CN108532474A - 一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置及安装方法 - Google Patents

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    • E01D22/00Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges

Abstract

本发明提供一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置,包括钢结构支撑、连接钢座、刚性拉杆;钢结构支撑包括的两个带有悬臂的半环形抱箍,在半环形抱箍与桥墩的接触面间隔设置有用于安装锚固螺栓的预留孔;半环形抱箍外表面设置轴向加强肋;两个半环形抱箍通过第一高强螺栓连接紧箍于桥墩两侧,半环形抱箍与所述悬臂成一体结构;悬臂离抱箍较远一端设置有上下贯穿的安装通孔;连接钢座固定于桥梁底部,连接钢座的中心与通孔中心位于同一垂直线上,刚性拉杆的两端分别固定连接于钢结构支撑和连接钢座。本发明能有效增强独柱墩桥梁的抗倾覆性能,且构造简单,受力明确,施工方便,并具有较好的经济性和美观性,适合在桥梁加固领域推广应用。

Description

一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置及安装方法
技术领域
[0001]本发明属于桥梁加固技术领域,尤其涉及到一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置。
背景技术
[0002]近年来,为缓解交通压力,许多城市建造了众多城市高架桥及立交桥。独柱墩桥梁 凭借占地小、桥下空间大、外形简单等优点被广泛应用其中。然而独柱墩桥梁在横桥向采用 单支座形式,对主梁的横向约束较弱,在较大偏载车辆下或地震下,会使支座出现脱空现 象,造成主梁侧向倾覆的重大事故。例如,2007年包头民族东路高架侧倾、2010年南京内环 高架施工中侧倾、2012年哈尔滨阳明滩大桥匝道桥侧倾,2015年赣粤高速河源出口匝道桥 侧倾等事故。以上事故的发生不仅阻塞了交通,也对当地政府造成了重大经济损失。因此, 通过对已建独柱墩桥梁进行防倾覆加固,可有效降低城市桥梁发生倾覆破坏的风险,延长 桥梁使用寿命,避免因桥梁倾覆可能引起的人员伤亡及经济损失。
[0003]倾覆是极端荷载下,梁体转动引起支承体系强度破坏导致的结构失效。支座脱空 是梁体倾覆的开始,但支座脱空并不一定发生倾覆破坏。支座脱空后,若梁体横向受到的扭 矩无外部抵抗,则会引起结构的几何非线性效应增大,支座反力发生重分布,从而引起支承 体系的强度破坏,最终使梁体倾覆。因此,独柱墩桥梁的倾覆与梁体横向约束条件紧密相 关。
发明内容
[0004]针对独柱墩桥梁存在的上述问题,该发明提供一种防止独柱墩桥梁主梁倾覆的加 固装置,可以有效解决现有独柱墩桥梁可能发生的支座脱空及主梁倾覆问题,且该装置安 装简单,受力明确,造型美观,可在城市桥梁维修加固工程中推广应用。
[0005]为达到上述目的,该发明包括:钢结构支撑、连接钢座、刚性拉杆;所述钢结构支撑 包括的两个带有悬臂的半环形抱箍,在所述半环形抱箍与桥墩的接触面间隔设置有用于安 装锚固螺栓的预留孔;所述半环形抱箍外表面设置轴向加强肋;两个所述半环形抱箍通过 第一高强螺栓连接紧箍于桥墩两侧,所述半环形抱箍与所述悬臂成一体结构;所述悬臂离 抱箍较远一端设置有上下贯穿的安装通孔;
[0006] 所述连接钢座固定于桥梁底部,所述连接钢座的中心与所述通孔中心位于同一垂 直线上;
[0007] 所述刚性拉杆的两端分别固定连接于钢结构支撑和连接钢座;
[0008]进一步的,所述悬臂为工字钢结构,所述安装通孔设置于翼板中线并垂直翼板;所 述安装通孔设置有内衬钢管,在所述内衬钢管外表面垂直于其轴线方向设置有加强肋板; 所述加强肋板连接所述内衬钢管与工字钢腹板;
[0009]进一步的,所述连接钢座包括一对耳板、座板、橡胶垫、第二高强螺栓,所述耳板焊 接在所述座板表面,所述第二高强螺栓固定于所述座板;所述橡胶垫与所述座板适配并设 置于座板底面;
[0010] 进一步的,所述刚性拉杆包括高强钢绳和连接其两端的锚头、环形接头;所述耳板 的开孔与所述环形接头相适配;所述环形接头与所述耳板通过销轴连接;所述锚头与所述 安装通孔相适配。
[0011] 由于本发明中的钢结构支撑与桥墩采用多锚固螺栓连接,以及连接钢座的高强螺 栓锚固,利用钢结构支撑对桥墩的强大抱箍力使得当桥梁发生横向倾斜时,连接钢座和钢 结构支撑能承受巨大载荷,保证装置稳定工作,为刚性拉杆产生抵抗倾覆的扭矩提供牢固 的连接点,能有效防止独柱墩桥梁发生支座脱空及倾覆破坏。该装置安装方便,结构美观, 既符合防倾覆的结构要求,也满足城市建设的环境美化要求。
[0012] 为达到上述目的,本发明的提供一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置的安装方法, 包括下列步骤:
[0013] 第1步,预拼装钢结构支撑装置,顶升前,将两个半环形抱箍拧入部分第一高强螺 栓进行预拼装,应与桥墩留有一定间隙。
