CN111778834A - 一种大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置 - Google Patents

Abstract

一种大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，包括主梁、桥墩、承台、支座、平衡拉索装置、预应力钢束装置；主梁和桥墩的顶部之间设置单向受压的支座，主梁和桥墩通过竖向设置的平衡拉索装置相连接来平衡桥墩处的主梁上拔力；桥墩为混凝土结构，桥墩和承台通过竖向设置的预应力钢束装置相连接，使得桥墩上的混凝土处于受压状态。本发明保证了大跨度桥梁的边墩、辅助墩不产生负反力，避免支座脱空，确保大跨度桥梁结构的安全运营；构造简单，有效减小了桥墩处主梁的配重量或取消主梁配重，具有很好的经济性能和推广价值。

Description

一种大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置

技术领域

本发明属于桥梁技术领域，具体涉及一种大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置。

背景技术

桥梁支座一般都是单向受压的。在某些情况下，当主梁在桥墩处受到的向上的竖向力超过向下的竖向力时，即出现了“负反力”，或称“上拔力”。如不采取合理的措施，则该处支座会出现脱空现象，进而可能影响到整个结构体系的安全。特别是斜拉桥、自锚式悬索桥、拱桥等大跨度桥梁的边墩、辅助墩处较容易出现这种现象。

为避免支座脱空，可采取在主梁内设置配重、将相邻跨引桥端支座设在主梁结构上作为配重等措施。但有些时侯，仅靠配重并不能平衡掉所有负反力，或者配重量过大会引起其他结构问题，这时就需要其他经济合理的措施来消除负反力。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，通过连接主梁和桥墩的竖直布置的平衡拉索来平衡主梁上拔力，避免支座脱空，保证大跨度桥梁结构的安全运营。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：一种大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，包括主梁、桥墩、承台、支座、平衡拉索装置、预应力钢束装置；所述主梁和桥墩的顶部之间设置单向受压的支座，主梁和桥墩通过竖向设置的平衡拉索装置相连接来平衡桥墩处的主梁上拔力；所述桥墩为混凝土结构，桥墩和承台通过竖向设置的预应力钢束装置相连接，使得桥墩上的混凝土处于受压状态。

进一步地，所述平衡拉索装置包括平衡拉索、预埋钢管、梁上锚固装置、墩上锚固装置，多根所述平衡拉索分布于支座的周侧，多根平衡拉索分别沿竖向穿过桥墩上的多根预埋钢管，每根平衡拉索的上端通过梁上锚固装置锚固于主梁上，下端通过墩上锚固装置锚固于桥墩上。

更进一步地，所述桥墩的墩身上设有锚固横隔板，所述平衡拉索的下端通过墩上锚固装置锚固于锚固横隔板上。所述桥墩上的锚固横隔板下方设有施工平台横隔板，桥墩侧壁上的对应施工平台横隔板上方处设有施工及检修人孔。所述施工平台横隔板上设有混凝土浇筑孔，所述桥墩的下段为空腔且其内通过施工平台横隔板上的混凝土浇筑孔浇筑有素混凝土。所述预埋钢管的顺桥向尺寸大于横桥向尺寸。所述主梁为钢结构，所述梁上锚固装置为与主梁焊接在一起的钢锚箱结构。所述平衡拉索的数量为四根。

进一步地，所述预应力钢束装置包括预应力钢束、墩身预留管道、墩顶锚固装置，多根所述预应力钢束分别沿竖向穿过桥墩上的多根墩身预留管道，每根预应力钢束的下端锚固于承台上，上端通过墩顶锚固装置锚固于桥墩的顶部。

更进一步地，所述承台上设有与多根预应力钢束相对应的多个承台预留空腔，每个承台预留空腔连通有由下至上依次设置的下段压浆孔、下段冒浆测试孔、上段压浆孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果：主梁和桥墩之间设置单向受压的支座，并且主梁和桥墩通过竖向布置的平衡拉索相连接来平衡桥墩处的主梁上拔力；当桥墩采用混凝土结构时，桥墩墩身内另设竖向贯穿桥墩和承台的预应力钢束以保证桥墩上的混凝土处于受压状态。本发明保证了大跨度桥梁的边墩、辅助墩不产生负反力，避免支座脱空，确保大跨度桥梁结构的安全运营；构造简单，有效减小了桥墩处主梁的配重量或取消主梁配重，具有很好的经济性能和推广价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中平衡拉索在主梁锚固处的A-A的断面示意图。

