CN103806370A - 钢箱梁防倾覆结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢箱梁防倾覆结构，包括固定连接在桥墩顶部的下持力座和固定连接在钢箱梁底部的上持力座；上、下持力座均设有销轴孔；上、下持力座之间活动连接有抗拉板，抗拉板的上部和下部分别与上、下持力座上的销轴孔相对应设有长条形位移孔，上、下持力座的销轴孔与相对应的位移孔之间通过销轴活动连接在一起，位移孔的长度为抗拉板的活动行程。本发明制作简单，安装方便、位移量大、防倾覆拉力大，方便更换，同时使用中没有危险性，不会污染环境，可有效地避免钢箱梁倾覆。

Description

钢箱梁防倾覆结构

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种用于防止钢箱梁倾覆的结构。

背景技术

在桥梁施工技术领域，钢箱梁结构除具有抗扭刚度大、强度高、重量轻、整体性好和外形简洁流畅等特点外，还具有施工安装方便等优点。由于钢材是以一定的规格供应的，钢箱梁是由钢材拼装焊接而成，对于主梁不同的受力分布，可以通过调整板厚和钢材型号将钢箱梁的应力控制在安全范围内，这对设计和施工几乎不增加难度，钢材用量增加也不多。施工快捷，适合于各种环境的施工，因此加快施工进度，提高工程质量是桥梁建设发展的要求。钢箱梁节段可在钢构件加工厂进行预制加工和初步喷涂，待加工完成后再运至现场进行拼装焊接，因此可大大缩短工期，但是目前钢箱梁自重较轻，桥梁运营期间经常发生超载情况且超载车辆往往处于桥梁的最边缘，容易形成钢箱梁单边荷载极端超重，造成钢箱梁出现倾覆破坏。

现有钢箱梁防倾覆结构（装置）的使用可有效解决钢箱梁自重轻、容易倾覆的问题。该装置可与墩柱顶部的节段梁同时安装，这样防倾覆装置可在钢箱梁的施工过程中发挥防倾覆作用，钢箱梁安装完成后应对该装置进行防锈处理，运行过程中应同梁体同时进行维护。

现有的桥梁包括作为支撑基础上桥墩，钢箱梁位于桥墩的上方，由墩柱支撑。传统的钢箱梁防倾覆方法主要采用增加配重、增加墩柱顶部与梁底的接触面等手段来防止钢箱梁倾覆。增加配重的方法存在如下缺陷：1. 配重一般采用钢箱梁箱室内局部浇筑混凝土的方式进行施工，配重增加的不均匀容易引起底部钢板局部下弯，存在质量、安全隐患；2.混凝土与钢箱梁钢板的材料收缩系数不一致，容易引起钢箱梁局部变形；3. 由于钢箱梁内部的防锈等级较低且封闭严密，混凝土凝固过程中散发出的水化热无法及时散出，容易锈蚀钢板。

增加墩柱顶部与梁底接触面的缺陷如下：1.接触面的加大直接导致桥墩基础形状加大，直接增加桥墩的占地面积，影响桥下空间的利用率；2.桥墩截面尺寸的加大影响桥梁美观；3.由于桥墩顶部无法加宽至梁底宽度，桥梁倾覆的隐患仍然存在，因此无法从根本上解决问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢箱梁防倾覆结构，其制作简单，安装方便、位移量大、防倾覆拉力大，方便更换，同时使用中没有危险性，不会污染环境，可有效地避免钢箱梁倾覆。

为实现上述目的，本发明的钢箱梁防倾覆结构包括固定连接在桥墩顶部的下持力座和固定连接在钢箱梁底部的上持力座；上、下持力座上均设有销轴孔；上、下持力座之间活动连接有抗拉板，抗拉板的上部和下部分别与上、下持力座上的销轴孔相对应设有长条形位移孔，上、下持力座的销轴孔与相对应的位移孔之间通过销轴活动连接在一起，位移孔的长度为抗拉板的活动行程。

所述上、下持力座错位布置；所述上持力座的上端与下持力座下端之间的连线，与下持力座所在竖向面之间的夹角α为15度。

所述桥墩内预埋有锚筋，锚筋长度大于两倍抗拉板的长度，锚筋两侧设有深入桥墩内部的支脚并使锚筋呈倒置的U形；各支脚的底端均设有弯折部位，弯折部位与桥墩内墩柱体主筋焊接在一起；所述锚筋的顶部暴露于桥墩顶端并与下持力座相焊接。

