CN112359718A - 一种桥梁的护栏装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁的护栏装置及其施工方法，属于桥梁技术领域。本发明在桥体的两侧布置有横梁，横梁沿桥体长度方向布置且两端固定于两岸，横梁上设有护栏，横梁的中部套设有梁套；在桥拱内设有至少两个跨梁穿过桥拱，跨梁端部通过主拉杆连接于梁套上，通过次拉杆连接于横梁上，使主拉杆、次拉杆与梁套形成三角形结构；梁套上还连接有调节杆，所述调节杆的下端通过撑杆连接于跨梁的端部，使撑杆将横梁抵于桥拱内壁。本发明主要解决现有技术中需要对桥体或河道施工，才能完成桥梁护栏安装的技术问题，通过在桥拱内抵于桥拱内壁上，且护栏装置内部相互支撑相互牵制，因此不需要对桥体损坏施工，也不需要对河道施工，即可完成桥梁护栏安装。

Description

一种桥梁的护栏装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，尤其是一种桥梁的护栏技术领域。

背景技术

拱桥在我国拥有较长的历史，因此在我国境内拥有众多的拱桥，特别是传统的石拱桥，直至今日，这些石拱桥仍然广泛使用。如图1所示，传统的石拱桥,在桥体1下设有桥拱5，在桥体1的表面铺设有路面2，在路的两边设置有石头做的护栏，其中护栏包括有栏柱石3，在栏柱石3的顶部铺有护条石4，通过护条石4的重量压于栏柱石3上固定。该传统的石拱桥随着年度的久远，柱石3和护条石4都容易被风化，造成该护栏不再稳固，具有安全隐患，因此需要重新更换成钢材护栏时，需要在桥梁顶部或路面2钻孔，对桥体有损坏影响桥体的安全性。

中国发明专利申请，申请号为20200259509.3，公开日为2020年7月28，发明名称为一种小跨径垮工拱桥的加固结构及其方法，每个所述桥座靠近拱桥本体中部的一侧设置有加强座，两个所述加强座上支撑设置有拱架，所述拱架所呈弓形的背部设置有钢板，钢板与拱圈之间间隔设置形成腔室，所述腔室内设置有钢筋笼，腔室内浇注有混凝土。避免在加固的过程中造成拱圈损坏的效果。该专利虽然能够加固整个拱桥，但是其需要在每个所述桥座靠近拱桥本体中部的一侧设置有加强座，加强座需要在河道中设置，使得整个工程十分复杂。

在现有技术中，都需要对桥体或者河道施工。因此如何在既不对桥体施工又不在河道中施工，即可设置桥梁的护栏装置，成为本领域额待解决的技术问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种桥梁的护栏装置及其施工方法，主要解决现有技术中需要对桥体或河道施工，才能完成桥梁护栏安装的技术问题，通过在桥拱内抵于桥拱内壁上，且护栏装置内部相互支撑相互牵制，因此不需要对桥体损坏施工，也不需要对河道施工，即可完成桥梁护栏安装。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的桥梁的护栏装置，在桥体的两侧布置有横梁，所述横梁沿桥体长度方向布置且两端固定于两岸，所述横梁上设有护栏，所述横梁的中部套设有梁套；在桥拱内设有至少两个跨梁穿过桥拱，所述跨梁端部通过主拉杆连接于梁套上，通过次拉杆连接于横梁上，使主拉杆、次拉杆与梁套形成三角形结构；所述梁套上还连接有调节杆，所述调节杆的下端通过撑杆连接于跨梁的端部，使撑杆将横梁抵于桥拱内壁。