图3为图1中桥墩的B-B的断面示意图。

图4为图1中桥墩的C-C的断面示意图。

图5为本发明应用于斜拉桥上的结构示意图。

图6为本发明应用于自锚式悬索桥上的结构示意图。

图7为本发明应用于拱桥上的结构示意图。

图中部件标号如下：

1主梁

2桥墩

3支座

4平衡拉索

5预埋钢管

6梁上锚固装置

7墩上锚固装置

8锚固横隔板

9施工平台横隔板

10施工及检修人孔

11混凝土浇筑孔

12素混凝土

13预应力钢束

14墩身预留管道

15承台预留空腔

16下段压浆孔

17下段冒浆测试孔

18上段压浆孔

19墩顶锚固装置

20承台

21桩基础

22抗拉装置

23边墩

24辅助墩。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本发明的范围。

参见图1，一种大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，包括主梁1、桥墩2、承台20、支座3、平衡拉索装置、预应力钢束装置。

参见图1，主梁1由设置于桥墩2顶部的支座3支撑，该支座3处于单向受压状态，本身不抗拉。

参见图1和图2，主梁1和桥墩2通过平衡拉索装置相连接，平衡拉索装置包括平衡拉索4、预埋钢管5、梁上锚固装置6、墩上锚固装置7，多根平衡拉索4分布于支座3的周侧，每根平衡拉索4沿竖向穿过桥墩2上的一预埋钢管5，平衡拉索4的上端通过梁上锚固装置6锚固于主梁1上，平衡拉索4的下端通过墩上锚固装置7锚固于桥墩2上，桥墩2处的主梁1上拔力通过平衡拉索4受拉来平衡。本实施例中，平衡拉索4的数量为四根。

进一步地，参见图3，由于大跨度桥梁纵向变位较大，为了适应大跨度桥梁的变形，预埋钢管5设计为特殊的形状，其顺桥向尺寸较大，横桥向尺寸较小，即顺桥向尺寸大于横桥向尺寸，以保证平衡拉索4在预埋钢管5内有足够的纵向活动空间，从而适应大跨度桥梁结构的正常变位，不改变桥梁的整体结构体系。

由于大跨度桥梁的主梁1一般采用钢结构，梁上锚固装置6一般采用与主梁1焊接在一起的钢锚箱结构。由于桥墩2一般采用混凝土结构，为了方便平衡拉索4的锚固，桥墩2的墩身上设有锚固横隔板8，平衡拉索4的下端通过墩上锚固装置7锚固于锚固横隔板8上，锚固横隔板8的厚度需保证平衡拉索4的锚固力平顺地传递到桥墩2墩身上。

另外，为了便于平衡拉索4的张拉、检修和更换，参见图4，在桥墩2上的锚固横隔板8下方2~3m处设有一道施工平台横隔板9，桥墩2侧壁上的对应施工平台横隔板9上方处留有施工及检修人孔10，便于专业人员进入桥墩2内部进行相关操作。施工平台横隔板9在保证足够的平衡拉索4施工操作空间的同时，其中间设有混凝土浇筑孔11，用于向桥墩2下段空腔内浇筑素混凝土12，该素混凝土12可以起到增加桥墩2重量的作用，以防止桩基础21受到上拔力。

平衡拉索4会导致桥墩2承受拉力，当桥墩2采用混凝土结构时，为抵抗该拉力，桥墩2和承台20通过预应力钢束装置相连接，预应力钢束装置保证桥墩2上的混凝土处于受压状态。