所述上持力座所对应的钢箱梁梁体内设有金属传力柱，传力柱与钢箱梁的顶板和底板相焊接，上持力座与传力柱或钢箱梁底板相焊接。

所述上、下持力座均呈三角板状；所述抗拉板的厚度大于等于30毫米；所述锚筋的直径大于等于16毫米。

本发明具有如下的优点：

1.本申请人在提出钢箱梁防倾覆措施的问题时，创造性地跳出了以往增加配重、加大接触面等传统技术思路的影响，采用了简单的拉结方式，解决了钢箱梁倾覆的问题。

2.抗拉板位移孔预留了位移量，能够适应梁体自身收缩膨胀和桥梁位移而产生的活动。

3.上持力座的基础在梁体内增设同梁高的矩形长方体传力柱，该传力柱将钢箱梁的顶板和底板通过满焊形成可靠连接，使得防倾覆装置与箱梁整体连为了一体，避免出现倾覆时防倾覆结构拉裂梁体底板，可有效提高抗倾覆力。

4.下持力座基础增加U型锚筋伸入墩柱内，U型钢筋与防倾覆下持力座宜采用工厂化加工满焊连接，同时安装时应与墩柱的竖向主筋进行可靠连接。

5. 本发明的防倾覆装置为常见的稳定性材料，材料易得，不污染环境，安全可靠性高，可重复使用，寿命周期内平均使用成本很低。

6. 抗拉板通过位移孔与销轴的可活动连接，满足了梁体位移的要求，同时方便了更换、安装。

本发明的制作方法依次包括如下步骤：

（1）钢板选材；

（2）放样下料；

（3）切割加工焊接；

（4）组装下持力座2、上持力座3；

（5）制作下持力座2、上持力座3、抗拉板6、销轴8、销钉。

本发明的使用方法依次包括如下步骤：

（1）安装下持力座2，在墩柱浇筑前完成下持力座2安装。

（2）钢箱梁4加工时在梁体工厂内加工完成上持力座3传力柱及上持力座3与梁体的连接。

（3）墩柱顶部的钢箱梁4节段安装完成后，及时安装连接件、销轴8，使本发明在钢箱梁4安装过程中投入运行，增强梁体安装过程中的安全性能。

安装、加工注意事项：上持力座3与梁体内的传力柱应形成可靠连接，不得出现偏位、漏焊；下持力座2与墩柱内的竖向主钢筋应形成可靠连接，不得偏位、漏焊；抗拉板6等连接件可采取梁体安装完成后，现场量取上、下持力座3、2之间距离的方式进行加工，防止由于安装偏差而引起的距离偏差，导致预先加工抗拉板6等连接件不合格。

附图说明

图1是使用状态下本发明的结构示意图；

图2是上、下持力座的结构示意图；

图3是抗拉板的结构示意图；

图4是下持力座锚筋的结构示意图；

图5是上、下持力座错位布置的示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明的钢箱梁防倾覆结构包括固定连接在桥墩1顶部的下持力座2和固定连接在钢箱梁4底部的上持力座3；上、下持力座3、2结构相同，其上均设有销轴孔5。

上、下持力座3、2之间活动连接有钢制抗拉板6，抗拉板6的上部和下部分别与上、下持力座3、2上的销轴孔5相对应设有长条形位移孔7（上、下两个位移孔7长度相同），上、下持力座3、2的销轴孔5与相对应的位移孔7之间通过销轴8活动连接在一起，两位移孔7长度相同，该长度为抗拉板6的活动行程。其中，销轴8通过销钉锚固从而防止销轴8脱落。使用销钉锚固销轴为常规技术，图未示销钉。

上、下持力座3、2之间通过抗拉板6和销轴8形成可移动（活动）拉接，位移孔7的长度就是可移动拉接的活动量。由于抗拉板位移孔7预留了位移量，因此本发明能够适应梁体自身收缩膨胀和桥梁位移而产生的活动。

如图5所示，所述上、下持力座3、2错位布置；所述上持力座3的上端与下持力座2下端之间的连线，与下持力座2所在竖向面之间的夹角α为15度。

如图1至图4所示，所述桥墩1内预埋有锚筋9，锚筋9长度大于两倍抗拉板6的长度，锚筋9两侧设有深入桥墩1内部的支脚10并使锚筋9整体呈倒置的U形；各支脚10的底端均设有弯折部位11，弯折部位11与桥墩1内墩柱体主筋（墩柱体竖向主筋为现有桥墩1内的常规结构，图未示）焊接在一起；所述锚筋9的顶部暴露于桥墩1顶端并与下持力座2相焊接。

所述上持力座3所对应的钢箱梁4梁体内设有金属传力柱（传力柱为与钢箱梁4同高的矩形长方体立柱，图未示），传力柱与钢箱梁4的顶板和底板相焊接，上持力座3与传力柱或钢箱梁4底板相焊接。

