CN110863441A - 抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置及其安装方法，通过成对设置的抱箍与独柱墩的上端贴合设置后，然后在与成对设置的托架的垂直板固定，这样抱箍固定托架，托架的内表面成L型对称设置垫板和支座，垫板和支座可防止梁体侧向倾覆和纵向落梁，之后通过定位板上的支撑件将预应力拉杆的圆弧段限位在支撑件的内侧，预应力拉杆的一端贯穿套筒，另一端固定在连接板与承台之间，通过这种方式可在预应力拉杆中施加预应力，在桥梁受偏载时，预应力拉杆可提供反向的拉力，可将独柱墩上的不平衡力传递至稳定的承台上，有效避免桥墩整体倾覆，抗倾覆能力较以往的加固装置更加安全有效。

Description

抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置及其安装方法

技术领域

本发明属于桥梁加固技术领域，具体为抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置及其安装方法。

背景技术

独柱墩桥梁凭借占地少、有效利用空间、桥型美观被广泛应用于城市高架桥及立交桥中。随着我国经济发展，交通量增大，汽车的载重量也越来越大，同时还存在着超载的情况，这时独柱墩的缺点就暴露出来了。独柱墩由于墩的面积小，在偏载的情况下很容易发生倾覆，一旦桥梁发生倾覆，会对人民的生命及财产造成严重的损失，所以独柱墩桥梁加固显得尤为重要。

独柱墩传统的加固方式是在独柱墩两侧加辅助墩改造成三柱墩，这种方法虽然能够很好地提高桥梁抗倾覆能力，但是需要增加墩的占地面积，在城市的立交桥中采用这种方法会影响到桥下车辆通行，而且桥墩造价也会提高。

目前，也有许多新的加固措施，主要是在桥墩上安装支撑装置来支撑梁体两侧，解决了传统加固方式占地多的问题，但是还是仅依靠独柱墩自身的强度来抵抗偏载时的不平衡力，在长期的使用过程中会不仅会对桥墩造成损坏，而且会有梁体倾覆和落梁的情况发生。

发明内容

针对现有独柱墩桥梁易倾覆、易落梁和现有加固装置仅仅依靠独柱墩本身的强度进行加固的问题，本发明提供抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置及其安装方法，将不平衡力传至承台，利用独柱墩与承台形成的整体进行桥梁加固，有效地解决现有独柱墩桥梁倾覆和落梁的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，包括垫板、成对设置的托架、套筒、定位板、支撑件、支座、连接板、成对设置的抱箍和预应力拉杆；

所述成对设置的抱箍与独柱墩的上端贴合后固定，每片抱箍的中间部位固定有两块均垂直的耳板，托架的内表面成L型，托架的外表面包括一个垂直段和倾斜段，垂直段和倾斜段连接处的夹角大于90度，托架的内表面和外表面之间连接有垂直板；

所述成对设置的托架倾斜段的垂直板嵌入两块耳板之间后与耳板固定设置，成对设置的抱箍的上端与成对设置的托架的上表面平齐设置，成对设置的托架内表面的水平段和垂直段分别对称设置有垫板和支座，垫板和支座被夹持在梁体和成对设置的托架之间；

所述成对设置的托架外表面的倾斜段的下方固定有套筒，耳板的下方固定有定位板，定位板上固定有支撑件，支撑件与托架外表面的倾斜段、独柱墩均留有间隙，独柱墩的承台上固定有连接板，连接板与承台之间留有空隙，预应力拉杆包括垂直段和倾斜段，垂直段和倾斜段通过弧形连接套筒固定连接，预应力拉杆倾斜段的上端贯穿套筒，预应力拉杆的圆弧段被限位在支撑件的内侧，预应力拉杆垂直段的下端贯穿连接板后固定在连接板与承台之间，预应力拉杆的倾斜段与托架外表面的倾斜段平行，预应力拉杆的垂直段与独柱墩平行。