[0014] 第2步:安装钢结构支撑装置。将所述钢结构支撑升至预定高度,并使悬臂方向与 桥梁在该桥墩处的切线方向垂直,拧紧第一高强螺栓将两个抱箍连接在一起,然后在所述 预留孔处打入锚固螺栓,使所述钢结构支撑与桥墩连接牢固。
[0015] 第3步,安装连接钢座。参照所述安装通孔的位置,在桥梁底部标定安装位置后,将 橡胶垫贴在连接钢座底面,通过第二高强螺栓将连接钢座固定在桥梁底部。
[0016] 第4步,安装刚性吊杆装置。吊杆端部的环形接头通过销轴与连接钢座的耳板牢固 连接;吊杆下端部在安装通孔进行锚固,通过下部锚头固定高强钢绳,
[0017] 第5步:通过旋转螺母调节刚性吊杆拉力,使刚性吊杆具有一定的预拉力。
[0018]进一步的,在安装步骤的第2步过程中,在拧紧第一高强螺栓前,钢抱箍内侧增设 一定厚度的橡胶垫,保证与桥墩紧密贴合。
附图说明
[0019] 图1为本发明实施例1正视图;
[0020] 图2为本发明实施例1俯视图;
[0021] 图3为本发明实施例1梁底加固装置的正视图;
[0022] 图4为本发明实施例1梁底加固装置的立体图;
[0023] 图5为本发明实施例1刚性吊杆的正视图;
[0024]图6为本发明实施例1桥墩处悬挑钢结构装置的正视图;
[0025]图7为本发明实施例1桥墩处悬挑钢结构装置的立体图;
[0026]图8为本发明实施例2装置施工流程图;
[0027]图中1一桥梁体,2—桥墩,3 一橡胶垫,4 一第二高强螺栓,5—座板,5-1—耳板,6— 上锚头,7—环形接头,8—连接管,9 一PE保护套,
[0028] 10—高强钢绳,11一密封塞,12—工字钢,12-1—套管,13—横向肋板,14一下锚 头,15—竖向肋板,16—锚固螺栓17—第一高强螺栓,18—半圆形钢抱箍结构,
具体实施方式 [0029]实施例1
[0030] 下面结合附图对本发明的实施例1进行详细说明。
[0031] 本实施例提供一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置,
[0032] 参见附图1,该发明装置主要包括:梁底处的加固装置、桥墩悬挑钢结构装置及连 接两者的刚性吊杆这三部分组成:桥墩处悬挑钢结构装置由预留圆形孔洞的工字钢12、半 圆形钢抱箍18组成,两个半圆形钢抱箍由高强螺栓17连接,由锚固螺栓16固定于桥墩2;半 圆形钢抱箍18设置有竖向肋板15,用以加强半圆形钢抱箍18的轴向刚度,工字钢12端部设 置有通孔,通孔设置有套管12-1,在套管12-1与腹板之间连接有横向肋板13,见图2,图7,图 6;
[0033]梁底加固装置由座板5、耳板5-1,通过第二高强螺栓与桥梁体1底面固定,并且座 板5与桥梁体1之间有一层橡胶垫3,防止因拧紧高强螺栓4时梁底混凝土破损,见图3,图4; [0034] 见图5,刚性吊杆装置主要由上部的环形接头7、上锚头6、高强钢绳10、下锚头14组 成,并设置有连接管8、PE保护套9;
[0035]刚性吊杆装置上端部通过环形接头7、销轴、耳板5-1之间的连接,固定于桥梁底部 的加固装置,下端部通过下锚头14连接于套管12-1,从而固定于悬挑钢结构上。
[0036]由高强螺栓连接,锚固螺栓16固定于桥墩半圆形钢抱箍18,具有巨大的抱合力,为 刚性吊杆装置对桥梁底部构成有效的反倾覆力矩提供了坚实的基座。
[0037] 实施例2
[0038]下面结合附图对本实用发明的实施例2进行详细说明
[0039]本实施例提供一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置的安装方法,包括如下步骤:
[0040]见图8:
[0041]步骤1,预拼半圆形钢抱箍18装置,将两个半环形抱箍拧入部分高强螺栓进行预拼 装,应与桥墩留有一定间隙。
[0042]安装前,根据钢抱箍内侧与桥墩之间的间隙增设一定厚度的橡胶垫,确保在步骤2 后,钢抱箍与桥墩紧密贴合。
[0043]步骤2:半圆形钢抱箍18装置安装。将所述钢结构支撑升至预定高度,并使工字钢 I2方向与桥梁在该桥墩处的切线方向垂直,拧紧高强螺栓将两个抱箍连接在一起,然后在 所述预留孔处打入锚固螺栓,使所述钢结构支撑与桥墩连接牢固。
[0044]步骤3,安装桥底加固装置。对应所述安装通孔的位置,在桥梁底部标定安装位置 后,将橡胶垫贴在连接钢座底面,通过第二高强螺栓将连接钢座固定在桥梁底部,见图3。 [0045] 步骤4,安装刚性吊杆装置。吊杆端部的环形接头通过销轴与连接钢座的耳板牢固 连接;吊杆下端部在安装通孔进行锚固,将密封塞11挤入套管12-1中,避免落入套管中的积 尘对刚性吊杆的侵蚀。
[0046]步骤5:通过旋转螺母调节刚性吊杆拉力,使刚性吊杆具有一定的预拉力。
[0047]以上仅为本发明的优选实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何本领域 的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可在形式和细节上轻易作出改变,都应涵盖在本 发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (6)

