CN111877138A - 一种可调式强刚度横隔板装置 - Google Patents

Abstract

一种可调式强刚度横隔板装置，包括左竖向固定钢构件、右竖向固定钢构件、第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件、第四斜杆件和剪刀撑杆件，左竖向固定钢构件和右竖向固定钢构件左右对称；第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件和第四斜杆件的结构相同；左竖向固定钢构件和右竖向固定钢构件的下端部之间沿水平向设置有一根直杆连接件。本发明实现了新增横隔板在高度、宽度和剪力撑交叉角度上的人为调控，可以适用于不同的被加固结构（主梁）横向间距场合，无需在现场再次进行多次微调切割，适应性强，大大提高了结构加固的整体性；具有刚度高且杆件数量少、重量轻、结构组装简单，各个部件可批量生产的优点。

Description

一种可调式强刚度横隔板装置

技术领域

本发明涉及一种结构工程技术领域，具体涉及一种用于桥梁横向加固的可调式强刚度横隔板装置。

背景技术

多梁装配式结构的横向整体性主要依靠横隔板（梁）得以实现，横隔板将多片主梁横向连接在一起，使结构横向具有足够的刚度抵御荷载。但是工程实践表明，传统构造形式的横隔板在使用一段时间后，很容易产生破坏，导致结构横向刚度降低，无法有效承担荷载横向分布，进而造成单梁（板）受力，加速结构损伤。

针对已经产生病害或横向联系薄弱的桥梁，通常采用增强桥面补强层、增设横向预应力、加固横隔板法、增设横隔板法等加固方式对桥梁进行横向联系加固，以增强桥梁的整体性。

每一种横向加固方式均具有一定的优缺点，寻求强刚度、施工方便、自重轻和能够适当调整以适应主梁（被加固结构）几何外形差异的新型横隔板，是结构工程师的追求的目标。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，根据横隔板的受力特点和作用，提供一种用于桥梁横向加固的可调式强刚度横隔板装置。该装置具有竖向、水平向及剪刀撑系统角度多向可调的优势，不仅刚度高、自重轻，可适应几何外形不规则或存在误差的横隔板结构加固场合，而且可以工业化生产，安装便利，对被加固结构损伤小，在使用一段时间后，还可进行人为调节。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可调式强刚度横隔板装置，包括左竖向固定钢构件、右竖向固定钢构件、第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件、第四斜杆件和剪刀撑杆件，左竖向固定钢构件和右竖向固定钢构件左右对称；第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件和第四斜杆件的结构相同；

左竖向固定钢构件通过左膨胀螺栓组件固定连接在左被加固结构右侧，右竖向固定钢构件通过右膨胀螺栓组件固定连接在右被加固结构左侧，第一斜杆件和第二斜杆件均左高右低倾斜布置，第三斜杆件和第四斜杆件均左低右高倾斜布置；

剪刀撑杆件包括左高右低的第五斜杆件和左低右高的第六斜杆件，第五斜杆件和第六斜杆件中部通过连接销铰接形成剪刀状结构；

第一斜杆件左端通过第一螺栓连接在左竖向固定钢构件的上部，第一斜杆件右端通过第二螺栓与第五斜杆件的左端连接；第二斜杆件右端通过第三螺栓连接在右竖向固定钢构件的下部，第二斜杆件左端通过第四螺栓与第五斜杆件的右端连接；第三斜杆件左端通过第五螺栓连接在左竖向固定钢构件的下部，第三斜杆件右端通过第六螺栓与第六斜杆件的左端连接；第四斜杆件右端通过第七螺栓连接在右竖向固定钢构件的上部，第四斜杆件左端通过第八螺栓与第六斜杆件的右端连接。

左竖向固定钢构件的上部和下部分别开设有第一上连接孔组和第一下连接孔组，右竖向固定钢构件的上部和下部分别开设有第二上连接孔组和第二下连接孔组，第一上连接孔组和第二上连接孔组高度一致，第一下连接孔组和第二下连接孔组高度一致，第一上连接孔组、第二上连接孔组、第一下连接孔组和第二下连接孔组均包括若干个上下间隔布置的连接孔。