优选的，所述托架的内表面和外表面之间设置有水平加劲肋和竖向加劲肋。

优选的，所述成对设置的抱箍与独柱墩通过高强螺栓固定，成对设置的托架的垂直板通过高强螺栓与耳板固定。

优选的，所述的垫板和支座分别放置在托架内表面的水平段和垂直段。

优选的，所述托架的内表面和托架的外表面靠近独柱墩的一端与抱箍焊接。

优选的，预应力拉杆倾斜段的上端贯穿套筒后安装有第一精轧螺母，预应力拉杆垂直段的下端贯穿连接板后安装有第二精轧螺母。

优选的，还包括弧形的连接套筒，预应力拉杆的倾斜段为第一精轧螺纹钢筋，预应力拉杆的垂直段为第二精轧螺纹钢筋，第一精轧螺纹钢筋和第二精轧螺纹钢筋通过连接套筒的内螺纹连接。

进一步，所述的第一精轧螺纹钢筋上裸露的部位包裹有保护层，第二精轧螺纹钢筋上裸露的部位包裹有保护层。

优选的，所述的连接板通过第二锚固螺栓锚固在承台上。

抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置的安装方法，基于上述任意一项所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，包括如下步骤，

步骤1，先将成对设置的抱箍与独柱墩的上端贴合后固定，之后将成对设置的托架倾斜段的垂直板嵌入在两块耳板之间后与耳板固定；

步骤2，先将桥梁的梁体升起后在成对设置的托架内表面的水平段和垂直段分别对称设置垫板和支座，再将梁体落下，垫板和支座被夹持在梁体和成对设置的托架之间；

步骤3，先将预应力拉杆倾斜段的一端穿过套筒，再将预应力拉杆倾斜段的另一端连接弧形套筒的一端，并使预应力拉杆的倾斜段与托架外表面的倾斜段平行，以及将预应力拉杆垂直段的下端贯穿连接板后固定在连接板与承台之间，最后将预应力拉杆垂直段的上端与弧形套筒的另一端连接，并使预应力拉杆的垂直段与独柱墩平行，且弧形套筒限位在支撑件的内侧，完成抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置的安装。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，通过成对设置的抱箍与独柱墩的上端贴合设置后，然后在与成对设置的托架的垂直板固定，这样抱箍可固定托架，托架的内表面成L型可对称设置垫板和支座，垫板和支座可防止梁体侧向倾覆和纵向落梁，之后通过定位板上的支撑件可将预应力拉杆的圆弧段限位在支撑件的内侧，预应力拉杆的一端贯穿套筒，另一端固定在连接板与承台之间，通过这种方式可在预应力拉杆中施加预应力，在桥梁受偏载时，预应力拉杆可提供反向的拉力，可将独柱墩上的不平衡力传递至稳定的承台上，有效避免桥墩整体倾覆，抗倾覆能力较以往的加固装置更加安全有效；本发明将抱箍与托架拼装连接，可以便于现场安装，对于不同的桥梁，所用抱箍以及托架的尺寸不同，两者单独生产，有利于批量化生产，降低生产难度；设置竖向的支撑、横向限位的措施和预应力拉杆，提高了独柱墩桥梁抗倾覆稳定性，限制了梁体位移，有效避免独柱墩桥梁发生倾覆和落梁危险；设置预应力拉杆，将桥墩上的不平衡力传递至较为稳定的承台上。

本发明抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置的安装方法，先将成对设置的抱箍固定在独柱墩上，之后将成对设置的托架固定在两块耳板之间可先将独柱墩桥梁的上部固定，然后可通过操作梁体的位置设置垫板和支座，垫板和支座被夹持在梁体和成对设置的托架之间，可防止梁体侧向倾覆和纵向落梁；最后安装预应力拉杆的倾斜段和垂直段，使预应力拉杆的倾斜段与托架外表面的倾斜段平行，预应力拉杆的垂直段与独柱墩平行，弧形套筒限位在支撑件的内侧，可完成预应力拉杆的安装，并可在预应力拉杆中施加预应力，在桥梁受偏载时，预应力拉杆可提供反向的拉力，可将独柱墩上的不平衡力传递至稳定的承台上，有效避免桥墩整体倾覆，抗倾覆能力较以往的加固装置更加安全有效；提高了独柱墩桥梁抗倾覆稳定性，限制了梁体位移，有效避免独柱墩桥梁发生倾覆和落梁危险。

