CN112252173A - 曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置，所述装置包括内限位架、外限位架、竖向液压装置和横向液压装置；本发明的有益技术效果是：提出了一种曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置，该装置能对曲线梁桥的横向位移进行自动纠偏，避免横向位移发展成横向爬移病害，能有效提高桥梁结构稳定性，降低养护成本。

Description

曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置
技术领域
本发明涉及一种曲线梁桥横向爬移处治技术，尤其涉及一种曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置。
背景技术
曲线梁桥是一种常见的桥梁形式，实际使用时，位于道路平曲线上的曲线梁会在温差形变影响下，逐渐出现向外弧侧的横向位移，这主要是由于曲线梁桥的“弯扭耦合”特性导致梁体外弧侧支反力大于内弧侧，支座长期处于偏心受压状态，存在向外弧侧倾斜的变形，从而导致梁体重力在水平方向产生水平分力，正是这一水平分力导致曲线梁体的横向位移部分无法恢复，日积月累就会形成横向爬移病害，给桥梁的运营使用带来极大的安全隐患，同时，桥梁支座受到偏压，也加速了桥梁支座损坏。
现有技术中，当曲线梁向外弧侧的横向位移达到一定程度时，就需要通过纠偏操作对曲线梁的位置进行调整，但由于汽车离心力、温差形变等外部因素不可避免，单次纠偏操作无法一劳永逸地解决曲线梁体横向位移问题，在桥梁服役期内，需要定期进行纠偏操作，桥梁养护成本较高。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置，包括安装在盖梁上的曲线梁，盖梁和曲线梁之间设置有两个桥梁支座，两个桥梁支座位置对称；其创新在于：
所述装置包括内限位架、外限位架、竖向液压装置和横向液压装置；
所述内限位架的下端固定在盖梁的上端面上，内限位架位于曲线梁内弧侧的外侧；曲线梁表面与内限位架位置相对的部位设置有橡胶板，内限位架的内侧面与橡胶板的外表面接触；
所述外限位架的下端固定在盖梁的上端面上，外限位架位于曲线梁外弧侧的外侧，外限位架和曲线梁之间留有间距；所述横向液压装置的底部固定在外限位架的内侧面上，横向液压装置的伸缩方向与曲线梁桥的横向平行；横向液压装置的活塞杆的外端通过第一施力板（第一施力板连接在横向液压装置的活塞杆的外端）与曲线梁外弧侧的表面接触；
两个桥梁支座中，靠近曲线梁外弧侧的那个桥梁支座记为右支座；所述竖向液压装置设置在盖梁和曲线梁之间，竖向液压装置的底部固定在盖梁上，竖向液压装置的伸缩方向与盖梁的上端面垂直；竖向液压装置的活塞杆的上端通过第二施力板（第二施力板连接在竖向液压装置的活塞杆的上端）与曲线梁底面接触；竖向液压装置位于右支座的外侧；
竖向液压装置的液压腔和横向液压装置的液压腔通过连通管连通；
当曲线梁未发生横向位移时，第一施力板和曲线梁仅接触、无相互作用力，同时，第二施力板和曲线梁仅接触、无相互作用力。
本发明的原理是：曲线梁未发生横向位移时，竖向液压装置和横向液压装置与曲线梁之间均无相互作用力，二者仅是通过施力板与曲线梁接触，曲线梁的重量由桥梁支座承担；当曲线梁在负面因素作用下向外弧侧发生横向位移时，曲线梁就会对横向液压装置形成挤压，由于两个液压装置的液压腔通过连通管连通，横向液压装置液压腔内的压力就会传导到竖向液压装置的液压腔内，从而使竖向液压装置对曲线梁形成向上的顶升力，此时，顶升力就能抵消掉因曲线梁横向位移造成的偏压作用，并且，随着横向位移的发展，横向液压装置会被逐渐压缩，竖向液压装置的顶升力也会逐渐增大，这就使得装置能够根据不同的横向位移量提供相应的顶升力；
