CN112342896A - 一种独柱墩桥梁抗倾覆结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种独柱墩桥梁抗倾覆结构，包括设置在桥梁桥墩上的第一结构件和第二结构件，所述第一结构件和第二结构件环抱所述桥梁桥墩，所述第一结构件和第二结构件通过连接件固定连接；所述第一结构件和第二结构件的上端面均新增设置一个支点，分别为第一支点和第二支点，并在支点处设施可调高支座；该结构在提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的同时，不改变桥梁原有结构体系，不改变恒载的原有分配和局部受力，基本不增加基础负荷，保障新增支点长期使用过程中不脱空、耐久性。

Description

一种独柱墩桥梁抗倾覆结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种抗倾覆结构，尤其涉及一种独柱墩桥梁抗倾覆结构及其施工方法。

背景技术

随着行业规范关于独柱墩桥梁抗倾覆系数的明确，诸多早期建造且目前运营中的独柱墩桥梁难以满足抗倾覆性能要求，为保障桥梁安全，亟需进行相应的加固改造。但目前使用的方法多集中在（1）墩梁固结，将某个或几个中墩与主梁固结，以提高主梁抗倾覆性能，该方法改变原有结构体系，将倾覆问题转变为强度问题，原有桥墩的安全性无法保障；（2）增设桥墩支撑，即在边墩或中墩位置额外增加桥墩，同一支点处由单墩变为三墩，桥梁恒载分配及主梁局部受力发生较大变化，且因新增桥墩原因造成原有桥梁基础负荷显著增大；（3）增大桥墩截面+增加支点，因新增支点间距要求，桥墩截面增加较大，造成桥梁基础负荷显著增大；（4）增加钢结构盖梁但顶升原有主梁（恒载分配发生较大变化）或不顶升原有主梁（新增支点长期处于脱空状态，无法保障倾覆发生时发挥作用且受到主梁不停拍打严重影响耐久性）。

发明内容

本发明为了解决现有技术的不足，提供了一种独柱墩桥梁抗倾覆结构，该结构在提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的同时，不改变桥梁原有结构体系，不改变恒载的原有分配和局部受力，安装过程中不对既有主梁进行顶升，基本不增加基础负荷，保障新增支点长期使用过程中不脱空、耐久性。

本发明所采取的技术方案为：一种独柱墩桥梁抗倾覆结构，包括设置在桥梁桥墩上的第一结构件、第二结构件、新增第一支点和第二支点，所述第一结构件和第二结构件环抱所述桥梁桥墩，所述第一结构件和第二结构件通过连接件拼接；所述第一结构件和第二结构件上均设置有径向插入所述桥梁桥墩内的螺杆，所述螺杆设置有若干个，沿所述桥梁桥墩周向分布；桥梁桥墩与桥梁主梁之间存在固有支座，所述抗倾覆结构为第一结构件和第二结构件的上端面分别设置有第一支点和第二支点，支点处设置可调高支座，安装后与主梁密贴且具有一定预压力，安装时不进行主梁顶升；所述螺杆，在所述桥梁桥墩内打孔，将所述螺杆插入所述孔内，所述螺杆固定连接所述第一结构件及第二结构件；所述第一结构件和第二结构件均包括半环体和支撑体，所述半环体和所述支撑体一体设置，所述第一结构件和第二结构件的半环体通过连接件装配连接，第一结构件和第二结构件相对设置，第一结构件和第二结构件箍紧所述桥梁桥墩。

