CN105862571B - 一种桥梁抗震与抗倾覆构造及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桥梁抗震与抗倾覆构造及方法，属于结构工程技术领域，其是在梁体的两端外侧均设置有挡块并在梁体的两端上加工有槽孔，在槽孔内嵌装有耐磨管，在耐磨管内设置有钢绞线，钢绞线的两端向外延伸至与梁体两端正对的挡块外侧并通过锚块锚固，使梁体两侧的挡块共同约束梁体的纵向、横向以及竖向位移，在钢绞线与挡块接触段外壁上套装有隔套，在挡块内隔套的外围布设有钢筋网，本发明可以有效防止桥面系地震作用下发生纵、横向落梁，在偏载作用下发生倾覆，又可避免因混凝土收缩及温度效应产生的变形引起的附加内力，此外，构造简单，牢固可靠，便捷经济，可广泛应用于桥梁以防止发生落梁和倾覆。

Description

一种桥梁抗震与抗倾覆构造及方法

技术领域

本发明属于桥梁结构工程技术领域，具体涉及一种应用于桥梁抗震与抗倾覆联合技术的桥梁抗震与抗倾覆构造及方法。

背景技术

我国位于环太平洋地震带和欧亚地震带的交界处，国内也纵横分布着多条地震带，为多地震国家。随着近年来国内地震的不断发生，严重制约着国民经济的发展，给人民生命财产造成极大损失。通过对历次地震中桥梁典型震害调查，结果表明：主梁以落梁、局部碰撞破坏、纵横向位移为主要表现形式。

当前，我国城市立交、高速匝道等曲线桥梁多采用独柱现浇连续梁结构形式，该种桥梁的下部结构形式具有减少占地、能很好地适应高级公路复杂的线形需要，且经济指标高，已成为现代交通工程中的一种重要桥型。然而由于其独特的弯扭耦合力学特性以及滞后的理论研究发展，目前在国内外的工程实践中仍出现了许多问题，桥梁倾覆是中最主要的病害方式之一。2012年8月24日在哈尔滨市三环路群力高架桥洪湖路上行匝道发生的由于超载车辆偏载造成的倾覆事故；2015年6月粤赣高速城南互通CKO+224.5匝道桥梁侧翻事故，诸如上述类似的工程事故还有很多。

为了限制地震力作用下桥梁结构上部主梁横向位移过大而导致落梁灾害的发生，盖梁上都设置了抗震挡块来抑制主梁过大的横向位移。为了限制主梁的纵向位移一般都采用设置连梁装置和增大支承搁置长度等方法。但传统上防止横向位移都只能是左右两个挡块的其中一个起作用，不能使两个挡块同时限制横向位移；增大支承搁置长度既不经济又不美观。

现阶段存在的抗倾覆装置多为在梁体本身或者支座上进行加强连接，然而这样的连接装置由于距离支座中心，和梁体中轴线太近而不能提供有效的扭矩，且这些装置比较复杂，制造麻烦。桥梁侧翻是较复杂的力学现象，但是在侧翻前必定出现大的偏心力使桥梁扭矩大于结构本身所能承受的范围，因此需要借助外力来承受偏心扭矩。同时设置防止纵向横向以及竖向位移装置比较复杂。因此需要一个构造能更加合理，更加简单的同时限制纵向横向以及竖向的位移，防止强震作用下落梁、偏心作用下发生倾覆事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能适应桥面系位移且抵抗落梁和倾覆的桥梁抗震与抗倾覆构造，解决现有桥梁抗震和抗倾覆能力弱的难题，既不约束桥面系纵向温度变形，又能有效提供纵向横向以及竖向的约束，防止桥面系发生落梁与倾覆作用。

本发明的另一目的在于提供一种由上述桥梁抗震与抗倾覆构造实现的抗震与抗倾覆方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

该桥梁抗震与抗倾覆构造，包括梁体，在梁体的两端外侧均设置有挡块并在梁体的两端上加工有槽孔，在槽孔内嵌装有耐磨管，在耐磨管内设置有钢绞线，钢绞线的两端向外延伸至与梁体两端正对的挡块外侧并通过锚块锚固，使梁体两侧的挡块共同约束梁体的纵向、横向以及竖向位移，在钢绞线与挡块接触段外壁上套装有隔套，在挡块内隔套的外围布设有钢筋网。

上述钢绞线是由5～10根直径为15.2mm的钢束组成。

上述梁体的槽孔是长圆形槽孔，其槽长M等于钢绞线直径D与梁体所用伸缩缝的伸缩量L之和，槽宽N等于钢绞线直径D。

上述钢筋网沿着挡块的结构布设，其厚度与挡块的厚度相同。

该桥梁抗震与抗倾覆的方法由以下操作实现：将梁体的两端与挡块通过钢绞线连接并且张拉预应力至钢绞线平直，利用钢绞线将力从一侧挡块传递给另一侧挡块，使梁体两端的挡块共同约束梁体纵向、横向以及竖向位移和偏载倾覆，同时，钢绞线在梁体槽孔的耐磨管内水平移动，与挡块共同作用分散作用在梁体上的应力，从而实现桥梁抗震与抗倾覆。

与现有技术相比，本发明的桥梁抗震与抗倾覆构造及方法的有益效果是：

(1)本发明通过锚固在挡块上的锚块与钢绞线限制梁体的纵向位移，能够有效防止梁体在地震纵波作用下发生落梁，通过钢绞线与锚块使左右挡块连接一起，共同限制梁体在地震横波作用下引起的横向位移，通过锚固于挡块的锚块与钢绞线限制梁体的竖向位移，能够有效的防止梁体在偏载作用下发生倾覆，从而同时实现桥梁的抗震与抗倾覆。

