CN112431123A - 一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法 - Google Patents

一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112431123A
CN112431123A CN202011516563.8A CN202011516563A CN112431123A CN 112431123 A CN112431123 A CN 112431123A CN 202011516563 A CN202011516563 A CN 202011516563A CN 112431123 A CN112431123 A CN 112431123A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel plate
pier
steel
facility
shaped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011516563.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112431123B (zh
Inventor
莫利君
陈华
颜廷舟
丁望星
张巍
郭峰祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Provincial Communications Planning And Design Institute Co ltd
Original Assignee
Hubei Provincial Communications Planning And Design Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Provincial Communications Planning And Design Institute Co ltd filed Critical Hubei Provincial Communications Planning And Design Institute Co ltd
Priority to CN202011516563.8A priority Critical patent/CN112431123B/zh
Publication of CN112431123A publication Critical patent/CN112431123A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112431123B publication Critical patent/CN112431123B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/02—Piers; Abutments ; Protecting same against drifting ice
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00—Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/08—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways

Abstract

本发明公开了一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法，该设施主要由预埋钢筋（1）、固定槽形钢板（2）、滑动钢板‑橡胶组合件（3）、钢套筒（4）和环形钢筋混凝土柱（5）组成。本设施设在垂直于桥墩高度方向固定于桥墩外侧，沿桥墩高度方向能竖向移动，当桥墩处因冲刷导致地面下降时，本设施能随之下降至新的地面位置，保证桥墩防撞设施始终位于桥墩地面之上，避免出现常规的固定型桥墩防撞设施因冲刷导致桥墩防撞设施与地面之间出现脱空现象，致使桥墩防撞设施失效、桥墩无防撞装置保护的情况出现。本发明适用于冲刷地区的桥墩，在桥墩处的地面因冲刷不断下降时，桥墩防撞设施能始终处于桥墩地面之上，保证桥墩防撞设施的有效性。

Description

一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法
技术领域
本发明属于桥梁结构技术领域，具体涉及了一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法。
背景技术
公路交通的建设对山区经济的发展具有深远的意义，在加速物流、促进工业和城市化进程、改善旅行条件、加快沿线地区经济发展发挥着重要作用。我国地形复杂多样，山区面积广大，山区的面积占全国陆地面积的2/3，因此，山区公路众多。山区公路具有山高谷深，高差大，地形、地质复杂的特点；众多桥梁跨越深谷、冲沟，部分桥墩位于深谷底或冲沟底，桥墩需要设置防撞设施，保证墩身的安全。
目前所采用的桥墩防撞设施为在桥墩外增加固定的桥墩保护设施，保护桥墩免受滚石、泥石流等的破坏。研究人员对于桥墩保护设施也提出了不少方案，例如中国专利号为201520622994.0公开了一种新型桥墩防船撞装置，包括套设在桥墩外部的内层钢板，还包括套设在内层钢板外部的外层钢板，内层钢板和外层钢板构成密闭的钢套箱，内层钢板和外层钢板之间设置有加筋板，内层钢板和外层钢板之间还通过纵向隔板分隔为多个舱室，各个舱室顶部设置有注水调节口，内层钢板朝向桥墩的一面设置有弹性装置。又如中国专利号为201721367294.7公开了一种带有旋转防撞保护装置的桥墩，包括桥墩、减震弹簧、防撞保护垫、防撞钢板层、高阻尼混凝土树脂胶混合层、支撑柱、聚氨酯泡沫缓冲层、滚动转轴和吸震器，从内侧至外侧依次是桥墩、高阻尼混凝土树脂胶混合层、吸震器、滚动转轴、聚氨酯泡沫缓冲层、防撞钢板层、防撞保护垫，所述吸震器设置在支撑柱上，聚氨酯泡沫缓冲层中设置有缓冲耗能材料，防撞保护垫中设置有减震弹簧。再如中国专利号为201921998252.2公开了了一种桥墩柱防撞保护装置，属于路桥交通安全设施领域，包括桥墩柱子、内圈连接固定软钢板、外圈连接固定防撞钢板，所述桥墩柱子的外层设置内圈连接固定软钢板，内圈连接固定软钢板的外圈设置外圈连接固定防撞钢板，内圈连接固定软钢板和外圈连接固定防撞钢板之间设置若干内置减震耗能连接弹簧、外圈钢板切接曲面板和内圈钢板切接曲面板，内圈连接固定软钢板和外圈连接固定防撞钢板之间的区域内设置撞击挤压耗能缓冲介质，外圈连接固定防撞钢板的外层设置软质防撞缓冲垫。
类似的桥墩防撞保护装置的技术方案还有很多，不过据发明人研究发现，目前针对桥墩防撞保护装置的研究，基本上都是集中在如何提高缓冲释放撞击作用力。但是在山区中，随着深谷、冲沟被雨水不断冲刷，深谷、冲沟的地面不断下降，与地面相接的桥墩防撞设施将逐渐与地面分离，与地面之间的距离逐渐增加，出现桥墩防撞设施与地面之间出现脱空的现象，致使桥墩防撞设施失效、桥墩无防撞设施保护。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的技术空白，提出了一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法。