1. 一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置,包括钢结构支撑、连接钢座、刚性拉杆;所述钢 结构支撑包括的两个带有悬臂的半环形抱箍,在所述半环形抱箍与桥墩的接触面间隔设置 有用于安装锚固螺栓的预留孔;所述半环形抱箍外表面设置轴向加强肋;两个所述半环形 抱箍通过第一高强螺栓连接紧箍于桥墩两侧,所述半环形抱箍与所述悬臂成一体结构;所 述悬臂离抱箍较远一端设置有上下贯穿的安装通孔; 所述连接钢座固定于桥梁底部,所述连接钢座的中心与所述通孔中心位于同一垂直线 上; 所述刚性拉杆的两端分别固定连接于钢结构支撑和连接钢座。
2. 如权利要求1所述的一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置,其特征在于:所述悬臂为工 字钢结构,所述安装通孔设置于翼板中线并垂直翼板;所述安装通孔设置有内衬钢管,在所 述内衬钢管外表面垂直于其轴线方向设置有加强肋板;所述加强肋板连接所述内衬钢管与 工字钢腹板。
3. 如权利要求1所述的一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置,其特征在于:所述连接钢座 包括一对耳板、座板、橡胶垫、第二高强螺栓,所述耳板焊接在所述座板表面,所述第二高强 螺栓固定于所述座板;所述橡胶垫与所述座板适配并设置于座板底面。
4.如权利要求3所述的一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置,其特征在于:所述刚性拉杆 包括高强钢绳和连接其两端的锚头、环形接头;所述耳板的开孔与所述环形接头相适配;所 述环形接头与所述耳板通过销轴连接;所述锚头与所述安装通孔相适配。
5.—种如权利要求1-4所述任意一项所述一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置的安装方 法,其特征在于:所述方法包括下列步骤, 第1步,预拼装钢结构支撑装置,顶升前,将两个半环形抱箍拧入部分第一高强螺栓进 行预拼装,应与桥墩留有预定间隙; 第2步:安装钢结构支撑装置,将所述钢结构支撑升至预定高度,并使悬臂方向与桥梁 在该桥墩处的切线方向垂直,然后拧紧第一高强螺栓将两个抱箍连接在一起,然后在所述 预留孔处打入锚固螺栓,使所述钢结构支撑与桥墩连接牢固; 第3步,安装连接钢座,对应所述安装通孔的位置,在桥梁底部标定安装位置后,将橡胶 垫贴在连接钢座底面,通过第二高强螺栓将连接钢座固定在桥梁底部; 第4步,安装刚性吊杆装置,吊杆端部的环形接头通过销轴与连接钢座的耳板牢固连 接;吊杆下端部在安装通孔进行锚固,通过下部锚头固定高强钢绳; 第5步:通过旋转螺母调节刚性吊杆拉力,使刚性吊杆具有预定的预拉力。
6.如权利要求5所述的独柱墩桥梁的防倾覆加固装置的安装方法,其特征在于:所述安 装步骤的第2步,在拧紧第一高强螺栓前,钢抱箍内侧增设橡胶垫,以使桥墩紧密贴合。
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