进一步的，所述支撑体上还设置有用于增强支撑体强度的加劲肋，所述加劲肋包括十字交叉的纵向肋和横向肋。

进一步的，所述第一结构件和第二结构件均为钢结构。

进一步的，所述第一支点和第二支点在主梁底面设置分配钢板。

进一步的，第一结构件和第二结构件上设置有连接螺杆的孔，连接螺杆的孔设置在环体壁上。

本发明还涉及一种独柱墩桥梁抗倾覆结构的施工方法，包括

S01 根据桥梁桥墩的结构尺寸制备第一结构件和第二结构件；

S02 探测桥梁桥墩内的钢筋分布，桥墩转孔，用于所述螺杆插入；

S03 根据桥梁桥墩的打孔位置分布，对应第一结构件和第二结构件连接螺杆的位置，并在第一结构件和第二结构件需要连接螺杆位置处开孔；

S04 吊装开孔后的第一结构件和第二结构件至桥梁桥墩上，临时固定在施工平台上；

S05 在桥墩所述钻孔内灌注胶黏材料，并将螺杆植入，胶黏材料固化后第一结构件、第二结构件与桥墩连为整体；

S06 通过连接件拼接第一结构件和第二结构件。

S07 在第一结构件和第二结构件对应位置即第一支点和第二支点处安装可调高支座，在不顶升主梁的情况下，通过支座自身调整高度与主梁密贴且具有一定预压力。

本发明所产生的有益效果包括：

（1）在不改变既有桥梁结构体系的前提下提升独柱墩桥梁抗倾覆性能。

（2）提升独柱墩桥梁抗倾覆性能的同时不顶升既有桥梁的主梁。

（3）基本不增加原有主梁支点处局部受力和桥墩基础受力。

（4）新增加支点处装置基本只在活载作用下发挥作用。

（5）新增加支点长期使用过程中与主梁不脱空，不产生拍打、异响。

附图说明

图1 本发明中独柱墩桥梁抗倾覆结构示意图；

图2 本发明中独柱墩桥梁抗倾覆结构俯视图；

图3 本发明中第一结构件或第二结构件示意图；

图中1、第一结构件，2、第二结构件，201、环体，202、支撑体，3、螺栓，4、连接件，5、第一可调高支座，6、第二可调高支座，7、固有支座，8、桥梁桥墩，9、主梁，10、桥梁桩基。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。

如图1-图3所示，一种独柱墩桥梁抗倾覆结构，包括第一结构件1、第二结构件2、螺杆3、连接件4和第一支点、第二支点。第一结构件1和第二结构件2设置在桥梁桥墩8上，所述第一结构件1和第二结构件2环抱所述桥梁桥墩8，所述第一结构件1和第二结构件2通过连接件4拼接；所述第一结构件1和第二结构件2上均设置有螺栓孔，通过螺杆3与桥墩8内连接。

既有桥梁由主梁9、支座7、桥墩8、基础10组成；所述第一结构件1和第二结构件2的上端面分别设置有抗倾覆结构新增第一支点和第二支点，所述第一支点和第二支点关于既有支座7对称分布，所述第一支点和第二支点上分别对应安装有第一可调高支座5和第二可调高支座6，第一可调高支座5和第二可调高支座6的上端面与所述既有桥梁主梁9密贴且具有预压力。所述螺杆3，在所述桥梁桥墩内打孔，将所述螺杆3插入所述桥墩8钻孔内，所述螺杆3固定连接所述第一结构件1及第二结构件2。

所述第一结构件1和第二结构件2均包括半环体201和支撑体202，所述半环体201和所述支撑体202一体设置，所述第一结构件1和第二结构件2的半环体201通过连接4拼接，第一结构件1和第二结构件2相对设置，第一结构件1和第二结构件2箍紧所述桥梁桥墩8。

在一些实施例中，所述支撑体202上还设置有用于增强支撑体202强度的加劲肋，所述加劲肋包括十字交叉的纵向肋和横向肋，支撑体202与环体201形成类Y型结构，第一结构件1的支撑体202和第二结构件2的支撑体202对称设置。

所述第一结构件1和第二结构件2均为钢结构。

本发明根据国家规范标准，通过力学模型计算分析独柱墩桥梁抗倾覆系数，确定需要加固改造的桥墩位置以及新增支点（第一支点、第二支点）与原有支点（固有支座的位置）的距离，以达到国家规范标准针对抗倾覆系数的要求，明确新增钢结构盖梁的结构形式和构造尺寸并进行工厂加工；对桥墩进行钢筋探测后调整钻孔位置并完成桥墩钻孔，现场完成钢结构盖梁（第一结构件1和第二结构件2）与桥墩连接板的配孔后进行安装；根据计算分析结果，在保障桥面汽车偏载作用下新增支点不脱空对应的变形量，使用自调节装置在不顶升原有主梁9的情况下，使新增第一支点和第二支点处的可调高支座与主梁9密贴并持有一定的预压力。

