑底下方一定深度的重力式挡墙、排桩或者地下连续墙构成，且桩顶或墙顶通过横向延伸的冠梁增强其整体性，若基坑较深或基坑附近地面有重物使得土压力较大时，普通的支护结构不足以抵抗该较大的土压力，此时一般要在支护结构上增加其他辅助支撑形式，如锚索、内支撑、斜撑等，以辅助抵抗土压力，确保基坑安全与稳定。在需要修建便桥的基坑边上，由于挖掘机和土方车辆等重型设备需要从上方经过，因为该部分会产生较大的附加土压力，为了抵抗该土压力，现有技术中通常采用以下的措施：

1、建桥前加固基坑顶部土体(或在基坑顶换填土方修筑桥台)，这样减少了传向支护结构的土压力。

2、建立斜撑结构支撑桥头位置的支护结构，再修建钢桥。

但是，上述措施均存在不同的缺点，第一项措施中，工程量较大，造价高，并且便桥为临时用桥，修建坚固的混凝土加固结构或桥台造成资源浪费；而第二项措施中，所增加的斜撑结构容易与便桥本身的结构产生冲突，例如，斜撑杆与钢柱之间可能产生干涉，斜撑杆不能以受力最佳的倾斜度进行设置，这样必然要增加斜撑杆的数量，不但施工难度增加，工程成本也会大大增加。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种兼作支撑加固结构的钢桥，该钢桥可对桥头部位支护结构进行有效的支撑和加固，无需设置独立的加固结构或支撑结构，大大降低工程成本。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种兼作支撑加固结构的钢桥，包括倾斜的桥体以及支撑桥体的钢柱，其中，桥体的桥头支承在基坑的支护结构顶部的冠梁上，桥脚支承在基坑底上，其特征在于，所述桥头底面固定连接有沿桥体宽度方向延伸的传力横梁，该传力横梁的前侧面与所述冠梁的侧面相互贴近；所述传力横梁与基坑底之间设有斜撑杆，该斜撑杆的上端与传力横梁固定连接，下端与基坑底固定连接。

本发明的一个优选方案，其中，所述的斜撑杆的下端与靠近桥头的钢柱的根部固定连接。将斜撑杆的下端固定在钢柱的根部，不但有利于斜撑杆的受力，而且将传力横梁、斜撑杆、钢柱和桥体连成一体，提高了整个钢桥的刚度，使之具有更强的抵抗土压力的能力。

本发明的一个优选方案，其中，所述的斜撑杆的下端与设在基坑底上的锚板固定连接。采用该技术方案的好处在于，在没有钢柱的基坑底与传力横梁之间也可以增加斜撑杆，进一步提高钢桥抵抗土压力的能力。

本发明的一个优选方案，其中，所述的钢柱中，包括至少两列从桥头向桥脚纵向排列的钢柱组，每一列钢柱组中，相邻两钢柱之间设有附加斜撑杆，该附加斜撑杆的上端固定连接在较高一根钢柱的上部，下端固定连接在较矮一根钢柱的根部。采用该优选方案后，除了传力横梁与基坑底之间的斜撑杆能够直接承受由冠梁传递过来的土压力外，钢柱之间的附加斜撑杆也能分担由桥体传递过来的部分土压力，并将这些土压力传递到各钢柱的根部，显然进一步提高了抗压能力，并且，由所述附加斜撑杆将每列钢柱连成一体，提高钢桥本身的刚度，同样也有利于提高整个钢桥对土压力的抵抗能力。

本发明的一个优选方案，其中，所述的传力横梁和斜撑杆由H型钢、双槽钢或箱型钢制成；所述传力横梁与桥体之间通过焊接或螺栓连接在一起。

本发明的一个优选方案，其中，所述的传力横梁由H型钢制成，所述的斜撑杆由箱型钢制成；所述传力横梁与斜撑杆的上端之间的连接结构为：斜撑杆的上端设有连接板，传力横梁上设有加强板，其中，连接板的一头从斜撑杆的端板中插入斜撑杆内，并与斜撑杆的内壁焊接在一起，连接板的另一头与所述加强板通过焊接或螺栓连接固定在一起。

采用该方案的目的在于便于传力横梁和斜撑杆之间的连接，安装前，所述的加强板和连接板分别预先设置在传力横梁和斜撑杆上，安装时直接将所述加强板和连接板焊接或螺栓连接即可，施工方便。