相比于现有技术而言，现有桥梁宽度较为狭窄因此不宜将横梁直接铺设在桥体表面，固本发明专利将横梁铺设于桥体的两侧并紧邻桥体的边部，将桥体和横梁分开，不占用原有桥体宽度且原有的石柱等也可充分利用作为桥面道路使用，增加桥体表面的通过率；而横梁上设置护栏等部件便于人员行走，可以保证人车分流。因此为确保横梁的稳定性，该横梁的两端需要固定在桥梁两端的桥岸上，所以本专利适用于小跨度的拱桥的改造。横梁的两端固定中间悬空，需要设置支撑体系将横梁的中部支撑；因此为了避免对横梁的损坏，在横梁的中部套设有梁套；跨梁穿过桥拱且最终抵于桥拱内壁，只需要将以跨梁为主的诸多拉杆连接在一起，从而使其相互之间的拉扯力作用于桥拱的内壁上，从而确保无需在桥梁上钻孔或打洞，也不会在河道中进行施工。主拉杆、次拉杆与梁套形成三角形结构保证了横梁与跨梁之间的连接稳靠性且不易损坏。其中本专利通过主拉杆、次拉杆、调节杆和撑杆之间的牵扯作用，从而将跨梁始终保持抵于桥拱内壁的趋势，对横梁起到支撑作用。由于本发明的结构，当横梁的中部称重向下时，通过撑杆将力分解到跨梁上，使跨梁紧贴于桥拱内壁，从而反向对横梁起到支撑作用，从而起到对横梁中段的支撑作用。

进一步地，所述梁套上设有套铰点，所述桥拱内设有两个跨梁，所述跨梁的端部设为拉铰点，所述主拉杆的一端铰接于套铰点，另一端连接于拉铰点；所述横梁的端部至梁套之间的区域上设有梁铰点，所述次拉杆的一端铰接于拉铰点，另外一端铰接于梁铰点；所述调节杆的上端铰接于套铰点，所述调节杆的下端铰接有两撑杆，所述撑杆铰接于拉铰点。通过各铰接点将主拉杆、次拉杆、调节杆和撑杆连接，使其能相对于铰接点转动，从而一方面便于主拉杆、次拉杆、调节杆和撑杆之间的调整，避免相互干涉或应力集中。而两个跨梁的设置刚好可以与横梁中部的两套相互支撑成三角形结构，形成更加稳定的支撑体系；同时每个跨梁与横梁之间又通过拉杆构成三角形连接关系，使整个支撑体系更加的稳靠，避免使用过程中发生事故。

进一步地，所述调节杆与两撑杆铰接于撑铰点，使所述调节杆与撑杆之间以撑铰点为中心转动；所述调节杆被分为两段，所述调节杆的上段连接于套铰点，所述调节杆的下段连接于撑铰点，所述调节杆的上段与下段通过调节套连接，且所述调节套可调节上段与下段之间的相对位置，来调节横梁抵于桥拱内壁的张紧。调节套的转动能够控制调节杆的上段与下段之间的距离，从而使得调节杆下端的撑铰点上升或下降，同时可调节撑杆对拉铰点的作用力，以此来调节横梁抵于桥拱内壁的张紧，因此本发明可再初始阶段对调节套的位置进行设定，然后根据桥梁中防护栏的称重等变化情况，通过对调节套的位置来使横梁紧贴于桥拱内壁，从而保持其张紧程度，保证该装置的力抵于桥拱内壁并支撑起横梁中部的重量。

进一步地，所述跨梁设于梁套与梁铰点之间的横梁下方，且所述跨梁设于桥拱的1/4拱形位置处；所述撑铰点在竖直方向上布置于拉铰点与横梁之间。该桥拱的1/4拱形位置处，保障跨梁在此次更能作用力在桥拱上，且与桥拱之间保持较好的贴合关系，起到对横梁的支撑作用。撑铰点在竖直方向上布置于拉铰点与横梁之间，才能确保撑杆作用力在跨梁上时，能够将跨梁所受的力作用于桥拱的内壁上，且当横梁向下作用力时，会使撑铰点向下移动一定距离时，仍然能对跨梁起到支撑。

