CN112267390A - 一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，包括一下一上分别套设在墩柱上的下紧固环及上紧固环、一对对称设置在墩柱两侧的斜撑、一对分别设置在两个斜撑顶部的水平支撑平台、设置在水平支撑平台上的竖向支撑柱以及设置在竖向支撑柱顶部的支座，斜撑的底部与下紧固环相连，两个水平支撑平台之间设有与上紧固环相适配的水平拉索。与现有技术相比，本发明通过紧固件形成结构，并通过紧固环固定于墩柱上，可减少梁体受横向偏心荷载时桥墩所受弯矩，防止梁体发生倾覆。相比于传统加固结构，本发明结构构造简单且性能可靠，受力明确，充分利用材料受力性能。此外，本发明结构占地面积小，适用情况更为广阔。

Description

一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构

技术领域

本发明属于独柱墩桥梁技术领域，涉及一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构。

背景技术

独柱墩桥梁由于具有结构简洁轻巧、占地面积小、桥下视野开阔等优点，在桥梁工程尤其是城市立交桥、高架桥中广泛应用。由于独柱墩桥梁采用的是单支点支撑，在车辆偏载作用下，易发生横向倾覆事故，即在桥梁整体结构未发生强度破坏的情况下，发生单支座桥面倾覆问题，导致桥梁侧翻。尤其是当桥面上行驶的车辆严重超载时，更容易导致桥面整体在偏心荷载作用下发生侧翻。因此，避免使用连续独柱单支座已成为趋势。然而，针对已建成的独柱墩桥梁，需要采用适当的方式对独柱墩桥梁进行加固，增强其抗倾覆性能，避免倾覆事故的发生，具有重大的现实意义。

中国专利CN109457629A公开了一种独柱墩加固结构，包括墩柱、固定钢板、新增支座、支座调平钢块、盖梁、原有支座、植筋、支座垫石、泡沫混凝土、挂网、定型化外模板、外包混凝土、混凝土垫层、框格式底板、单元式脚手架底板、单元式脚手架、悬支式操作平台和型钢支架；混凝土垫层上部设置框格式底板，框格式底板与单元式脚手架底板通过框格式底板预埋螺杆连接，单元式脚手架通过抱柱紧固环与墩柱连接，单元式脚手架上部设置悬支式操作平台。该结构悬支式操作平台由定型化三角悬支架、平台纵梁、平台板、护栏和滑升动力系统组成，存在以下缺陷：结构复杂，安装不方便，实用性不高；结构尺寸较大，占用更多空间，耗材较高，也增加了节点质量。因此，其应用具有局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，通过对独柱墩桥梁在墩柱位置进行加固，提高其抗倾覆能力。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，该加固结构套设在墩柱上，所述的加固结构包括一下一上分别套设在墩柱上的下紧固环及上紧固环、一对对称设置在墩柱两侧的斜撑、一对分别设置在两个斜撑顶部的水平支撑平台、设置在水平支撑平台上的竖向支撑柱以及设置在竖向支撑柱顶部的支座，所述的斜撑的底部与下紧固环相连，两个水平支撑平台之间设有与上紧固环相适配的水平拉索。

进一步地，所述的下紧固环包括一对下紧固半环及多个下固定螺栓，两下紧固半环的两端均通过下固定螺栓可拆卸连接。两个下紧固半环通过下固定螺栓拼合连接形成下紧固环。下紧固环通过固定螺栓下固定螺栓固定于墩柱上，同时可通过调节下固定螺栓控制紧固程度。

进一步地，所述的下紧固半环上开设有斜撑固定凹槽，所述的斜撑的底部插设在斜撑固定凹槽内。

进一步地，所述的斜撑呈倾斜状，并且斜撑顶部与墩柱之间的距离大于斜撑底部与墩柱之间的距离。

进一步地，所述的斜撑包括一对并列设置的钢管。钢管优选为圆形钢管。斜撑的顶部与水平支撑平台焊接在一起。竖向支撑柱焊接于水平支撑平台上，上置支座用于支撑梁体。

进一步地，所述的上紧固环包括一对上紧固半环及多个上固定螺栓，两上紧固环的两端均通过上固定螺栓可拆卸连接。两个上紧固半环通过上固定螺栓拼合连接形成上紧固环。上紧固环通过上固定螺栓固定于墩柱上，同时可通过调节上固定螺栓控制紧固程度。