施工方法步骤为：

S01 根据桥梁桥墩8的结构尺寸制备第一结构件1和第二结构件2；

S02 探测桥梁桥墩8内的钢筋分布，桥墩8钻孔，用于所述螺杆插入；

S03 根据桥梁桥墩8的打孔位置分布，对应第一结构件1和第二结构件2连接螺杆的位置，并在第一结构件1和第二结构件2需要连接螺杆位置处钻孔；

S04 吊装开孔后的第一结构件1和第二结构件2至桥梁桥墩8上，并将第一结构件1和第二结构件2临时固定在施工平台上；

S05 在桥墩8所述钻孔内灌注胶黏材料，并将螺杆3植入，胶黏材料固化后第一结构件1、第二结构件2与桥墩8连为整体；

S06 通过连接件4固定连接第一结构件1和第二结构件2；

S07 在第一结构件和第二结构件对应位置即第一支点5和第二支点6处安装可调高支座，在不顶升主梁的情况下，通过支座自身调整高度与主梁9密贴且具有一定预压力。

S08 完成第一结构件1、第二结构件2、螺杆3、连接件4和支点的外露面涂装，解除施工措施，完成改造。

所述新增第一支点和第二支点支座为通过自身构造特点灌注流体材料调高，调整高度时不需要对主梁9进行顶升。

本发明有效提高独柱墩桥梁的抗倾覆性能；不对既有主梁9进行顶升，不改变原有桥梁的结构体系和恒载分配，避免引发次生病害；不增加基础10的负荷，工作量小且能够避免带来隐蔽工程的安全隐患；新增第一支点和第二支点处可调高支座长期使用过程中不脱空，避免主梁9在偏载作用下长期拍打造成异响且削弱其耐久性。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种独柱墩桥梁抗倾覆结构，其特征在于：包括设置在桥梁桥墩上的第一结构件、第二结构件、第一支点和第二支点，所述第一结构件和第二结构件环抱所述桥梁桥墩，所述第一结构件和第二结构件通过连接件拼接；所述第一结构件和第二结构件上均设置有径向插入所述桥梁桥墩内的螺杆，所述螺杆设置有若干个，沿所述桥梁桥墩周向分布；

桥梁桥墩与桥梁主梁之间存在固有支座，第一结构件和第二结构件的上端面分别设置有第一支点和第二支点，第一支点和第二支点处设置可调高支座，所述可调高支座安装后与主梁密贴且具有预压力；

在所述桥梁桥墩内打孔，将所述螺杆插入所述孔内，所述螺杆固定连接所述第一结构件及第二结构件；

所述第一结构件和第二结构件均包括半环体和支撑体，所述半环体和所述支撑体一体设置，所述第一结构件和第二结构件的半环体通过连接件装配连接，第一结构件和第二结构件相对设置，第一结构件和第二结构件箍紧所述桥梁桥墩。

2.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁抗倾覆结构，其特征在于：所述支撑体上还设置有用于增强支撑体强度的加劲肋，所述加劲肋包括十字交叉的纵向肋和横向肋。

3.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁抗倾覆结构，其特征在于：所述第一结构件和第二结构件均为钢结构。

4.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁抗倾覆结构，其特征在于：所述第一支点和第二支点关于所述固有支座对称分布，所述第一支点和第二支点处的可调高支座安装时对主梁的顶升作用力为零。

5.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁抗倾覆结构，其特征在于：第一结构件和第二结构件上设置有连接螺杆的孔，连接螺杆的孔设置在环体壁上。

6.一种基于权利要求1所述的独柱墩桥梁抗倾覆结构的施工方法，其特征在于：包括

S01 根据桥梁桥墩的结构尺寸制备第一结构件和第二结构件；

S02 探测桥梁桥墩内的钢筋分布，桥墩钻孔，用于所述螺杆插入；

S03 根据桥梁桥墩的打孔位置分布，对应第一结构件和第二结构件连接螺杆的位置，并在第一结构件和第二结构件需要连接螺杆位置处开孔；

S04 吊装开孔后的第一结构件和第二结构件至桥梁桥墩上，临时固定在施工平台上；

S05 在桥墩所述钻孔内灌注胶黏材料，并将螺杆植入，胶黏材料固化后第一结构件、第二结构件与桥墩连为整体；

S06 通过连接件拼接第一结构件和第二结构件；

S07 在第一结构件和第二结构件对应位置即第一支点和第二支点处安装可调高支座。

7.根据权利要求6所述的独柱墩桥梁抗倾覆结构的施工方法，其特征在于：所述可调高支座在对主梁的顶升作用力为零的情况下，通过支座自身调整高度与主梁密贴且具有预压力。

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