本发明的一个优选方案，其中，所述的钢柱的根部焊接在设在基坑底上的锚板上；所述斜撑杆或附加斜撑杆的下端焊接在钢柱的根部上。通过焊接将斜撑杆、附加斜撑杆以及钢柱根部焊接在一起，具有施工简便、连接效果好的优点。

本发明的一个优选方案，其中，所述的钢柱的根部焊接在设在基坑底上的锚板上；所述斜撑杆和附加斜撑杆的下端也焊接在所述锚板上。该方案适用于所述锚板面积较大可同时容纳钢柱和斜撑杆(或附加斜撑杆)的情况，直接将斜撑杆或附加斜撑杆承受的力传递到锚板，抗压能力更好。

本发明的一个优选方案，其中，所述桥体的桥头具有一段水平段，该水平段的底部支承在冠梁的顶面上，其中，冠梁的顶部内嵌设有预埋板，该预埋板上设有长圆孔形的椭圆孔，所述桥头的水平段的下部与预埋板之间通过锚筋或化学螺栓连接，其中，锚筋或化学螺栓穿过所述锚孔；所述预埋板顶面上设有防止桥头作侧向摆动的限位板。采用该方案的目的在于，由于挖掘机和土方车辆等重型设备需要经常从桥头处经过，使得该桥头部分不断承受交变载荷作用，若桥头与冠梁之间固定连接，那么桥头容易出现疲劳破坏，若桥头与冠梁之间处于活动的非固定连接状态，那么不利于钢桥的稳定，而本方案则采用半固定的方式，通过锚筋或化学螺栓限定桥头的竖向运动，通过限位板限定桥头的侧向摆动，而设置椭圆形锚孔则使得桥头具有一定的沿着桥体的纵向的运动间隙(土方车辆等重型设备经过桥头时，除产生竖直方向的正压力外，另外一个主要的作用力就是车轮对桥头产生的沿桥体纵向的作用力)，从而降低了桥头因承受纵向的交变载荷而疲劳破坏的风险。

本发明的一个优选方案，其中，所述基坑底在与桥脚的连接部位设有锚板，所述桥脚焊接在该锚板上。采用该技术方案的好处在于，将冠梁通过传力横梁传递到桥体上的土压力直接通过桥脚与锚板的连接结构传递到基坑底上，分担了部分土压力，进一步提高了整个钢桥承受土压力的能力。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

(1)由于桥头底面固定连接有沿桥体宽度方向延伸的传力横梁，该传力横梁的前侧面与所述冠梁的侧面相互贴近，因此支护结构承受土压力后，由冠梁将该土压力传递给钢桥上的传力横梁，进而由斜撑杆和桥体将该土压力传递到基坑底上，从而对支护结构起到支撑加固的作用。

(2)本发明利用钢桥本身的结构实现对支护结构的支撑和加固，无需设置单独的加固结构，实现一物两用，节省了材料，减少了工程量，大大降低了工程成本。

(3)支护结构和钢桥之间相互有机联合，使得两者均得到加固：土方车辆等重型设备从地面到下桥过程中，土压力增大，由钢桥对支护结构进行支撑和加固；而土方车辆等重型设备上桥过程中，所述的传力横梁同样将钢桥承受的载荷传递到支护结构和基坑壁上，从而也对钢桥起到支撑和加固作用；两者相互依赖、相互加固，提高了整体效果。

附图说明

图1为本发明的兼作支撑加固结构的钢桥的实施例1的结构示意图。

图2为图1所示钢桥的横向断面图。

图3为实施例1中钢桥的桥头与支护结构的冠梁之间的连接结构示意图。

图4为图3中预埋板的结构示意图。

图5为实施例1中钢桥的桥脚与基坑底之间的连接结构示意图。

图6为实施例1中传力横梁与桥体、斜撑杆之间的连接结构示意图。

图7为图6的A-A剖视图的放大图。

图8为实施例1中斜撑杆以及附加斜撑杆与钢柱根部之间的连接结构示意图。

图9图8的B-B剖视图的放大图。

图10和图11为本发明的兼作支撑加固结构的钢桥的实施例2中钢柱、横梁以及附加斜撑杆之间的连接结构示意图，其中，图10为纵向视图，图11为横向视图。

图12为实施例2中斜撑杆与传力横梁以及基坑底之间连接结构的俯视图。

图13为实施例2中斜撑杆与钢柱根部之间的连接结构示意图。

图14为实施例2中附加斜撑杆与钢柱根部之间的连接结构示意图。

图15为实施例2中斜撑杆与基坑底之间的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的兼作支撑加固结构的钢桥的具体实施方式作详细的描述。