进一步地，所述的上紧固半环的两端均设有螺栓对接板，所述的螺栓对接板上开设有与上固定螺栓相适配的螺栓过孔，所述的上固定螺栓穿过螺栓过孔。

进一步地，所述的螺栓对接板上还开设有与水平拉索相适配的拉索过孔，所述的水平拉索穿过拉索过孔。水平支撑平台与拉索过孔处于同一水平位置，水平拉索穿过拉索过孔后连接两侧水平支撑平台。

进一步地，所述的水平支撑平台的两端均开设有与水平拉索相适配的拉索固定孔。水平拉索共设有两个，并位于墩柱的两侧，穿过上紧固环横桥向两侧的拉索过孔，固定于纵桥向两侧水平支撑平台预留的拉索固定孔内。两个水平拉索与两个水平支撑平台将墩柱围合在中间。

进一步地，所述的下紧固环的轴向长度为上紧固环轴向长度的3-5倍，优选为4倍。

优选地，所述的下紧固环、上紧固环、固定螺栓、水平支撑平台、斜撑、竖向支撑柱、水平拉索均为不锈钢结构。

本发明中，斜撑下端固定于下紧固环上，上端通过水平支撑平台固定竖向支撑柱，两根水平拉索横桥向布置于墩柱两侧，穿过上紧固环上的拉索过孔后固定于水平支撑平台顺桥向两侧的拉索固定孔中。当梁体承受车辆偏心荷载时，偏心荷载侧支座受压，同时对梁体施加向上的反作用力，提高独柱墩桥梁的抗倾覆能力。支座所受压力由水平拉索提供的水平力和斜撑提供的斜撑轴向的力平衡，到墩柱时使墩柱水平受压，竖向受向下摩擦力。独柱墩桥梁往往强度富余而抗倾覆能力不足，因此通过此加固结构提高独柱墩桥梁抗倾覆能力是可行的。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)本发明通过紧固件形成结构，并通过紧固环固定于墩柱上，可减少梁体受横向偏心荷载时桥墩所受弯矩，防止梁体发生倾覆。相比于传统加固结构，本发明结构构造简单且性能可靠，受力明确，充分利用材料受力性能。此外，本发明结构占地面积小，适用情况更为广阔。

2)根据受力特点采用更为简洁的加固结构，在保证加固效果的前提下，更为经济。

3)通过固定螺栓进行紧固，施工方便，易于安装，可大大减少工期。

附图说明

图1为实施例1中装配上紧固环前的加固结构主视示意图；

图2为实施例1中装配上紧固环前的加固结构左视示意图；

图3为实施例1中装配水平拉索前的加固结构主视示意图；

图4为实施例1中装配水平拉索前的加固结构左视示意图；

图5为实施例1中装配完成后的加固结构主视示意图；

图6为实施例1中装配完成后的加固结构左视示意图；

图中标记说明：

1—墩柱、2—下紧固环、3—上紧固环、4—下固定螺栓、5—斜撑、6—竖向支撑柱、7—水平拉索、8—支座、9—水平支撑平台、10—上固定螺栓、11—螺栓对接板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图5、图6所示的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，该加固结构套设在墩柱1上，加固结构包括一下一上分别套设在墩柱1上的下紧固环2及上紧固环3、一对对称设置在墩柱1两侧的斜撑5、一对分别设置在两个斜撑5顶部的水平支撑平台9、设置在水平支撑平台9上的竖向支撑柱6以及设置在竖向支撑柱6顶部的支座8，斜撑5的底部与下紧固环2相连，两个水平支撑平台9之间设有与上紧固环3相适配的水平拉索7。