附图说明

图1为本发明所述加固装置的正视图。

图2为图1去除梁体的俯视图。

图3为本发明所述预应力拉杆的正视图。

图4为本发明所述托架的正视图。

图5为本发明所述托架的俯视图。

图6为本发明所述托架的左视图。

图7为本发明所述抱箍的正视图。

图8为本发明所述抱箍的俯视图。

图9为本发明所述连接钢座的正视图。

图中：1-梁体；2-垫板；3-托架；4-水平加劲肋；5-第一精轧螺母；6-套筒；7-第一精轧螺纹钢筋；8-竖向加劲肋；9-定位板；10-支撑件；11-连接套筒；12-第二精轧螺纹钢筋；13-支座；14-第一锚固螺栓；15-高强螺栓；16-独柱墩；17-连接板；18-第二精轧螺母；19-第二锚固螺栓；20-承台；21-抱箍；22-防护层；23-耳板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，是一种能防止独柱墩桥梁主梁侧向倾覆和纵向落梁的加固装置，将不平衡力传至承台20，利用独柱墩16与承台20形成的整体进行桥梁加固，可以有效地解决现有独柱墩桥梁倾覆和落梁问题。

本发明的这种独柱墩桥梁的抗倾覆防落梁装置，参见图1和图2，包括用于固定加固装置的抱箍21，还与抱箍21通过摩擦型高强螺栓15连接的托架3，安装在托架3上用于支撑梁体1的支座13，安装在托架3靠近梁体1方向的两侧用于限制梁体1侧向位移并起到缓冲作用的垫板2，以及将托架3锚固在承台20上的预应力拉杆。通过上述方案实现对独柱墩16的加固目的，有效避免梁体1整体倾覆或落梁。

托架3为钢结构，是由多块钢板焊接构成的具有腹板和翼缘板的结构，具体形状常见图4、图5和图6，托架3的内表面成L型，托架3的外表面包括一个垂直段和倾斜段，垂直段和倾斜段连接处的夹角大于90度，托架3的内表面和外表面之间连接有垂直板，成对设置的托架3内表面的水平段和垂直段分别对称设置有垫板2和支座13，垫板2和支座13被夹持在梁体1和成对设置的托架3之间。

考虑到常见的独柱墩16为圆柱，本发明为了与独柱墩16贴合，将抱箍21设计成半环形，成对设置的抱箍21的上端与成对设置的托架3的上表面平齐设置，成对设置的抱箍21与独柱墩16的上端贴合后固定；每个抱箍21的中间部位固定有两块均垂直的耳板23。

2个半环形成对设置的抱箍21通过摩擦型高强螺栓15连接而成，每个抱箍21中间部位焊接有两块耳板23，耳板23为完整的长方形结构，两块耳板23形成凹槽用于连接托架3；如图7所示，耳板23的下方焊接有弧形的钢材质定位板9，如图8所示，定位板9中间与耳板23成纵向设置的钢材质的圆柱形支撑件10用于预应力拉杆的转向及传力；在与独柱墩16接触面上的抱箍21以及抱箍21的耳板23上间隔预留螺栓孔；抱箍21通过第一锚固螺栓14固定在独柱墩16上。

托架3倾斜段的腹板，即垂直段上预留螺栓孔，用于安装摩擦型高强螺栓15；在腹板上焊接有水平加劲肋4和竖向加劲肋8，以避免钢结构的托架3的腹板发生局部失稳；在托架3上翼缘，即内表面放置支座13用于支撑梁体1，靠近梁体1方向的两侧放置垫板3，放置用于限制梁体1的侧向位移。