(2)本发明在挡块内布设钢筋网，将挡块与盖梁联合，使挡块能够承受两个方向的作用力，进一步加强桥梁的抗倾覆、抗震效果。

(3)本发明在梁体内加工长圆槽孔允许梁体发生需要的水平温度变形，避免因混凝土收缩及温度效应下产生的变形引起的附加内力；

(4)该抗震与抗倾覆结构设计简单，只有桥梁有纵向横向以及竖向有位移趋势时起作用，适用于一般桥梁。

附图说明

图1为实施例1的桥梁抗震与抗倾覆构造示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。

实施例1

由图1和2可知，本实施例的桥梁抗震与抗倾覆构造是由钢绞线3、耐磨管4、隔套5、锚块6以及钢筋网7组合构成。

本实施例的钢绞线3是贯穿于梁体1与挡块2上，具体是，桥梁的梁体1安装在盖梁上方，挡块2与盖梁连接成一体结构，并且挡块2布置在盖梁的两端梁体1的外侧，在梁体1的两端上分别加工有长圆形槽孔，满足梁体1发生水平温度变形所需，避免因混凝土收缩及温度效应下产生的变形引起的附加内力，在槽孔内均嵌装有耐磨管4，在梁体1两侧的挡块2上加工有与槽孔对应的圆形通孔，在圆形的通孔内嵌装有隔套5，耐磨管4内安装有钢绞线3，钢绞线3的两端分别穿过耐磨管4、隔套5延伸至挡块2外侧，并且通过锚块6锚固，通过钢绞线3将梁体1与两侧的挡块2连接，通过锚块6与钢绞线3限制梁体1的纵向位移，钢绞线3与锚块6使左右挡块2连接一起，共同限制梁体1在地震横波作用下引起的横向位移，锚固于挡块2的锚块6与钢绞线3限制梁体1的竖向位移，能够有效的防止梁体1在偏载作用下发生倾覆、在地震纵波作用下发生落梁。本实施例的钢绞线3是由7根直径15.2mm的钢束组成，钢绞线3与梁体1的槽孔之间还满足：槽孔的槽长M等于钢绞线3直径D与梁体1所用伸缩缝的伸缩量L之和，槽孔的槽宽N等于钢绞线3直径D。

为了加强挡块2的结构强度以及挡块2与梁体1之间通过钢绞线3连接形成一个受力体系，本实施例在挡块2内隔套5的外围布设有钢筋网7，钢筋网7沿着挡块2的结构布设，即钢筋网7的厚度、高度以及长度方向均与挡块2相同，形成挡块2的内部骨架，钢筋网7与盖梁的受力协同，使挡块2能够承受梁体1的压应力以及钢绞线3的拉应力。

上述桥梁构造能够实现的桥梁抗震与抗倾覆的方法具体由以下步骤实现：将梁体1的两端与挡块2通过钢绞线3连接并且张拉预应力至钢绞线3平直，利用钢绞线3将力从一侧挡块2传递给另一侧挡块2，使梁体1两端的挡块2共同约束梁体1纵向、横向以及竖向位移和偏载倾覆，同时，钢绞线3在梁体1槽孔的耐磨管4内水平移动，与挡块2共同作用分散作用在梁体1上的应力，从而实现桥梁抗震与抗倾覆。

上述桥梁抗震构造的施工方法，具体如下：

(1)将圆形隔套5预留在挡块2内，并在隔套5周边布置钢筋网7；

(2)将耐磨管4预留在梁体1内，并保证耐磨管4与隔套5的中心对正；

(3)将钢绞线3插入梁体1的耐磨管4与挡块2的隔套5内，使其贯穿于梁体1与挡块2之间；

(4)张拉钢绞线3，产生一定的预应力，保证钢绞线3平直，用锚块6将钢绞线3的两端固定在挡块2上。

上述实施例中的钢绞线3可由5～10根直径15.2mm的钢束组成，具体钢束的数量只要保证钢绞线3与梁体1的槽孔之间满足：槽孔的槽长M等于钢绞线3直径D与梁体1所用伸缩缝的伸缩量L之和，槽孔的槽宽N等于钢绞线3直径D即可。

Claims (3)

1.一种桥梁抗震与抗倾覆构造，在梁体(1)的两端外侧均设置有挡块(2)并在梁体(1)的两端上加工有槽孔，槽孔内嵌装有耐磨管(4)，其特征在于：

所述槽孔呈长圆形，槽孔的槽长M等于钢绞线3直径D与梁体1所用伸缩缝的伸缩量L之和，槽孔的槽宽N等于钢绞线3直径D；

在耐磨管(4)内设置有钢绞线(3)，钢绞线(3)的两端向外延伸至与梁体(1)两端正对的挡块(2)外侧并通过锚块(6)锚固，所述钢绞线(3)呈平直状态；在钢绞线(3)与挡块(2)接触段外壁上套装有隔套(5)，在挡块(2)内隔套(5)的外围布设有钢筋网(7)。

2.根据权利要求1所述的桥梁抗震与抗倾覆构造，其特征在于：所述钢筋网(7)沿着挡块(2)的结构布设，其厚度与挡块(2)的厚度相同。

3.一种桥梁抗震与抗倾覆的方法，其特征在于由以下操作实现：将梁体(1)的两端与挡块(2)通过钢绞线(3)连接并且张拉预应力至钢绞线(3)平直，利用钢绞线(3)将力从一侧挡块(2)传递给另一侧挡块(2)，使梁体(1)两端的挡块(2)共同约束梁体(1)纵向、横向以及竖向位移和偏载倾覆，同时，钢绞线(3)在梁体(1)槽孔的耐磨管(4)内水平移动，与挡块(2)共同作用分散作用在梁体(1)上的应力，从而实现桥梁抗震与抗倾覆。