本发明的桥墩防撞设施在垂直于桥墩高度方向固定于桥墩外侧，而在沿桥墩高度方向能向下移动，当桥墩处因冲刷地面下降时，本桥墩防撞设施能随之下降至新的地面位置，保证桥墩防撞设施始终与桥墩处地面相邻，保证桥墩防撞设施一直处于有效状态。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种冲刷地区的桥墩防撞设施，主要由预埋钢筋、固定槽形钢板、滑动钢板-橡胶组合件、钢套筒和环形钢筋混凝土柱组成；所述的预埋钢筋的一端在桥墩施工时预埋在桥墩墩身内，待桥墩施工完成后，另一端沿桥墩高度方向弯折；所述的固定槽形钢板采用钢板通过机械加工形成槽形，与预埋钢筋焊接于桥墩墩身外侧；所述的滑动钢板-橡胶组合件包括组合钢板和橡胶块，其中，组合钢板为由5块钢板焊接成H形和倒T形的组合构件，在组合钢板上粘结橡胶块，将所述的滑动钢板-橡胶组合件从固定槽形钢板的顶部插入固定槽形钢板内；所述的钢套筒采用钢板焊接而成，钢板分别于每个滑动钢板-橡胶组合件的最外侧钢板两端焊接，最后将钢板两端焊接成整体，形成闭合的钢套筒；钢套筒外浇筑一定厚度的环形钢筋混凝土柱，形成桥墩防撞设施。
作为本发明的进一步说明，所述的预埋钢筋的预埋范围和固定槽形钢板的长度为桥墩防撞设施的高度和桥梁设计使用年限内的总冲刷深度之和；所述的滑动钢板-橡胶组合件、钢套筒和环形钢筋混凝土柱的高度为桥墩防撞设施的高度。
作为本发明的进一步说明，所述的预埋钢筋、固定槽形钢板和滑动钢板-橡胶组合件均沿桥墩墩身外侧等间距布置，布置间距为30～45cm。
作为本发明的进一步说明，所述的预埋钢筋采用直径14～16mm、长度35～40cmHRB400钢筋，预埋前将钢筋弯折成L形，L形短边顺着箍筋方向焊接在墩身钢筋上，焊接长度为10d，d为预埋钢筋的直径；墩身施工完后，将露在墩身外的钢筋顺着桥墩高度方向弯折，与固定槽形钢板焊接，焊接长度为10d，d为预埋钢筋的直径，预埋钢筋沿桥墩高度方向间距为30～35cm；所述的预埋钢筋沿桥墩高度方向布设的范围为桥墩防撞设施的高度和桥梁设计使用年限内的总冲刷深度之和。
作为本发明的进一步说明，所述的固定槽形钢板采用宽度13.5cm、厚度4mm的Q345（钢材屈服强度为345MPa）钢板，沿钢板宽度方向弯折成断面尺寸为4.9cm×3.4cm、倒角半径0.65cm、缺口宽度1.6cm的槽形；所述的固定槽形钢板的长度为桥墩防撞设施的高度和桥梁设计使用年限内的总冲刷深度之和。
作为本发明的进一步说明，所述的组合钢板包括4块宽2.4cm钢板和1块宽4.0cm钢板，钢板厚度均为4mm，钢板的长度与桥墩防撞设施的高度相同；将3块宽2.4cm的钢板焊接成H形，并将1块2.4cm的钢板焊接在H形的中间，再将1块宽4.0cm的钢板焊接在最后1块2.4cm钢板的最外端，形成组合钢板；所述的橡胶块采用天然橡胶或氯丁橡胶，同一横断面内包括3块，其中：1块位于H形钢板上端缺口内，断面尺寸为2.4cm×1.0cm，另外2块位于H形钢板外侧与固定槽形钢板之间的空隙内，断面尺寸为2.4×0.3cm，并在邻近固定槽形钢板的两个直角切成半径为0.35cm圆角；橡胶块的长度与桥墩防撞设施的高度相同。
进一步的，组合钢板和橡胶块之间采用冷粘胶粘结，具体的粘结步骤为：1）对钢板与橡胶块进行打磨处理；2）对钢板粘接部位使用清洗剂金属清洗处理；3）在钢板表面涂刷一层金属处理剂；4）将胶水进行混合搅拌之后，涂刷在钢板以及橡胶粘接面，干燥之后再涂刷一遍；5）待胶水略粘手指背的时候，将橡胶贴合在钢板表面，使用橡胶锤捶打结实。