进一步地，所述主拉杆与次拉杆之间设为直角；所述主拉杆与横梁之间的夹角大于次拉杆与与横梁之间的夹角，使主拉杆的长度小于次拉杆的长度。该结构能够确保主拉杆、次拉杆与横梁之间的三角形稳靠，且能够尽可能保证跨梁上的力分解到横梁的两端，避免整个桥梁上的力都集中在横梁中部，而是分散到横梁的两端以及桥拱的内壁，确保整个横梁的支撑结构受力更均匀。

进一步地，所述次拉杆连接梁铰点的端部处设有长条孔，使次拉杆的端部能相对于该梁铰点移动一定距离；便于通过次拉杆端部的长条孔调节其与梁铰之间的距离；从而可调节主拉杆与次拉杆之间夹角、主拉杆与横梁之间的夹角、次拉杆与与横梁之间的夹角；确保跨梁与桥拱内壁达到最佳支撑位置。

本发明的桥梁的护栏装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤1：沿桥体的两侧架设横梁，将梁套套设于横梁上，再将横梁的两端固定于两岸；

步骤2：在梁套的套铰点处铰接调节杆和两主拉杆，在横梁上的两梁铰点处分别铰接次拉杆；在调节杆的下端铰接两撑杆；

步骤3：在桥拱中穿过跨梁，在桥体的两侧，分别将跨梁两端铰接主拉杆、次拉杆和撑杆；

步骤4、调节调节杆上的调节套，使撑杆支撑跨梁抵于桥拱内壁；同时调整次拉杆的端部连接梁铰点的位置，确保所述主拉杆与次拉杆之间设为直角，所述主拉杆与横梁之间的夹角大于次拉杆与与横梁之间的夹角。

相对于现有技术而言，不需要对桥体钻孔打洞，也不需要在河道中进行施工假设支座等，该方法操作简便，只需要将各个拉杆与横梁、跨梁连接在一起，并调节好相对位置即可，整个方法操作极为简便，施工工期短，安装和施工效率极高，大大地节约了施工成本。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的桥梁的护栏装置及其施工方法，主要解决现有技术中需要对桥体或河道施工，才能完成桥梁护栏安装的技术问题，通过在桥拱内抵于桥拱内壁上，且护栏装置内部相互支撑相互牵制，因此不需要对桥体损坏施工，也不需要对河道施工，即可完成桥梁护栏安装。

2、本发明的桥梁的护栏装置及其施工方法，通过主拉杆、次拉杆、调节杆和撑杆之间的牵扯作用，从而将跨梁始终保持抵于桥拱内壁的趋势，对横梁起到支撑作用。当横梁的中部称重向下时，通过撑杆将力分解到跨梁上，使跨梁紧贴于桥拱内壁，从而反向对横梁起到支撑作用，从而起到对横梁中段的支撑作用。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是现有拱桥的示意图；

图2是本发明桥梁的护栏装置结构示意图。

图中标记：1-桥体、2-路面、3-栏柱石、4-护条石、5-桥拱；6-横梁、7-护栏、8-梁套、9-调节套、10-撑铰点、11-拉铰点、12-跨梁、13-次拉杆、14-梁铰点、15-调节杆、16-撑杆、17-主拉杆、18-套铰点。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图2所示，本发明的桥梁的护栏装置，在桥体1的两侧布置有横梁6，所述横梁6沿桥体1长度方向布置且两端固定于两岸，所述横梁6上设有护栏7，所述横梁6的中部套设有梁套8；在桥拱5内设有至少两个跨梁12穿过桥拱5，所述跨梁12设于梁套8与梁铰点14之间的横梁6下方，且所述跨梁12设于桥拱5的1/4拱形位置处；跨梁12端部通过主拉杆17连接于梁套8上，通过次拉杆13连接于横梁6上，使主拉杆17、次拉杆13与梁套8形成三角形结构；所述梁套8上还连接有调节杆15，所述调节杆15的下端通过撑杆16连接于跨梁12的端部，使撑杆16将横梁6抵于桥拱5内壁。具体地：所述梁套8上设有套铰点18，所述桥拱5内设有两个跨梁12，所述跨梁12的端部设为拉铰点11，所述主拉杆17的一端铰接于套铰点18，另一端连接于拉铰点11；所述横梁6的端部至梁套8之间的区域上设有梁铰点14，所述次拉杆13的一端铰接于拉铰点11，：所述次拉杆13连接梁铰点14的端部处设有长条孔，使次拉杆13的端部能相对于该梁铰点14移动一定距离；另外一端铰接于梁铰点14；所述调节杆15的上端铰接于套铰点18，所述调节杆15的下端铰接有两撑杆16，所述调节杆15与两撑杆16铰接于撑铰点10，使所述调节杆15与撑杆16之间以撑铰点10为中心转动；述调节杆15被分为两段，所述调节杆15的上段连接于套铰点18，所述调节杆15的下段连接于撑铰点10，所述撑铰点10在竖直方向上布置于拉铰点11与横梁6之间；所述调节杆15的上段与下段通过调节套9连接，且所述调节套9可调节上段与下段之间的相对位置，来调节横梁6抵于桥拱5内壁的张紧；所述撑杆16铰接于拉铰点11。所述主拉杆17与次拉杆13之间设为直角；所述主拉杆17与横梁6之间的夹角大于次拉杆13与与横梁6之间的夹角，使主拉杆17的长度小于次拉杆13的长度。

