CN106436557B - 一种用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的方法，其特征在于在墩柱两侧分别设置拉杆装置，所述拉杆装置包括分设墩柱两侧的钢拉杆，所述钢拉杆的两端分别通过连接件固定于梁底和墩柱上；通过调节钢拉杆工作长度产生初始拉、压力，以保证钢拉杆在防倾覆过程中始终处于工作状态。本发明主要利用钢材的高强的抗拉压能力，采用轻型的构造即可大幅提高独柱墩桥梁的抗倾覆性能。内置监测模块的钢拉杆可实时监测重载、偏载车辆的通过桥梁的情况。本发明提出一条较其他提高独柱墩桥梁抗倾覆性能方法施工更加方便、自重更轻、更易养护的方法及思路，在适用性、经济性、高效性等方面均有较高推广价值，对众多已建成的独柱墩桥梁提高抗倾覆性能提供了可靠的保障。

Description

一种用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的方法

技术领域

本发明涉及桥梁的大修、加固领域，具体的说是一种用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的方法，且可以实时监测重载车辆的通过情况，对独柱墩桥梁的倾覆风险做到早知道、早预防。

背景技术

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箱梁结构形式，该种桥梁的下部结构形式具有减少占地、增加视野和桥梁美观的优点。但目前我国载重车辆普遍存在超载现象，个别车辆超载甚至达到200%～300%，导致该种结构形式的桥梁在使用过程中已发生多起倾覆事故。

目前桥梁设计者关注的重点在于桥梁的抗弯、抗剪承载能力方面，对于偏心偶然超载作用关注不足。近年来国内独柱墩连续箱梁桥倾覆事故频繁发生，逐渐引起相关人员的反思。究其原因，多数事故桥梁墩柱横桥向采用单支点支撑，在超载车辆偏载作用下，结构的横向抗倾覆性较差，尤其是独柱匝道箱梁桥的桥面狭窄，自重小，车辆荷载在荷载组合中所占的比重大。同时因为现行的公路桥梁规范对于横向倾覆稳定性没有相关的规定，处于空白状态，设计时往往又会忽略偏心偶然超载作用下的桥梁横向稳定计算分析，使得在偶然作用下的结构使用带来隐患。

结构倾覆是较复杂的力学现象，属于支座非线性分析的范畴。在结构倾覆之前，必然会先产生支座偏压甚至脱空现象。支座脱空之后，脱空的支座失去对结构的支撑作用，只剩下其余的支座对结构产生约束，这必然会导致支座反力的重分布，此过程中必然会出现诸如支座竖向压力超过支座设计强度引起支座破坏，倾覆过程中支座转角变形过大所引起的梁体滑移现象，因此结构倾覆与支座支撑作用是否失效紧密相关。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的方法，在独柱墩与箱梁底部设置钢拉杆，通过推迟支座偏压破坏的临界状态以提高独柱墩桥梁抗倾覆性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的方法，其特征在于在墩柱两侧分别设置拉杆装置，所述拉杆装置包括分设墩柱两侧的钢拉杆，所述钢拉杆的两端分别通过连接件固定于梁底和墩柱上；通过调节钢拉杆工作长度产生初始拉、压力，以保证钢拉杆在防倾覆过程中始终处于工作状态。

根据本发明的优选实施例，梁底钢垫板通过螺栓固定在墩柱两侧的主梁梁底，将墩柱钢垫板用螺栓固定在墩柱两侧的侧面，梁底钢垫板下方设置有上叉耳，墩柱钢垫板的上方设置有下叉耳，上叉耳和下叉耳设置相对应的螺孔，钢拉杆的上部设置在上叉耳的螺孔内，钢拉杆的下部设置在下叉耳的螺孔内，钢拉杆的上部和下部分别设置相反的螺纹，在钢拉杆的中部设有施力点，在施力点处施加外力矩，调节钢拉杆工作长度。

根据本发明的优选实施例，该方法包括以下步骤：A、确定拉杆合理的安装位置，其竖向梁底支撑处与原支座中心距离为d，墩柱支点处与梁底距离为H；B、根据既定的抗倾覆系数要求，则可求出拉杆装置的最大受力设计值F，进而可确定出拉杆装置的截面尺寸；C、初步确定钢拉杆的工作长度h，钢拉杆两端拧入上叉耳、下叉耳中，调节钢拉杆工作长度至设计长度；D、调节至设计长度后，固定上叉耳和下叉耳，在钢拉杆中部施力点处施加外力矩，继续拧紧钢拉杆，使得钢拉杆初始力，其值均为5%F，力值大小可通过钢拉杆中内置的监测模块控制。

根据本发明的优选实施例，所述钢拉杆内置检测模块，实时监测重载、偏载车辆通过桥梁的情况，通过在线采集、巡检采集的手段，经云平台实施传递数据，至手机或电脑终端，以便判断超载车辆通过桥梁的时间地点。

本发明通过上述方案特征构成的明显的技术特点：其一，锚固于梁底和墩柱上的连接件和钢拉杆，将墩柱与箱梁连接为一体，造型更简洁、自重更轻及后期养护更方便、适应性强易推广。其二，内置监测模块的钢拉杆可实时监测重载、偏载车辆的通过桥梁的情况，通过在线采集、巡检采集的手段，经云平台实施传递数据，至手机或电脑终端，通过数据分析来可准确判断超载车辆通过桥梁的时间地点，为相关部门治超提供有效手段。本发明提出一条较其他提高独柱墩桥梁抗倾覆性能方法施工更加方便、自重更轻、更易养护的方法及思路，在适用性、经济性、高效性等方面均有较高推广价值，对众多已建成的独柱墩桥梁提高抗倾覆性能提供了可靠的保障。