预应力钢束装置包括预应力钢束13、墩身预留管道14、承台预留空腔15、下段压浆孔16、下段冒浆测试孔17、上段压浆孔18、墩顶锚固装置19。多根预应力钢束13沿竖向穿设于桥墩2和承台20内，桥墩2的墩身上相对应地设有供多根预应力钢束13穿过的多根墩身预留管道14。对于每根预应力钢束13，承台20施工时设置一承台预留空腔15及与承台预留空腔15连通的一下段压浆孔16、一下段冒浆测试孔17、一上段压浆孔18，待预应力钢束13的下端穿入后，通过下段压浆孔16向承台预留空腔15内压浆，当下段冒浆测试孔17冒浆时停止压浆，预应力钢束13的下端通过承台预留空腔15内混凝土的握裹力实现与承台20的锚固连接，其中，承台预留空腔15的高度需大于预应力钢束13下端的锚固长度。预应力钢束13与承台20可靠锚固连接之后，在桥墩2的顶部张拉预应力钢束13，并通过墩顶锚固装置19对预应力钢束13的上端进行锚固，然后通过上段压浆孔18向墩身预留管道14内压浆，当墩顶锚固装置19上的冒浆孔冒浆后停止压浆。如此完成对墩身预留管道14的密实和对预应力钢束13的固定，帮助预应力钢束13受力。

参见图5至图7，在实际应用时，本抗拉装置22可设置于斜拉桥的边墩23和辅助墩24，可设置于自锚式悬索桥的边墩23，可设置于拱桥的边墩23。通过在主梁1和桥墩2之间采用单向受压的支座3，采用竖向布置的平衡拉索4连接主梁1和桥墩2来平衡桥墩2处的主梁1上拔力，桥墩2墩顶的支座3始终处于受压状态；当桥墩2采用混凝土结构时，桥墩2墩身内另设竖向贯穿桥墩2和承台20的预应力钢束13以保证桥墩2上的混凝土处于受压状态。保证了大跨度桥梁的边墩、辅助墩不产生负反力，避免支座3脱空，确保大跨度桥梁结构的安全运营；构造简单，有效减小了桥墩处主梁的配重量或取消主梁配重，具有很好的经济性能和推广价值。

应当指出，对于经充分说明的本发明来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本发明的说明，而不是对本发明的限制。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (10)

1.一种大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，包括主梁、桥墩、承台、支座、平衡拉索装置、预应力钢束装置；所述主梁和桥墩的顶部之间设置单向受压的支座，主梁和桥墩通过竖向设置的平衡拉索装置相连接来平衡桥墩处的主梁上拔力；所述桥墩为混凝土结构，桥墩和承台通过竖向设置的预应力钢束装置相连接，使得桥墩上的混凝土处于受压状态。

2.根据权利要求1所述的大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，所述平衡拉索装置包括平衡拉索、预埋钢管、梁上锚固装置、墩上锚固装置，多根所述平衡拉索分布于支座的周侧，多根平衡拉索分别沿竖向穿过桥墩上的多根预埋钢管，每根平衡拉索的上端通过梁上锚固装置锚固于主梁上，下端通过墩上锚固装置锚固于桥墩上。

3.根据权利要求2所述的大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，所述桥墩的墩身上设有锚固横隔板，所述平衡拉索的下端通过墩上锚固装置锚固于锚固横隔板上。

4.根据权利要求3所述的大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，所述桥墩上的锚固横隔板下方设有施工平台横隔板，桥墩侧壁上的对应施工平台横隔板上方处设有施工及检修人孔。

5.根据权利要求4所述的大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，所述施工平台横隔板上设有混凝土浇筑孔，所述桥墩的下段为空腔且其内通过施工平台横隔板上的混凝土浇筑孔浇筑有素混凝土。

6.根据权利要求2所述的大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，所述预埋钢管的顺桥向尺寸大于横桥向尺寸。

7.根据权利要求2所述的大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，所述主梁为钢结构，所述梁上锚固装置为与主梁焊接在一起的钢锚箱结构。

8.根据权利要求2所述的大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，所述平衡拉索的数量为四根。

9.根据权利要求1所述的大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，所述预应力钢束装置包括预应力钢束、墩身预留管道、墩顶锚固装置，多根所述预应力钢束分别沿竖向穿过桥墩上的多根墩身预留管道，每根预应力钢束的下端锚固于承台上，上端通过墩顶锚固装置锚固于桥墩的顶部。

10.根据权利要求9所述的大跨度桥梁边墩、辅助墩的抗拉装置，其特征在于，所述承台上设有与多根预应力钢束相对应的多个承台预留空腔，每个承台预留空腔连通有由下至上依次设置的下段压浆孔、下段冒浆测试孔、上段压浆孔。

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