其中，下紧固环2包括一对下紧固半环及多个下固定螺栓4，两下紧固半环的两端均通过下固定螺栓4可拆卸连接。下紧固半环上开设有斜撑固定凹槽，斜撑5的底部插设在斜撑固定凹槽内。

斜撑5呈倾斜状，并且斜撑5顶部与墩柱1之间的距离大于斜撑5底部与墩柱1之间的距离。斜撑5包括一对并列设置的钢管。

上紧固环3包括一对上紧固半环及多个上固定螺栓10，两上紧固环3的两端均通过上固定螺栓10可拆卸连接。上紧固半环的两端均设有螺栓对接板11，螺栓对接板11上开设有与上固定螺栓10相适配的螺栓过孔，上固定螺栓10穿过螺栓过孔。螺栓对接板11上还开设有与水平拉索7相适配的拉索过孔，水平拉索7穿过拉索过孔。水平支撑平台9的两端均开设有与水平拉索7相适配的拉索固定孔。

下紧固环2的轴向长度为上紧固环3轴向长度的3-5倍。

本加固结构的安装过程为：

(1)根据墩柱1直径选用相应尺寸的连接构件。

(2)将焊接好或工厂预制的竖向支撑柱6、带水平支撑平台9的斜撑5和下紧固环2组成的结构通过下固定螺栓4固定在墩柱1合适的位置，如图1、图2所示。

(3)通过上固定螺栓10将上紧固环3固定在使中心线与水平支撑平台9同一高度的位置，如图3、图4所示。

(4)将水平拉索7水平地穿过上紧固环3的拉索过孔后连接两侧水平支撑平台9，如图5、图6所示。

(5)根据情况在竖向支撑柱6上安装并调整支座8。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，该加固结构套设在墩柱(1)上，其特征在于，所述的加固结构包括一下一上分别套设在墩柱(1)上的下紧固环(2)及上紧固环(3)、一对对称设置在墩柱(1)两侧的斜撑(5)、一对分别设置在两个斜撑(5)顶部的水平支撑平台(9)、设置在水平支撑平台(9)上的竖向支撑柱(6)以及设置在竖向支撑柱(6)顶部的支座(8)，所述的斜撑(5)的底部与下紧固环(2)相连，两个水平支撑平台(9)之间设有与上紧固环(3)相适配的水平拉索(7)。

2.根据权利要求1所述的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，其特征在于，所述的下紧固环(2)包括一对下紧固半环及多个下固定螺栓(4)，两下紧固半环的两端均通过下固定螺栓(4)可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，其特征在于，所述的下紧固半环上开设有斜撑固定凹槽，所述的斜撑(5)的底部插设在斜撑固定凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，其特征在于，所述的斜撑(5)呈倾斜状，并且斜撑(5)顶部与墩柱(1)之间的距离大于斜撑(5)底部与墩柱(1)之间的距离。

5.根据权利要求1所述的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，其特征在于，所述的斜撑(5)包括一对并列设置的钢管。

6.根据权利要求1所述的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，其特征在于，所述的上紧固环(3)包括一对上紧固半环及多个上固定螺栓(10)，两上紧固环(3)的两端均通过上固定螺栓(10)可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，其特征在于，所述的上紧固半环的两端均设有螺栓对接板(11)，所述的螺栓对接板(11)上开设有与上固定螺栓(10)相适配的螺栓过孔，所述的上固定螺栓(10)穿过螺栓过孔。

8.根据权利要求7所述的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，其特征在于，所述的螺栓对接板(11)上还开设有与水平拉索(7)相适配的拉索过孔，所述的水平拉索(7)穿过拉索过孔。

9.根据权利要求8所述的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，其特征在于，所述的水平支撑平台(9)的两端均开设有与水平拉索(7)相适配的拉索固定孔。

10.根据权利要求1所述的一种提高桥梁抗倾覆能力的独柱墩加固结构，其特征在于，所述的下紧固环(2)的轴向长度为上紧固环(3)轴向长度的3-5倍。

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