进一步，所述的滑动钢板-橡胶组合件的外轮廓尺寸比固定槽形钢板的内轮廓尺寸小1mm，保证滑动钢板-橡胶组合件能从固定槽形钢板的顶面插入，且能在固定槽形钢板中水平固定、竖向滑动。
作为本发明的进一步说明，所述的钢套筒采用厚度为3mm的钢板，首先与桥墩墩身外侧的一个滑动钢板-橡胶组合件的最外侧钢板的两端沿桥墩高度方向焊接，再绕着桥墩墩身外侧，逐一与桥墩墩身外侧的所有滑动钢板-橡胶组合件的最外侧钢板的两端沿桥墩高度方向焊接，最后将钢板两端焊接形成闭合钢套筒。
作为本发明的进一步说明，所述的环形钢筋混凝土柱的厚度为20～50cm，具体的厚度根据桥墩的撞击力大小确定；环形钢筋混凝土柱的混凝土强度与桥墩的混凝土强度相同；在环形钢筋混凝土柱的外侧布置一层至两层间距10～15cm、直径25～28mm的HRB400竖向主筋及直径10mm HPB300的螺旋形箍筋，两层钢筋网的间距为10～15cm。
一种上述的冲刷地区的桥墩防撞设施的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：根据地形、地质、水文等资料计算设计使用年限内桥墩处的总冲刷深度L；
步骤二：根据地形、地质、水文等资料计算桥墩防撞设施的厚度D和高度H；
步骤三：将需要设置防撞设施的桥墩地面开挖，开挖深度为总冲刷深度L；将桩柱式桥墩的桩基顶面或桩基接承台的承台顶面埋置在地面以下L处；从桩基顶面或承台顶面以上H+L的墩身高度范围内，沿桥墩高度方向按间距30～35cm、沿桥墩截面外侧（垂直桥墩高度方向）按间距30～45cm，预埋直径为14～16mm、长度为35～40cm的HRB400钢筋，预埋前将钢筋弯折成L形，L形短边长度为16～18cm，L形短边与桥墩内的箍筋焊接，焊接长度不小于10d，d为钢筋直径；待桥墩施工完成后，将桥墩墩身外侧的预埋钢筋顺着桥墩高度方向弯折；
步骤四：将长度为L+H、宽度为13.5cm、厚度4mm的Q345（钢材屈服强度为345MPa）钢板，沿钢板宽度方向弯折成断面尺寸为4.9cm×3.4cm、倒角半径0.65cm、缺口宽度1.6cm的槽形，槽形钢板的长度为L+H，将固定槽形钢板焊接在预埋钢筋外露在墩身外侧的钢筋上，焊接长度为10d，d为钢筋直径；
步骤五：将3块长H、宽2.4cm、厚4mm的Q345钢板焊接成H形组合钢板，再在H形组合钢板中间焊接1块长H、宽2.4cm、厚4mm的Q345钢板，并在H形组合钢板中间那块钢板的下端焊接1块长H、宽4.0cm、厚4mm的Q345钢板，组成H形加T形组合钢板；将长H、宽2.4cm、厚1.0cm的天然橡胶或氯丁橡胶块粘贴在H形钢板未焊接钢板的一侧凹槽内；将2块长H、宽2.4cm、厚0.3cm长方体外侧两直角切成半径为0.35cm圆角的天然橡胶或氯丁橡胶块粘贴H形钢板的外侧，形成滑动钢板-橡胶组合件；
组合钢板和橡胶块之间采用冷粘胶粘结，具体的粘结步骤为：
1）对钢板与橡胶进行打磨处理，
2）对钢板粘接部位使用清洗剂金属清洗处理，
3）在钢板表面涂刷一层金属处理剂，
4）将胶水进行混合搅拌之后，涂刷在钢板以及橡胶粘接面，干燥之后再涂刷一遍，
5）待胶水略粘手指背的时候，将橡胶贴合在钢板表面，使用橡胶锤捶打结实。
步骤六：将滑动钢板-橡胶组合件从固定槽形钢板顶端插入固定槽形钢板内；
步骤七：将高度为H、长度为2π（R+d+4.9）cm、厚度3mm的Q345钢板沿桥墩墩身周长方向分别与滑动钢板-橡胶组合件的最外侧钢板的两端焊接，使钢板逐渐与桥墩的外形相同，最后将钢板的长度方向的两个边焊接，形成闭合的钢套筒；其中，R为桥墩墩身半径；
若为矩形墩，则钢板的长度为2（a+b+4（d+4.9））cm，其中，a、b为矩形的两个边长；