第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件和第四斜杆件均包括杆体和固定设在杆体一段的连接耳板，每个连接耳板上均开设有一个安装孔；

第一斜杆件上的安装孔与第一上连接孔组中的一个连接孔对应并通过所述的第一螺栓连接；第二斜杆件上的安装孔与第二下连接孔组中的一个连接孔对应并通过所述的第三螺栓连接；第三斜杆件上的安装孔与第一下连接孔组中的一个连接孔对应并通过所述的第五螺栓连接；第四斜杆件上的安装孔与第二上连接孔组中的一个连接孔对应并通过所述的第七螺栓连接。

第五斜杆件的两端部沿长度方向均开设有至少一条第一长孔，第六斜杆件的两端部沿长度方向均开设有至少一条第二长孔；

第一斜杆件的右端部和第二斜杆件的左端部沿长度方向均开设有第三长孔，第三斜杆件的右端部和第四斜杆件的左端部沿长度方向均开设有第四长孔；

第一斜杆件右端部的第三长孔与第五斜杆件左端部的第一长孔前后对应并通过所述的第二螺栓连接；第二斜杆件左端部的第三长孔与第五斜杆件右端部的第一长孔前后对应并通过所述的第四螺栓连接；第三斜杆件右端部的第四长孔与第六斜杆件左端部的第二长孔前后对应并通过所述的第六螺栓连接；第四斜杆件左端部的第四长孔与第六斜杆件右端部的第二长孔前后对应并通过所述的第八螺栓连接。

左竖向固定钢构件和右竖向固定钢构件的下端部之间沿水平向设置有一根直杆连接件。

直杆连接件包括左直杆件和右直杆件，左直杆件的左端通过第九螺栓连接在左竖向固定钢构件的下端部，右直杆件的右端通过第十螺栓连接在右竖向固定钢构件的下端部；

左直杆件的右端部沿长度方向开设有第五长孔，右直杆件的左端部沿长度方向开设有第六长孔，左直杆件的第五长孔与右直杆件的第六长孔前后对应并通过第十一螺栓连接。

采用上述技术方案，本发明中的第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件、第四斜杆件和剪刀撑杆件共同组成剪刀撑系统。本发明在施工过程中，首先将左竖向固定钢构件利用左膨胀螺栓组件锚固在左被加固结构上，将右竖向固定钢构件利用右膨胀螺栓组件锚固在右被加固结构上；确保被加固结构侧面与竖向固定钢构件紧密贴合。

然后在左竖向固定钢构件和右竖向固定钢构件之间安装剪刀撑系统，由于第一上连接孔组、第一下连接孔组、第二上连接孔组和第二下连接孔组均包括若干个上下间隔布置的连接孔，第五斜杆件和第六斜杆件的中部之间通过连接销铰接，以及第一长孔、第二长孔、第三长孔和第四长孔的设置，通过调节斜撑的长度以及剪刀的夹角，可以很方便将第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件、第四斜杆件和剪刀撑杆件连接在左竖向固定钢构件和右竖向固定钢构件之间，最后拧紧第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓、第四螺栓、第五螺栓、第六螺栓、第七螺栓和第八螺栓。 最后安装直杆连接件，直杆连接件整体的长度可通过调节左直杆件和右直杆件之间重叠的长度来调节，通过第十一螺栓将左直杆件和右直杆件紧固连接为一体，适应在不同横向间距的被加固结构（主梁）间或被加固结构间距存在误差的场合，而无需在安装现场对直杆连接件进行多次切割等操作。

左竖向固定钢构件、右竖向固定钢构件、直杆连接件和剪刀撑系统形成高度、宽度和交叉角度可调且具有高刚度的新型横隔板装置，将相邻的两个被加固结构（主梁）稳定牢靠地连接为一体。各杆件均采用角钢或槽钢等标准件加工制造，调整的幅度可由长孔尺寸和竖向固定钢构件上的连接孔数量多少来实现人为控制。