根据现有理论可知，曲线梁因环境温度升高发生横向位移后，在环境温度降低时，由于梁体与支座之间存在较大的摩擦阻力，同时，支座受到偏压后会引起梁体倾斜从而形成自重水平分力，最终将使得横向位移无法恢复到原始状态；而采用本发明时，当竖向液压装置提供顶升力时，曲线梁的重量由桥梁支座和竖向液压装置共同承担，并且横向位移量越大，竖向液压装置承担的比重也越大，桥梁支座分担的比重会相对减小，这就可以有效减小曲线梁和桥梁支座之间的摩擦阻力，同时有效限制了梁体因支座偏压而发生的倾斜，当负面因素消失后（比如环境温度降低），由于曲线梁与桥梁支座之间的摩擦阻力较小，同时不再需要克服梁体自重力的水平分力，这就使曲线梁能够自动恢复到横向位移前的状态，最终，就能实现对曲线梁横向位移的自动纠偏。
由于曲线梁桥的“弯扭耦合”特性，在梁体无横向位移时，因车辆超载等情况下，竖向液压装置会将部分力传递给横向液压装置，为了防止此种情况下横向液压装置对梁体的推动，本发明还设置了内限位架，内限位架能对曲线梁起到阻挡作用，避免曲线梁向内弧侧过度位移；内限位架和曲线梁之间通过橡胶板接触，橡胶板使曲线梁和内限位架之间能具备一定的位移余量。
采用本发明方案后，由于装置能够对曲线梁横向位移进行自动纠偏，这就能有效防止曲线梁横向位移逐步发展成横向爬移病害，有效提高桥梁结构安全性，同时，也就免除了定期纠偏操作，可大大降低桥梁养护成本。
优选地，对于新建曲线梁桥，在建造过程中，同步安装所述装置。安装了本发明装置后，新建曲线梁桥后续就不需要进行纠偏操作。
优选地，对于在役的已发生梁体横向偏位的曲线梁桥，在梁体纠偏操作结束后，将所述装置安装在曲线梁桥上。安装了本发明装置后，当在役曲线梁桥后续发生横向位移时，本发明就能发挥自动纠偏作用，剩余服役期内，可不再进行纠偏操作。
本发明的有益技术效果是：提出了一种曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置，该装置能对曲线梁桥的横向位移进行自动纠偏，避免横向位移发展成横向爬移病害，能有效提高桥梁结构稳定性，降低养护成本。
附图说明
图1、本发明的结构示意图；
图2、本发明原理示意图；
图3、限位架结构示意图；
图4、竖向液压装置和横向液压装置连接关系示意图；
图中各个标记所对应的名称分别为：曲线梁1、橡胶板1-1、桥梁支座2、盖梁3、内限位架4、外限位架5、竖向液压装置6、横向液压装置7、L形钢板8、加劲钢板9、连通管10、曲线梁横向位移时对横向液压装置的推挤作用力F1、曲线梁横向位移时形成的偏压作用力F2、竖向液压装置在液压作用下形成的顶升力F3。
具体实施方式
一种曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置，包括安装在盖梁3上的曲线梁1，盖梁3和曲线梁1之间设置有两个桥梁支座2，两个桥梁支座2位置对称；其创新在于：
所述装置包括内限位架4、外限位架5、竖向液压装置6和横向液压装置7；
所述内限位架4的下端固定在盖梁3的上端面上，内限位架4位于曲线梁1内弧侧的外侧；曲线梁1表面与内限位架4位置相对的部位设置有橡胶板1-1，内限位架4的内侧面与橡胶板1-1的外表面接触；橡胶板1-1通过连接钢板（连接钢板通过螺栓固定在曲线梁1表面）设置在曲线梁1表面；