步骤八：在钢套筒的外侧绑扎一至两层间距10～15cm、直径25～28mm的HRB400竖向主筋及直径10mm HPB300的螺旋形箍筋，两层钢筋网的间距为10～15cm；再浇筑高度为H、厚度为D的环形钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级与墩身的混凝土强度等级相同。
本发明的优点：
1.本发明为位于深沟底、冲沟底，因冲刷而地面不断降低的桥墩提供了一种桥墩防撞设施，该防撞设施能随着地面的降低而随之移动，保证桥墩防撞设施的有效性。
2.本发明的冲刷地区的桥墩防撞设施，满足桥梁使用寿命期的冲刷深度的变化，使桥墩防撞设施一直处于有效状态。
3.本发明的冲刷地区的桥墩防撞设施包含橡胶及组合钢构件，是一种具有一定的缓冲耗能的桥墩防撞设施，比常规的环形混凝土柱对桥墩的保护作用更好。
附图说明
图1是本发明一实施例的横断面示意图。
图2是本发明一实例中预埋钢筋、固定槽形钢板、滑动钢板-橡胶组合件及钢套筒的大样图。
图3是本发明一实施例桥梁刚建设完成时的桥墩立面示意图。
图4是本发明一实施例桥梁运用若干年后，地面冲刷下降一定高度后的桥墩立面示意图。
附图标记：1-预埋钢筋，2-固定槽形钢板，3-滑动钢板-橡胶组合件，31-组合钢板，32-橡胶块，4-钢套筒，5-环形钢筋混凝土柱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1-4所示，一种冲刷地区的桥墩防撞设施，主要由预埋钢筋1、固定槽形钢板2、滑动钢板-橡胶组合件3、钢套筒4和环形钢筋混凝土柱5组成。
所述的预埋钢筋1的一端在桥墩施工时预埋在桥墩墩身内，待桥墩施工完成后，另一端沿桥墩高度方向弯折；所述的固定槽形钢板2采用钢板通过机械加工形成槽形，与预埋钢筋1焊接于桥墩墩身外侧；所述的滑动钢板-橡胶组合件3包括组合钢板31和橡胶块32，其中，组合钢板31为由5块钢板焊接成H形和倒T形的组合构件，在组合钢板31上粘结橡胶块32，将所述的滑动钢板-橡胶组合件3从固定槽形钢板2的顶部插入固定槽形钢板2内；所述的钢套筒4采用钢板焊接而成，钢板分别于每个滑动钢板-橡胶组合件3的最外侧钢板两端焊接，最后将钢板两端焊接成整体，形成闭合的钢套筒；钢套筒4外浇筑一定厚度的环形钢筋混凝土柱5，形成桥墩防撞设施。
所述的预埋钢筋1的预埋范围和固定槽形钢板2的长度为桥墩防撞设施的高度和桥梁设计使用年限内的总冲刷深度之和；所述的滑动钢板-橡胶组合件3、钢套筒4和环形钢筋混凝土柱5的高度为桥墩防撞设施的高度。
所述的预埋钢筋1、固定槽形钢板2和滑动钢板-橡胶组合件3均沿桥墩墩身外侧等间距布置，布置间距为30～45cm。
所述的滑动钢板-橡胶组合件3的外轮廓尺寸比固定槽形钢板2的内轮廓尺寸小1mm，保证滑动钢板-橡胶组合件3能从固定槽形钢板2的顶面插入，且能在固定槽形钢板2中水平固定、竖向滑动。
实施例2：
一种冲刷地区的桥墩防撞设施，主要由预埋钢筋1、固定槽形钢板2、滑动钢板-橡胶组合件3、钢套筒4和环形钢筋混凝土柱5组成。
所述的预埋钢筋1采用直径14～16mm、长度35～40cmHRB400钢筋，预埋前将钢筋弯折成L形，L形短边顺着箍筋方向焊接在墩身钢筋上，焊接长度为10d，d为预埋钢筋1的直径；墩身施工完后，将露在墩身外的钢筋顺着桥墩高度方向弯折，与固定槽形钢板2焊接，焊接长度为10d，d为预埋钢筋1的直径，预埋钢筋1沿桥墩高度方向间距为30～35cm；所述的预埋钢筋1沿桥墩高度方向布设的范围为桥墩防撞设施的高度和桥梁设计使用年限内的总冲刷深度之和。