综上所述，本发明与现有技术相比，有下列优点：

1、实现了新增横隔板在高度、宽度和剪力撑交叉角度上的人为调控，可以适用于不同的被加固结构（主梁）横向间距场合，无需在现场再次进行多次微调切割，适应性强；

2、高刚度且重量轻：本发明的剪刀撑系统和底部的直杆连接件通过两根竖向固定钢构件连接形成一个体系稳定的系统，具有刚度高且杆件数量少、重量轻的优点；

3、本发明的可调式横隔板各部分通过螺栓锚固，结构组装简单，各个部件可批量生产，现场组装时还可克服结构施工精度及使用变形误差，提高了结构加固的整体性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是图1中直杆连接件的结构示意图；

图3是图1中左竖向固定钢构件的结构示意图；

图4是图1中四根斜杆件的结构示意图；

图5是图1中剪刀撑杆件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-图5所示，本发明的一种可调式强刚度横隔板装置，包括左竖向固定钢构件1、右竖向固定钢构件2、第一斜杆件3、第二斜杆件4、第三斜杆件5、第四斜杆件6和剪刀撑杆件7，左竖向固定钢构件1和右竖向固定钢构件2左右对称；第一斜杆件3、第二斜杆件4、第三斜杆件5和第四斜杆件6的结构相同；

左竖向固定钢构件1通过左膨胀螺栓组件8固定连接在左被加固结构9右侧，右竖向固定钢构件2通过右膨胀螺栓组件10固定连接在右被加固结构11左侧，第一斜杆件3和第二斜杆件4均左高右低倾斜布置，第三斜杆件5和第四斜杆件6均左低右高倾斜布置；

剪刀撑杆件7包括左高右低的第五斜杆件12和左低右高的第六斜杆件13，第五斜杆件12和第六斜杆件13中部通过连接销14铰接形成剪刀状结构；

第一斜杆件3左端通过第一螺栓15连接在左竖向固定钢构件1的上部，第一斜杆件3右端通过第二螺栓16与第五斜杆件12的左端连接；第二斜杆件4右端通过第三螺栓17连接在右竖向固定钢构件2的下部，第二斜杆件4左端通过第四螺栓18与第五斜杆件12的右端连接；第三斜杆件5左端通过第五螺栓19连接在左竖向固定钢构件1的下部，第三斜杆件5右端通过第六螺栓20与第六斜杆件13的左端连接；第四斜杆件6右端通过第七螺栓21连接在右竖向固定钢构件2的上部，第四斜杆件6左端通过第八螺栓22与第六斜杆件13的右端连接。

左竖向固定钢构件1的上部和下部分别开设有第一上连接孔组23和第一下连接孔组24，右竖向固定钢构件2的上部和下部分别开设有第二上连接孔组25和第二下连接孔组26，第一上连接孔组23和第二上连接孔组25高度一致，第一下连接孔组24和第二下连接孔组26高度一致，第一上连接孔组23、第二上连接孔组25、第一下连接孔组24和第二下连接孔组26均包括若干个上下间隔布置的连接孔。

第一斜杆件3、第二斜杆件4、第三斜杆件5和第四斜杆件6均包括杆体和固定设在杆体一段的连接耳板27，每个连接耳板27上均开设有一个安装孔28；

第一斜杆件3上的安装孔28与第一上连接孔组23中的一个连接孔对应并通过所述的第一螺栓15连接；第二斜杆件4上的安装孔28与第二下连接孔组26中的一个连接孔对应并通过所述的第三螺栓17连接；第三斜杆件5上的安装孔28与第一下连接孔组24中的一个连接孔对应并通过所述的第五螺栓19连接；第四斜杆件6上的安装孔28与第二上连接孔组25中的一个连接孔对应并通过所述的第七螺栓21连接。