实施例1

参见图1和图2，本实施例的兼作支撑加固结构的钢桥主要由倾斜的桥体1、钢柱6、传力横梁3、斜撑杆7以及附加斜撑杆8等组成，其中，桥体1的桥头1-1支承在基坑的支护结构22顶部的冠梁2上，桥脚1-2支承在基坑底上；所述钢柱6用于支撑桥体1，由箱型钢制成，这些钢柱6中，分为两列从桥头1-1向桥脚1-2纵向排列的钢柱组，两列钢柱组分别支撑在桥体1的两边沿的底部，每一列钢柱组包括四根钢柱6；参见图8和图9，基坑底在与钢柱6的连接部位处设有锚板18，该锚板18通过锚筋19以及十字抗剪键20与混凝土结构连成一体，所述钢柱6的底面与锚板18之间通过焊接固定连接。

参见图1～图5，所述桥体1由横梁4、纵梁5以及桥面钢板9组成，其中，横梁4和纵梁5均由H型钢制成，横梁4的两端通过焊接固定在钢柱6的侧面上；所述的纵梁5支承在横梁4上，其中，位于桥体1两侧的两根纵梁5直接支承在两列钢柱组的顶面上。所述纵梁5在桥头1-1部位具有一段水平段，该水平段的底部支承在冠梁2的顶面上，其中，冠梁2的顶部的找平层13内嵌设有预埋板11，该预埋板11上设有长径沿桥体1纵向的长圆孔形的锚孔11-1，所述水平段的下部(即H型钢的翼缘)与预埋板11之间通过化学螺栓12连接，该化学螺栓12穿过所述锚孔11-1；预埋板11的顶面上设有两块用于防止纵梁5作侧向摆动的限位板11-2(参见图3和图4)。所述纵梁5在桥脚1-2部位具有一段竖直段，该竖直段的底面支承在基坑底上，基坑底在该支承部位处设有锚板18，该锚板18通过锚筋19与混凝土结构连接成一体，所述竖直段的底面与锚板18焊接在一起(参见图5)。

参见图1和图6，所述桥头1-1的水平段的底面固定连接有沿桥体1宽度方向延伸的传力横梁3，该传力横梁3由H型钢制成，该传力横梁3的翼缘与纵梁5的翼缘之间通过螺栓21固定连接在一起，纵梁5在该连接部位处设有加强板15，以加强该部位的强度。所述传力横梁3的前侧面与所述冠梁2的侧面(与基坑壁对应的侧面)相互贴近，两者之间存在一定间隙，该间隙的大小为冠梁2允许的向外摆动的距离，约为2～5mm，设置该间隙的好处在于，当土压力不大，不足以对支护结构22造成破坏影响时，支护结构22通过自身的适当变形来耗散能量，不对钢桥产生作用力，有利于保护桥体1，而当土压力迫使冠梁2的摆动距离大于允许值(即所述间隙值)时，传力横梁3起作用，对支护结构22进行支撑和加固。

参见图6～图9，所述传力横梁3与靠近桥头1-1的两根钢柱6(即两列钢柱组中最高的两根)的根部之间设有两根斜撑杆7，该斜撑杆7由箱型钢制成，其上端与传力横梁3固定连接，其连接结构为：斜撑杆7的上端设有连接板14，传力横梁3的翼缘之间设有加强板15，其中，连接板14的一头从斜撑杆7的端板7-1中插入斜撑杆7内，并与斜撑杆7的内壁焊接在一起，连接板14的另一头的边沿与加强板15的边沿相对接，该对接部位的两侧设置两夹板16，所述连接板14、加强板15以及两夹板16通过螺栓固定连接成一体(参见图6和图7)。所述斜撑杆7的下端焊接在钢柱6的根部上(参见图8和图9)。

参见图1、图8和图9，在上述的每一列钢柱组中，相邻两钢柱6之间设有附加斜撑杆8，该附加斜撑杆8的上端通过焊接固定连接在较高一根钢柱6的上部，下端通过焊接固定连接在较矮一根钢柱6的根部。参见图2，在两列钢柱组中，位于同一横向平面上的两个钢柱6(即高度相等的两根钢柱6)之间设有由箱型钢制成的加强斜撑杆17，该加强斜撑杆17的上端通过焊接固定在其中一个钢柱6的上部，下端通过焊接固定在另一个钢柱6的根部；设置该加强斜撑杆17可将两列钢柱组连结起来，提高整个钢桥的刚度。