附图说明

图1为本发明的拉杆装置横桥向构造图。

图2为本发明的拉杆装置顺桥向构造图。

图3为本发明的安装示意图。

图4为在线监测示意图。

图中包括：主梁1、墩柱2、梁底钢垫板3、螺栓4、墩柱钢垫板5、上叉耳6、下叉耳7、钢拉杆8、锁定螺栓9、施力点10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作出详细说明。

如图1和图2所示，主梁1梁底与墩柱2之间设置有支座，将梁底钢垫板3通过螺栓4固定在墩柱2两侧的主梁1梁底，将墩柱钢垫板5用螺栓4固定在墩柱两侧的侧面，梁底钢垫板3下方设置有上叉耳6，墩柱钢垫板5的上方设置有下叉耳7，上叉耳和下叉耳设置相对应的螺孔，钢拉杆8的上部设置在上叉耳6的螺孔内，钢拉杆8的下部设置在下叉耳7的螺孔内，钢拉杆8的上部和下部分别设置相反的螺纹，在钢拉杆8的中部设有施力点10，在施力点10处施加外力矩，使得钢拉杆8与上叉耳6、下叉耳7螺纹拧紧连接为一体，其中钢拉杆8可通过拧紧长度多少来调节长度，调节装置的设置有利于施工且可解决施工误差问题。梁底钢垫板3下方设置有用于安置上叉耳6的上夹片, 墩柱钢垫板5的上方设置有用于安置下叉耳7的下夹片, 上叉耳6和下叉耳7分别通过锁定螺栓9固定在上夹片和下夹片上。

以图3为例，阐述拉杆装置的设计与安装过程。根据具体工程实际确定出拉杆合理的安装位置，其竖向梁底支撑处与原支座中心距离为d，墩柱支点处与梁底距离为H；根据既定的抗倾覆系数要求，则可求出拉杆装置的最大受力设计值F，进而可确定出拉杆装置的截面尺寸；初步确定钢拉杆8的工作长度h，再将钢拉杆两端拧入上叉耳、下叉耳中，通过调节拧紧长度来调节工作长度，以利于施工安装，其最大可调节长度为（L1+L2）/2，其中L1、L2分别为钢拉杆8最初露出上叉耳的上端螺纹长度，以及最初露出下叉耳外的下端螺纹长度，图中h1为上叉耳的高度，h2为下叉耳的高度；调节至设计长度后，将上叉耳6放入上夹片内，下叉耳7放入下夹片内，并安装锁定螺栓9，将上叉耳6和下叉耳7固定，然后在钢拉杆中部10处施加外力矩，继续拧紧钢拉杆8，使得钢拉杆8产生初始力，其值约为5%F，力值大小可通过钢拉杆8中内置的监测模块进行监测,从而达到精确控制。

如图4所示，所述钢拉杆内置检测模块，实时监测重载、偏载车辆通过桥梁的情况，通过在线采集、巡检采集的手段，经云平台实施传递数据，至手机或电脑终端，以便判断超载车辆通过桥梁的时间地点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的方法，其特征在于在墩柱两侧分别设置拉杆装置，所述拉杆装置包括分设墩柱两侧的钢拉杆，所述钢拉杆的两端分别通过连接件固定于梁底和墩柱上；通过调节钢拉杆工作长度产生初始拉、压力，以保证钢拉杆在防倾覆过程中始终处于工作状态;梁底钢垫板通过螺栓固定在墩柱两侧的主梁梁底，将墩柱钢垫板用螺栓固定在墩柱两侧的侧面，梁底钢垫板下方设置有上叉耳，墩柱钢垫板的上方设置有下叉耳，上叉耳和下叉耳设置相对应的螺孔，钢拉杆的上部设置在上叉耳的螺孔内，钢拉杆的下部设置在下叉耳的螺孔内，钢拉杆的上部和下部分别设置相反的螺纹，在钢拉杆的中部设有施力点，在施力点处施加外力矩，调节钢拉杆工作长度。

2.如权利要求1所述的用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：A、确定拉杆合理的安装位置，其竖向梁底支撑处与原支座中心距离为d，墩柱支点处与梁底距离为H；B、根据既定的抗倾覆系数要求，则可求出拉杆装置的最大受力设计值F，进而可确定出拉杆装置的截面尺寸；C、初步确定钢拉杆的工作长度h，钢拉杆两端拧入上叉耳、下叉耳中，调节钢拉杆工作长度至设计长度；D、调节至设计长度后，固定上叉耳和下叉耳，在钢拉杆中部施力点处施加外力矩，继续拧紧钢拉杆，使得钢拉杆产生初始力，力值大小通过钢拉杆中内置的监测模块控制。

3.如权利要求1或2所述的用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的方法，其特征在于：所述钢拉杆内置检测模块，实时监测重载、偏载车辆通过桥梁的情况，通过在线采集、巡检采集的手段，经云平台实施传递数据，至手机或电脑终端，以便判断超载车辆通过桥梁的时间地点。