第五斜杆件12的两端部沿长度方向均开设有至少一条第一长孔29，第六斜杆件13的两端部沿长度方向均开设有至少一条第二长孔30；

第一斜杆件3的右端部和第二斜杆件4的左端部沿长度方向均开设有第三长孔31，第三斜杆件5的右端部和第四斜杆件6的左端部沿长度方向均开设有第四长孔32；

第一斜杆件3右端部的第三长孔31与第五斜杆件12左端部的第一长孔29前后对应并通过所述的第二螺栓16连接；第二斜杆件4左端部的第三长孔31与第五斜杆件12右端部的第一长孔29前后对应并通过所述的第四螺栓18连接；第三斜杆件5右端部的第四长孔32与第六斜杆件13左端部的第二长孔30前后对应并通过所述的第六螺栓20连接；第四斜杆件6左端部的第四长孔32与第六斜杆件13右端部的第二长孔30前后对应并通过所述的第八螺栓22连接。

左竖向固定钢构件1和右竖向固定钢构件2的下端部之间沿水平向设置有一根直杆连接件33。

直杆连接件33包括左直杆件34和右直杆件35，左直杆件34的左端通过第九螺栓36连接在左竖向固定钢构件1的下端部，右直杆件35的右端通过第十螺栓37连接在右竖向固定钢构件2的下端部；

左直杆件34的右端部沿长度方向开设有第五长孔38，右直杆件35的左端部沿长度方向开设有第六长孔39，左直杆件34的第五长孔38与右直杆件35的第六长孔39前后对应并通过第十一螺栓40连接。

本发明中的第一斜杆件3、第二斜杆件4、第三斜杆件5、第四斜杆件6和剪刀撑杆件7共同组成剪刀撑系统。本发明在施工过程中，首先将左竖向固定钢构件1利用左膨胀螺栓组件8锚固在左被加固结构9上，将右竖向固定钢构件2利用右膨胀螺栓组件10锚固在右被加固结构11上；确保被加固结构侧面与竖向固定钢构件紧密贴合。

然后在左竖向固定钢构件1和右竖向固定钢构件2之间安装剪刀撑系统，由于第一上连接孔组23、第一下连接孔组24、第二上连接孔组25和第二下连接孔组26均包括若干个上下间隔布置的连接孔，第五斜杆件12和第六斜杆件13的中部之间通过连接销14铰接，以及第一长孔29、第二长孔30、第三长孔31和第四长孔32的设置，通过调节斜撑的长度以及剪刀的夹角，可以很方便将第一斜杆件3、第二斜杆件4、第三斜杆件5、第四斜杆件6和剪刀撑杆件7连接在左竖向固定钢构件1和右竖向固定钢构件2之间，最后拧紧第一螺栓15、第二螺栓16、第三螺栓17、第四螺栓18、第五螺栓19、第六螺栓20、第七螺栓21和第八螺栓22。 最后安装直杆连接件33，直杆连接件33整体的长度可通过调节左直杆件34和右直杆件35之间重叠的长度来调节，通过第十一螺栓40将左直杆件34和右直杆件35紧固连接为一体，适应在不同横向间距的被加固结构（主梁）间或被加固结构间距存在误差的场合，而无需在安装现场对直杆连接件33进行多次切割等操作。

左竖向固定钢构件1、右竖向固定钢构件2、直杆连接件33和剪刀撑系统形成高度、宽度和交叉角度可调且具有高刚度的新型横隔板装置，将相邻的两个被加固结构（主梁）稳定牢靠地连接为一体。各杆件均采用角钢或槽钢等标准件加工制造，调整的幅度可由长孔尺寸和竖向固定钢构件上的连接孔数量多少来实现人为控制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种可调式强刚度横隔板装置，其特征在于：包括左竖向固定钢构件、右竖向固定钢构件、第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件、第四斜杆件和剪刀撑杆件，左竖向固定钢构件和右竖向固定钢构件左右对称；第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件和第四斜杆件的结构相同；