所述上、下持力座3、2均呈等腰三角板状；所述抗拉板6的厚度大于等于30毫米；所述锚筋9的直径大于等于16毫米。所述上、下持力座3、2所呈现的等腰三角板状的具体结构为：长边对应角须设置为圆弧形（图5中虚线所示是长边对应角截取圆弧前的形状），圆弧的圆心为长边垂线中点，半径为1/4垂线高；在长边垂线中点处设置半径宜为1/6垂线高的所述销轴孔5。

持力座应采用厚度不小于25mm的高强度钢材，下持力座2一般设置在桥梁支座旁边，纵桥向位于墩顶的横向轴线处，横桥向距离墩柱侧面不小于150mm的位置；下持力座2底部通过焊接在持力座底部的锚筋9与墩柱体主筋形成可靠连接，保证能够传递足够的抗拉力；上持力座3一般设置在下持力座2投影面偏移15度左右的位置，上持力座3可在工厂内加工，对应持力座位置应在梁体内设置传力柱，连接钢箱梁4顶板和底板，增加抗拉力，持力座应与传力柱或钢箱梁4底板可靠焊接，满足传力需求。

如图3所示，抗拉板6应采用厚度不小于30mm的高强度钢材，形式类似椭圆型，半圆弧形状的位移孔7应采用车床加工而成，位移孔7尺寸、抗拉板6尺寸可在墩顶节段钢箱梁4吊装完成后，现场量取尺寸，回工厂加工，防止因安装偏差，而出现返工。

如图4所示，锚筋9可采用钢筋或成型钢板，如采用钢筋，锚筋9的直径不宜小于16mm，长度一般大于2倍抗拉板6的长度，锚筋9宜做成U型，方便与持力座底部焊接；如采用成型钢板可与持力座底部矩形钢板整体加工、整体预埋，传力效果更好。

本申请人在提出钢箱梁防倾覆措施的问题时，创造性地跳出了以往增加配重、加大接触面等传统技术思路的影响，采用了简单的拉结方式，解决了钢箱梁倾覆的问题。

本发明的制作方法依次包括如下步骤：

（1）钢板选材；

（2）放样下料；

（3）切割加工焊接；

（4）组装下持力座2、上持力座3；

（5）制作下持力座2、上持力座3、抗拉板6、销轴8、销钉。

本发明的使用方法依次包括如下步骤：

（1）安装下持力座2，在墩柱浇筑前完成下持力座2安装。

（2）钢箱梁4加工时在梁体工厂内加工完成上持力座3传力柱及上持力座3与梁体的连接。

（3）墩柱顶部的钢箱梁4节段安装完成后，及时安装连接件、销轴8，使本发明在钢箱梁4安装过程中投入运行，增强梁体安装过程中的安全性能。

安装、加工注意事项：上持力座3与梁体内的传力柱应形成可靠连接，不得出现偏位、漏焊；下持力座2与墩柱内的竖向主钢筋应形成可靠连接，不得偏位、漏焊；抗拉板6等连接件可采取梁体安装完成后，现场量取上、下持力座3、2之间距离的方式进行加工，防止由于安装偏差而引起的距离偏差，导致预先加工抗拉板6等连接件不合格。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.钢箱梁防倾覆结构，其特征在于：包括固定连接在桥墩顶部的下持力座和固定连接在钢箱梁底部的上持力座；上、下持力座上均设有销轴孔；

上、下持力座之间活动连接有抗拉板，抗拉板的上部和下部分别与上、下持力座上的销轴孔相对应设有长条形位移孔，上、下持力座的销轴孔与相对应的位移孔之间通过销轴活动连接在一起，位移孔的长度为抗拉板的活动行程。

2.根据权利要求1所述的钢箱梁防倾覆结构，其特征在于：所述上、下持力座错位布置；

所述上持力座的上端与下持力座下端之间的连线，与下持力座所在竖向面之间的夹角α为15度。

3.根据权利要求1或2所述的钢箱梁防倾覆结构，其特征在于：所述桥墩内预埋有锚筋，锚筋长度大于两倍抗拉板的长度，锚筋两侧设有深入桥墩内部的支脚并使锚筋呈倒置的U形；各支脚的底端均设有弯折部位，弯折部位与桥墩内墩柱体主筋焊接在一起；所述锚筋的顶部暴露于桥墩顶端并与下持力座相焊接。

4.根据权利要求1或2所述的钢箱梁防倾覆结构，其特征在于：所述上持力座所对应的钢箱梁梁体内设有金属传力柱，传力柱与钢箱梁的顶板和底板相焊接，上持力座与传力柱或钢箱梁底板相焊接。

5.根据权利要求1或2所述的钢箱梁防倾覆结构，其特征在于：所述上、下持力座均呈三角板状；所述抗拉板的厚度大于等于30毫米；所述锚筋的直径大于等于16毫米。

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