所述的固定槽形钢板2采用宽度13.5cm、厚度4mm的Q345钢板，沿钢板宽度方向弯折成断面尺寸为4.9cm×3.4cm、倒角半径0.65cm、缺口宽度1.6cm的槽形；所述的固定槽形钢板2的长度为桥墩防撞设施的高度和桥梁设计使用年限内的总冲刷深度之和。
所述的滑动钢板-橡胶组合件3包括组合钢板31和橡胶块32；所述的组合钢板31包括4块宽2.4cm钢板和1块宽4.0cm钢板，钢板厚度均为4mm，钢板的长度与桥墩防撞设施的高度相同；将3块宽2.4cm的钢板焊接成H形，并将1块2.4cm的钢板焊接在H形的中间，再将1块宽4.0cm的钢板焊接在最后1块2.4cm钢板的最外端，形成组合钢板31；所述的橡胶块32采用天然橡胶或氯丁橡胶，同一横断面内包括3块，其中：1块位于H形钢板上端缺口内，断面尺寸为2.4cm×1.0cm，另外2块位于H形钢板外侧与固定槽形钢板2之间的空隙内，断面尺寸为2.4×0.3cm，并在邻近固定槽形钢板2的两个直角切成半径为0.35cm圆角；橡胶块32的长度与桥墩防撞设施的高度相同。
所述的钢套筒4采用厚度为3mm的钢板，首先与桥墩墩身外侧的一个滑动钢板-橡胶组合件3的最外侧钢板的两端沿桥墩高度方向焊接，再绕着桥墩墩身外侧，逐一与桥墩墩身外侧的所有滑动钢板-橡胶组合件3的最外侧钢板的两端沿桥墩高度方向焊接，最后将钢板两端焊接形成闭合钢套筒。
所述的环形钢筋混凝土柱5的厚度为20～50cm；环形钢筋混凝土柱5的混凝土强度与桥墩的混凝土强度相同；在环形钢筋混凝土柱5的外侧布置一层至两层间距10～15cm、直径25～28mm的HRB400竖向主筋及直径10mm HPB300的螺旋形箍筋，两层钢筋网的间距为10～15cm。
所述的滑动钢板-橡胶组合件3的外轮廓尺寸比固定槽形钢板2的内轮廓尺寸小1mm，保证滑动钢板-橡胶组合件3能从固定槽形钢板2的顶面插入，且能在固定槽形钢板2中水平固定、竖向滑动。
应用实例：
一座跨越冲沟的山区桥梁，桥梁设计使用年限为100年，环境类别为I-B类，桥梁跨径为10×30m，位于冲沟最底部有两个桥墩，其墩身直径为1.8m，桩基直径为2.0m。本桥处于亚热带气候，雨量丰富，冲沟内伴随暴雨有大的滚石及小型泥石流的可能。
根据本桥的地形、地质、水文等资料，位于冲沟底的两个桥墩需要设置桥墩防撞设施。桥墩防撞设施应用上述实施例的结构设计，具体施工步骤包括：
步骤一：根据桥梁的地形、地质、水文等资料计算，设计使用年限内总的冲刷深度为0.7m。
步骤二：根据桥墩处的地形、地质、水文等资料，确定桥墩的防撞设施的厚度为0.4m，高度为2.0m。
步骤三：将冲沟底的两个桥墩处先开挖0.7m深，再施工桥墩桩基及桩基系梁。从桩基顶面以上2.7的墩身高度范围内，沿桥墩截面外侧（垂直桥墩高度方向）按40cm，沿桥墩径向按35.2cm（即沿墩身径向均布16个），预埋直径为16mm、长度为40cm的HRB400钢筋，预埋前将钢筋弯折成L形，L形的短边长度为18cm，L形短边与桥墩内的箍筋焊接，焊接长度不小于10d（d为钢筋直径）。待桥墩施工完成后，将桥墩墩身外的预埋钢筋顺着桥墩高度方向弯折。
步骤四：将长度为270cm、宽度为13.5cm、厚度4mm的Q345（钢材屈服强度为345MPa）钢板，沿钢板宽度方向弯折成断面尺寸为4.9cm×3.4cm、倒角半径0.65cm、缺口宽度1.6cm的槽形，槽形钢板的长度为270cm，形成固定槽形钢板。将固定槽形钢板焊接在预埋钢筋外露在墩身外侧的钢筋上，焊接长度为16cm。