本发明专利将横梁铺设于桥体的两侧并紧邻桥体的边部，将桥体和横梁分开，不占用原有桥体宽度且原有的石柱等也可充分利用作为桥面道路使用，增加桥体表面的通过率；而横梁上设置护栏等部件便于人员行走，可以保证人车分流。因此为确保横梁的稳定性，该横梁的两端需要固定在桥梁两端的桥岸上，所以本专利适用于小跨度的拱桥的改造。横梁的两端固定中间悬空，需要设置支撑体系将横梁的中部支撑；因此为了避免对横梁的损坏，在横梁的中部套设有梁套；跨梁穿过桥拱且最终抵于桥拱内壁，只需要将以跨梁为主的诸多拉杆连接在一起，从而使其相互之间的拉扯力作用于桥拱的内壁上，从而确保无需在桥梁上钻孔或打洞，也不会在河道中进行施工。主拉杆、次拉杆与梁套形成三角形结构保证了横梁与跨梁之间的连接稳靠性且不易损坏。其中本专利通过主拉杆、次拉杆、调节杆和撑杆之间的牵扯作用，从而将跨梁始终保持抵于桥拱内壁的趋势，对横梁起到支撑作用。由于本发明的结构，当横梁的中部称重向下时，通过撑杆将力分解到跨梁上，使跨梁紧贴于桥拱内壁，从而反向对横梁起到支撑作用，从而起到对横梁中段的支撑作用。

本发明的桥梁的护栏装置的施工方法包括如下步骤：

步骤1：沿桥体1的两侧架设横梁6，将梁套8套设于横梁6上，再将横梁6的两端固定于两岸；

步骤2：在梁套8的套铰点18处铰接调节杆15和两主拉杆17，在横梁6上的两梁铰点14处分别铰接次拉杆13；在调节杆15的下端铰接两撑杆16；

步骤3：在桥拱5中穿过跨梁12，在桥体1的两侧，分别将跨梁12两端铰接主拉杆17、次拉杆13和撑杆16；

步骤4、调节调节杆15上的调节套9，使撑杆16支撑跨梁12抵于桥拱5内壁；同时调整次拉杆13的端部连接梁铰点14的位置，确保所述主拉杆17与次拉杆13之间设为直角，所述主拉杆17与横梁6之间的夹角大于次拉杆13与与横梁6之间的夹角。