托架3通过将倾斜段的腹板嵌入抱箍21的两块耳板23形成的凹槽中并拧上摩擦型高强螺栓15连接在一起；托架3在靠近独柱墩16一端构成内表面和外表面的上下翼板与抱箍21焊接；抱箍21与托架3采用分离式的结构更加便于现场安装，也方便批量生产。

见图3，成对设置的托架3外表面的倾斜段的下方固定有套筒6，耳板23的下方固定有定位板9，定位板9上固定有支撑件10，支撑件10与托架3外表面的倾斜段、独柱墩16均留有间隙，独柱墩16的承台20上固定有连接板17，连接板17与承台20之间留有空隙，预应力拉杆包括垂直段和倾斜段，垂直段和倾斜段成圆弧连接，预应力拉杆倾斜段的上端贯穿套筒6，预应力拉杆的圆弧段被限位在支撑件10的内侧，预应力拉杆垂直段的下端贯穿连接板17后固定在连接板17与承台20之间，预应力拉杆的倾斜段与托架3外表面的倾斜段平行，预应力拉杆垂直段与独柱墩16平行。预应力拉杆由一根与托架3下翼缘平行的第一精轧螺纹钢筋7和一根与独柱墩16侧面平行的第二精轧螺纹钢筋12通过连接套筒11构成。

将钢结构的托架3安装在耳板23上之后，用千斤顶将梁体1顶起，在2个托架3内表面的对称位置放置用于支撑梁体的支座13，在2个托架3靠近梁体方向的两侧的对称位置放置用于限制梁体侧向位移并起到缓冲作用的垫板2后，使梁体1逐渐下落。预应力拉杆由两根精轧螺纹钢筋通过弧形连接套筒11连接而成，安装预应力拉杆时，首先将第一精轧螺纹钢筋7和第二精轧螺纹钢筋12上包裹PE材质的保护层22，使第一精轧螺纹钢筋7和第二精轧螺纹钢筋12的两端裸露；将第一精轧螺纹钢筋7与连接套筒11通过连接套筒11的内螺纹连接，将第一精轧螺纹钢筋7未安装连接套筒11的一头穿过钢材质的套筒6并拧上第一精轧螺母5，第一精轧螺纹钢筋7安装连接套筒11的一端从支撑件10的上方穿过，使弧形连接套筒11的内侧置于支撑件10上；如图9所示，连接钢座由一块带螺纹孔的钢材质的连接板17和四个第二锚固螺栓19构成，将连接板17通过第二锚固螺栓19锚固在承台20上，连接板17与承台20之间留有空隙，这样便于锚固预应力拉杆；将第二精轧螺纹钢筋12的一端穿过带螺纹孔的钢材质的连接板17，另一端与连接套筒11通过连接套筒11内的螺纹连接，连接完成后，在第二精轧螺纹钢筋12穿过连接板17的一端拧上第二精轧螺母18，预应力拉杆固定完成。最后通过拧紧第一精轧螺母5和第二精轧螺母18在预应力拉杆中施加预应力。在桥梁1受偏载时，预应力拉杆可提供反向的拉力，抵抗不平衡力矩，可将独柱墩16上的不平衡力传递至稳定的承台20上，有效避免桥墩整体倾覆，弥补了现有加固装置的不足。

Claims (10)

1.抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于，包括垫板(2)、成对设置的托架(3)、套筒(6)、定位板(9)、支撑件(10)、支座(13)、连接板(17)、成对设置的抱箍(21)和预应力拉杆；

所述成对设置的抱箍(21)与独柱墩(16)的上端贴合后固定，每片抱箍(21)的中间部位固定有两块均垂直的耳板(23)，托架(3)的内表面成L型，托架(3)的外表面包括一个垂直段和倾斜段，垂直段和倾斜段连接处的夹角大于90度，托架(3)的内表面和外表面之间连接有垂直板；