实施例2

参见10～图15，本实施例与实施例1的不同之处在于：

参见图12和图15，在靠近桥头1-1部位的两根钢柱6之间还设有两根斜撑杆7，该两根斜撑杆7的上端与传力横梁3固定连接，下端与基坑底连接，基坑底在该连接部位处设有锚板18，该锚板18通过锚筋19与混凝土结构连接成一体，所述斜撑杆7的下端通过焊接与锚板18固定连接。

参见图13和图14，连接钢柱6与基坑底之间的锚板18具有较大的面积，所述斜撑杆7以及附加斜撑杆8的下端均直接焊接在该锚板18上。

参见图10和图11，所述横梁4与钢柱6之间的连接结构为：钢柱6的侧面上设有两延伸板10，该两延伸板10的高度低于横梁4的腹板的高度，横梁4上的腹板的端部插入到两延伸板10之间的间隙内，所述腹板以及两延伸板10通过螺栓21固定连接在一起。

本实施例上述以外的其他实施方式与实施例1相同。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，例如，所述横梁4、纵梁5、钢柱6、传力横梁3、斜撑杆7、附加斜撑杆8等均可以选择由H型钢、双槽钢或箱型钢制成，并且两者之间的连接关系可以是焊接，也可以是螺栓连接，总之，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种兼作支撑加固结构的钢桥，包括倾斜的桥体以及支撑桥体的钢柱，其中，桥体的桥头支承在基坑的支护结构顶部的冠梁上，桥脚支承在基坑底上，其特征在于，所述桥头底面固定连接有沿桥体宽度方向延伸的传力横梁，该传力横梁的前侧面与所述冠梁的侧面相互贴近；所述传力横梁与基坑底之间设有斜撑杆，该斜撑杆的上端与传力横梁固定连接，下端与基坑底固定连接。

2.根据权利要求1所述的兼作支撑加固结构的钢桥，其特征在于，所述的斜撑杆的下端与靠近桥头的钢柱的根部固定连接。

3.根据权利要求1所述的兼作支撑加固结构的钢桥，其特征在于，所述的斜撑杆的下端与设在基坑底上的锚板固定连接。

4.根据权利要求1～3任一项所述的兼作支撑加固结构的钢桥，其特征在于，所述的钢柱中，包括至少两列从桥头向桥脚纵向排列的钢柱组，每一列钢柱组中，相邻两钢柱之间设有附加斜撑杆，该附加斜撑杆的上端固定连接在较高一根钢柱的上部，下端固定连接在较矮一根钢柱的根部。

5.根据权利要求4所述的兼作支撑加固结构的钢桥，其特征在于，所述的传力横梁和斜撑杆由H型钢、双槽钢或箱型钢制成；所述传力横梁与桥体之间通过焊接或螺栓连接在一起。

6.根据权利要求5所述的兼作支撑加固结构的钢桥，其特征在于，所述的传力横梁由H型钢制成，所述的斜撑杆由箱型钢制成；所述传力横梁与斜撑杆的上端之间的连接结构为：斜撑杆的上端设有连接板，传力横梁上设有加强板，其中，连接板的一头从斜撑杆的端板中插入斜撑杆内，并与斜撑杆的内壁焊接在一起，连接板的另一头与所述加强板通过焊接或螺栓连接固定在一起。

7.根据权利要求6所述的兼作支撑加固结构的钢桥，其特征在于，所述的钢柱的根部焊接在设在基坑底上的锚板上；所述斜撑杆和附加斜撑杆的下端焊接在钢柱的根部上。

8.根据权利要求6所述的兼作支撑加固结构的钢桥，其特征在于，所述的钢柱的根部焊接在设在基坑底上的锚板上；所述斜撑杆和附加斜撑杆的下端也焊接在所述锚板上。

9.根据权利要求5～8任一项所述的兼作支撑加固结构的钢桥，其特征在于，所述桥体的桥头具有一段水平段，该水平段的底部支承在冠梁的顶面上，其中，冠梁的顶部内嵌设有预埋板，该预埋板上设有长圆孔形的锚孔，所述桥头的水平段的下部与预埋板之间通过锚筋或化学螺栓连接，其中，锚筋或化学螺栓穿过所述的长圆孔形的锚孔；所述预埋板顶面上设有防止桥头作侧向摆动的限位板。

10.根据权利要求9所述的兼作支撑加固结构的钢桥，其特征在于，所述基坑底在与桥脚的连接部位设有锚板，所述桥脚焊接在该锚板上。

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