左竖向固定钢构件通过左膨胀螺栓组件固定连接在左被加固结构右侧，右竖向固定钢构件通过右膨胀螺栓组件固定连接在右被加固结构左侧，第一斜杆件和第二斜杆件均左高右低倾斜布置，第三斜杆件和第四斜杆件均左低右高倾斜布置；

剪刀撑杆件包括左高右低的第五斜杆件和左低右高的第六斜杆件，第五斜杆件和第六斜杆件中部通过连接销铰接形成剪刀状结构；

第一斜杆件左端通过第一螺栓连接在左竖向固定钢构件的上部，第一斜杆件右端通过第二螺栓与第五斜杆件的左端连接；第二斜杆件右端通过第三螺栓连接在右竖向固定钢构件的下部，第二斜杆件左端通过第四螺栓与第五斜杆件的右端连接；第三斜杆件左端通过第五螺栓连接在左竖向固定钢构件的下部，第三斜杆件右端通过第六螺栓与第六斜杆件的左端连接；第四斜杆件右端通过第七螺栓连接在右竖向固定钢构件的上部，第四斜杆件左端通过第八螺栓与第六斜杆件的右端连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调式强刚度横隔板装置，其特征在于：左竖向固定钢构件的上部和下部分别开设有第一上连接孔组和第一下连接孔组，右竖向固定钢构件的上部和下部分别开设有第二上连接孔组和第二下连接孔组，第一上连接孔组和第二上连接孔组高度一致，第一下连接孔组和第二下连接孔组高度一致，第一上连接孔组、第二上连接孔组、第一下连接孔组和第二下连接孔组均包括若干个上下间隔布置的连接孔。

3.根据权利要求2所述的一种可调式强刚度横隔板装置，其特征在于：第一斜杆件、第二斜杆件、第三斜杆件和第四斜杆件均包括杆体和固定设在杆体一段的连接耳板，每个连接耳板上均开设有一个安装孔；

第一斜杆件上的安装孔与第一上连接孔组中的一个连接孔对应并通过所述的第一螺栓连接；第二斜杆件上的安装孔与第二下连接孔组中的一个连接孔对应并通过所述的第三螺栓连接；第三斜杆件上的安装孔与第一下连接孔组中的一个连接孔对应并通过所述的第五螺栓连接；第四斜杆件上的安装孔与第二上连接孔组中的一个连接孔对应并通过所述的第七螺栓连接。

4.根据权利要求3所述的一种可调式强刚度横隔板装置，其特征在于：第五斜杆件的两端部沿长度方向均开设有至少一条第一长孔，第六斜杆件的两端部沿长度方向均开设有至少一条第二长孔；

第一斜杆件的右端部和第二斜杆件的左端部沿长度方向均开设有第三长孔，第三斜杆件的右端部和第四斜杆件的左端部沿长度方向均开设有第四长孔；

第一斜杆件右端部的第三长孔与第五斜杆件左端部的第一长孔前后对应并通过所述的第二螺栓连接；第二斜杆件左端部的第三长孔与第五斜杆件右端部的第一长孔前后对应并通过所述的第四螺栓连接；第三斜杆件右端部的第四长孔与第六斜杆件左端部的第二长孔前后对应并通过所述的第六螺栓连接；第四斜杆件左端部的第四长孔与第六斜杆件右端部的第二长孔前后对应并通过所述的第八螺栓连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种可调式强刚度横隔板装置，其特征在于：左竖向固定钢构件和右竖向固定钢构件的下端部之间沿水平向设置有一根直杆连接件。

6.根据权利要求5所述的一种可调式强刚度横隔板装置，其特征在于：直杆连接件包括左直杆件和右直杆件，左直杆件的左端通过第九螺栓连接在左竖向固定钢构件的下端部，右直杆件的右端通过第十螺栓连接在右竖向固定钢构件的下端部；

左直杆件的右端部沿长度方向开设有第五长孔，右直杆件的左端部沿长度方向开设有第六长孔，左直杆件的第五长孔与右直杆件的第六长孔前后对应并通过第十一螺栓连接。

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