所述成对设置的托架(3)倾斜段的垂直板嵌入两块耳板(23)之间后与耳板(23)固定设置，成对设置的抱箍(21)的上端与成对设置的托架(3)的上表面平齐设置，成对设置的托架(3)内表面的水平段和垂直段分别对称设置有垫板(2)和支座(13)，垫板(2)和支座(13)被夹持在梁体(1)和成对设置的托架(3)之间；

所述成对设置的托架(3)外表面的倾斜段的下方固定有套筒(6)，耳板(23)的下方固定有定位板(9)，定位板(9)上固定有支撑件(10)，支撑件(10)与托架(3)外表面的倾斜段、独柱墩(16)均留有间隙，独柱墩(16)的承台(20)上固定有连接板(17)，连接板(17)与承台(20)之间留有空隙，预应力拉杆包括垂直段和倾斜段，垂直段和倾斜段通过弧形连接套筒固定连接，预应力拉杆倾斜段的上端贯穿套筒(6)，预应力拉杆的圆弧段被限位在支撑件(10)的内侧，预应力拉杆垂直段的下端贯穿连接板(17)后固定在连接板(17)与承台(20)之间，预应力拉杆的倾斜段与托架(3)外表面的倾斜段平行，预应力拉杆的垂直段与独柱墩(16)平行。

2.根据权利要求1所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于，所述托架(3)的内表面和外表面之间设置有水平加劲肋(4)和竖向加劲肋(8)。

3.根据权利要求1所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于，所述成对设置的抱箍(21)与独柱墩(16)通过高强螺栓(15)固定，成对设置的托架(3)的垂直板通过高强螺栓(15)与耳板(23)固定。

4.根据权利要求1所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于，所述的垫板(2)和支座(13)分别放置在托架(3)内表面的水平段和垂直段。

5.根据权利要求1所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于，所述托架(3)的内表面和托架(3)的外表面靠近独柱墩(16)的一端与抱箍(21)焊接。

6.根据权利要求1所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于，预应力拉杆倾斜段的上端贯穿套筒(6)后安装有第一精轧螺母(5)，预应力拉杆垂直段的下端贯穿连接板(17)后安装有第二精轧螺母(18)。

7.根据权利要求1所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于，还包括弧形的连接套筒(11)，预应力拉杆的倾斜段为第一精轧螺纹钢筋(7)，预应力拉杆的垂直段为第二精轧螺纹钢筋(12)，第一精轧螺纹钢筋(7)和第二精轧螺纹钢筋(12)通过连接套筒(11)的内螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于，所述的第一精轧螺纹钢筋(7)上裸露的部位包裹有保护层(22)，第二精轧螺纹钢筋(12)上裸露的部位包裹有保护层(22)。

9.根据权利要求1所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于，所述的连接板(17)通过第二锚固螺栓(19)锚固在承台(20)上。

10.抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置的安装方法，其特征在于，基于权利要求1～9中任意一项所述的抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置，包括如下步骤，

步骤1，先将成对设置的抱箍(21)与独柱墩(16)的上端贴合后固定，之后将成对设置的托架(3)倾斜段的垂直板嵌入在两块耳板(23)之间后与耳板(23)固定；

步骤2，先将桥梁的梁体(1)升起后在成对设置的托架(3)内表面的水平段和垂直段分别对称设置垫板(2)和支座(13)，再将梁体(1)落下，垫板(2)和支座(13)被夹持在梁体(1)和成对设置的托架(3)之间；

步骤3，先将预应力拉杆倾斜段的一端穿过套筒(6)，再将预应力拉杆倾斜段的另一端连接弧形套筒的一端，并使预应力拉杆的倾斜段与托架(3)外表面的倾斜段平行，以及将预应力拉杆垂直段的下端贯穿连接板(17)后固定在连接板(17)与承台(20)之间，最后将预应力拉杆垂直段的上端与弧形套筒的另一端连接，并使预应力拉杆的垂直段与独柱墩(16)平行，且弧形套筒限位在支撑件(10)的内侧，完成抗倾覆防落梁的独柱墩桥梁加固装置的安装。

Images