所述外限位架5的下端固定在盖梁3的上端面上，外限位架5位于曲线梁1外弧侧的外侧，外限位架5和曲线梁1之间留有间距；所述横向液压装置7的底部固定在外限位架5的内侧面上，横向液压装置7的伸缩方向与曲线梁桥的横向平行；横向液压装置7的活塞杆的外端通过第一施力板与曲线梁1外弧侧的表面接触；
两个桥梁支座2中，靠近曲线梁1外弧侧的那个桥梁支座2记为右支座；所述竖向液压装置6设置在盖梁3和曲线梁1之间，竖向液压装置6的底部固定在盖梁3上，竖向液压装置6的伸缩方向与盖梁3的上端面垂直；竖向液压装置6的活塞杆的上端通过第二施力板与曲线梁1底面接触；竖向液压装置6位于右支座的外侧；
竖向液压装置6的液压腔和横向液压装置7的液压腔通过连通管连通；
当曲线梁1未发生横向位移时，第一施力板和曲线梁1仅接触、无相互作用力，同时，第二施力板和曲线梁1仅接触、无相互作用力。
进一步地，对于新建曲线梁桥，在建造过程中，同步安装所述装置。
进一步地，对于在役的已发生梁体横向偏位的曲线梁桥，在梁体纠偏操作结束后，将所述装置安装在曲线梁桥上。
具体实施时，可根据桥梁参数、当地气温等情况，计算出当梁体发生一定量的横向位移时，梁体相应的偏压作用力，然后根据现有的液压装置理论，合理设置竖向液压装置6和横向液压装置7的参数，以使梁体处于任意横向位移状态时，竖向液压装置6能够提供足够的顶升力。
参见图3，内限位架4和外限位架5可采用L形钢板8，L形钢板8的水平段通过螺栓固定在盖梁3的上端面上，L形钢板8的内空中设置了多块加劲钢板9。

Claims (3)

1.一种曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置，包括安装在盖梁（3）上的曲线梁（1），盖梁（3）和曲线梁（1）之间设置有两个桥梁支座（2），两个桥梁支座（2）位置对称；其特征在于：
所述装置包括内限位架（4）、外限位架（5）、竖向液压装置（6）和横向液压装置（7）；
所述内限位架（4）的下端固定在盖梁（3）的上端面上，内限位架（4）位于曲线梁（1）内弧侧的外侧；曲线梁（1）表面与内限位架（4）位置相对的部位设置有橡胶板（1-1），内限位架（4）的内侧面与橡胶板（1-1）的外表面接触；
所述外限位架（5）的下端固定在盖梁（3）的上端面上，外限位架（5）位于曲线梁（1）外弧侧的外侧，外限位架（5）和曲线梁（1）之间留有间距；所述横向液压装置（7）的底部固定在外限位架（5）的内侧面上，横向液压装置（7）的伸缩方向与曲线梁桥的横向平行；横向液压装置（7）的活塞杆的外端通过第一施力板与曲线梁（1）外弧侧的表面接触；
两个桥梁支座（2）中，靠近曲线梁（1）外弧侧的那个桥梁支座（2）记为右支座；所述竖向液压装置（6）设置在盖梁（3）和曲线梁（1）之间，竖向液压装置（6）的底部固定在盖梁（3）上，竖向液压装置（6）的伸缩方向与盖梁（3）的上端面垂直；竖向液压装置（6）的活塞杆的上端通过第二施力板与曲线梁（1）底面接触；竖向液压装置（6）位于右支座的外侧；
竖向液压装置（6）的液压腔和横向液压装置（7）的液压腔通过连通管连通；
当曲线梁（1）未发生横向位移时，第一施力板和曲线梁（1）仅接触、无相互作用力，同时，第二施力板和曲线梁（1）仅接触、无相互作用力。
2.根据权利要求1所述的曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置，其特征在于：对于新建曲线梁桥，在建造过程中，同步安装所述装置。
3.根据权利要求1所述的曲线梁桥梁体横向爬移病害的自动纠偏的装置，其特征在于：对于在役的已发生梁体横向偏位的曲线梁桥，在梁体纠偏操作结束后，将所述装置安装在曲线梁桥上。
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