本发明的方法不需要对桥体钻孔打洞，也不需要在河道中进行施工假设支座等，该方法操作简便，只需要将各个拉杆与横梁、跨梁连接在一起，并调节好相对位置即可，整个方法操作极为简便，施工工期短，安装和施工效率极高，大大地节约了施工成本。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种桥梁的护栏装置，其特征在于：在桥体(1)的两侧布置有横梁(6)，所述横梁(6)沿桥体(1)长度方向布置且两端固定于两岸，所述横梁(6)上设有护栏(7)，所述横梁(6)的中部套设有梁套(8)；在桥拱(5)内设有至少两个跨梁(12)穿过桥拱(5)，所述跨梁(12)端部通过主拉杆(17)连接于梁套(8)上，通过次拉杆(13)连接于横梁(6)上，使主拉杆(17)、次拉杆(13)与梁套(8)形成三角形结构；所述梁套(8)上还连接有调节杆(15)，所述调节杆(15)的下端通过撑杆(16)连接于跨梁(12)的端部，使撑杆(16)将横梁(6)抵于桥拱(5)内壁。

2.如权利要求1所述的桥梁的护栏装置，其特征在于：所述梁套(8)上设有套铰点(18)，所述桥拱(5)内设有两个跨梁(12)，所述跨梁(12)的端部设为拉铰点(11)，所述主拉杆(17)的一端铰接于套铰点(18)，另一端连接于拉铰点(11)；所述横梁(6)的端部至梁套(8)之间的区域上设有梁铰点(14)，所述次拉杆(13)的一端铰接于拉铰点(11)，另外一端铰接于梁铰点(14)；所述调节杆(15)的上端铰接于套铰点(18)，所述调节杆(15)的下端铰接有两撑杆(16)，所述撑杆(16)铰接于拉铰点(11)。

3.如权利要求2所述的桥梁的护栏装置，其特征在于：所述调节杆(15)与两撑杆(16)铰接于撑铰点(10)，使所述调节杆(15)与撑杆(16)之间以撑铰点(10)为中心转动；所述调节杆(15)被分为两段，所述调节杆(15)的上段连接于套铰点(18)，所述调节杆(15)的下段连接于撑铰点(10)，所述调节杆(15)的上段与下段通过调节套(9)连接，且所述调节套(9)可调节上段与下段之间的相对位置，来调节横梁(6)抵于桥拱(5)内壁的张紧。

4.如权利要求2或3所述的桥梁的护栏装置，其特征在于：所述跨梁(12)设于梁套(8)与梁铰点(14)之间的横梁(6)下方，且所述跨梁(12)设于桥拱(5)的1/4拱形位置处；所述撑铰点(10)在竖直方向上布置于拉铰点(11)与横梁(6)之间。

5.如权利要求4所述的桥梁的护栏装置，其特征在于：所述主拉杆(17)与次拉杆(13)之间设为直角；所述主拉杆(17)与横梁(6)之间的夹角大于次拉杆(13)与与横梁(6)之间的夹角，使主拉杆(17)的长度小于次拉杆(13)的长度。

6.如权利要求4所述的桥梁的护栏装置，其特征在于：所述次拉杆(13)连接梁铰点(14)的端部处设有长条孔，使次拉杆(13)的端部能相对于该梁铰点(14)移动一定距离。

7.一种桥梁的护栏装置的施工方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤1：沿桥体(1)的两侧架设横梁(6)，将梁套(8)套设于横梁(6)上，再将横梁(6)的两端固定于两岸；

步骤2：在梁套(8)的套铰点(18)处铰接调节杆(15)和两主拉杆(17)，在横梁(6)上的两梁铰点(14)处分别铰接次拉杆(13)；在调节杆(15)的下端铰接两撑杆(16)；

步骤3：在桥拱(5)中穿过跨梁(12)，在桥体(1)的两侧，分别将跨梁(12)两端铰接主拉杆(17)、次拉杆(13)和撑杆(16)；

步骤4、调节调节杆(15)上的调节套(9)，使撑杆(16)支撑跨梁(12)抵于桥拱(5)内壁；同时调整次拉杆(13)的端部连接梁铰点(14)的位置，确保所述主拉杆(17)与次拉杆(13)之间设为直角，所述主拉杆(17)与横梁(6)之间的夹角大于次拉杆(13)与与横梁(6)之间的夹角。

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