步骤五：将3块长200cm、宽2.4cm、厚4mm的Q345钢板焊接成H形组合钢板，再在H形钢板中间焊接1块长200cm、宽2.4cm、厚4mm的Q345钢板，并在H形组合钢板中间那块钢板的下端焊接1块长200cm、宽4.0cm、厚4mm的Q345钢板，组成H形加T形组合钢板。将长200cm、宽2.4cm、厚1.0cm的氯丁橡胶块粘贴在H形钢板未焊接钢板的一侧凹槽内；将2块长200cm、宽2.4cm、厚0.3cm长方体外侧两直角切成半径为0.35cm圆角的天然橡胶或氯丁橡胶块粘贴H形钢板的外侧，形成滑动钢板-橡胶组合件。
组合钢板和氯丁橡胶块之间采用冷粘胶粘结，具体的粘结步骤为：1）对钢板和氯丁橡胶进行打磨处理；2）对钢板粘接部位使用清洗剂金属清洗处理；3）在钢板表面涂刷一层金属处理剂；4）将胶水进行混合搅拌之后，涂刷在钢板以及氯丁橡胶粘接面，干燥之后再涂刷一遍；5）待胶水略粘手指背的时候，将氯丁橡胶贴合在钢板表面，使用氯丁橡胶锤捶打结实。
步骤六：将滑动钢板-橡胶组合件从固定槽形钢板顶端插入固定槽形钢板内。
步骤七：将高度为200cm、长度为606cm、厚度3mm的Q345钢板沿桥墩墩身周长方向分别与滑动钢板-橡胶组合件的最外侧钢板的两端焊接，使钢板逐渐形成一个环状，最后将钢板的长度方向的两个边焊接，形成钢套筒。
步骤八：在钢套筒的外侧绑扎两层间距15cm、直径28mm的HRB400竖向主筋及直径10mm HPB300的螺旋形箍筋，两层钢筋网的间距为15cm。再浇筑高度为200cm、厚度为40cm的环形钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级与墩身的混凝土强度等级相同。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种冲刷地区的桥墩防撞设施，其特征在于：主要由预埋钢筋（1）、固定槽形钢板（2）、滑动钢板-橡胶组合件（3）、钢套筒（4）和环形钢筋混凝土柱（5）组成；所述的预埋钢筋（1）的一端在桥墩施工时预埋在桥墩墩身内，待桥墩施工完成后，另一端沿桥墩高度方向弯折；所述的固定槽形钢板（2）采用钢板通过机械加工形成槽形，与预埋钢筋（1）焊接于桥墩墩身外侧；所述的滑动钢板-橡胶组合件（3）包括组合钢板（31）和橡胶块（32），其中，组合钢板（31）为由5块钢板焊接成H形和倒T形的组合构件，在组合钢板（31）上粘结橡胶块（32），将所述的滑动钢板-橡胶组合件（3）从固定槽形钢板（2）的顶部插入固定槽形钢板（2）内；所述的钢套筒（4）采用钢板焊接而成，钢板分别于每个滑动钢板-橡胶组合件（3）的最外侧钢板两端焊接，最后将钢板两端焊接成整体，形成闭合的钢套筒；钢套筒（4）外浇筑一定厚度的环形钢筋混凝土柱（5），形成桥墩防撞设施。
2.根据权利要求1所述的冲刷地区的桥墩防撞设施，其特征在于：所述的预埋钢筋（1）的预埋范围和固定槽形钢板（2）的长度为桥墩防撞设施的高度和桥梁设计使用年限内的总冲刷深度之和；所述的滑动钢板-橡胶组合件（3）、钢套筒（4）和环形钢筋混凝土柱（5）的高度为桥墩防撞设施的高度。
3.根据权利要求1或2所述的冲刷地区的桥墩防撞设施，其特征在于：所述的预埋钢筋（1）、固定槽形钢板（2）和滑动钢板-橡胶组合件（3）均沿桥墩墩身外侧等间距布置，布置间距为30～45cm。
4.根据权利要求1所述的冲刷地区的桥墩防撞设施，其特征在于：所述的预埋钢筋（1）采用直径14～16mm、长度35～40cmHRB400钢筋，预埋前将钢筋弯折成L形，L形短边顺着箍筋方向焊接在墩身钢筋上，焊接长度为10d，d为预埋钢筋（1）的直径；墩身施工完后，将露在墩身外的钢筋顺着桥墩高度方向弯折，与固定槽形钢板（2）焊接，焊接长度为10d，d为预埋钢筋（1）的直径，预埋钢筋（1）沿桥墩高度方向间距为30～35cm；所述的预埋钢筋（1）沿桥墩高度方向布设的范围为桥墩防撞设施的高度和桥梁设计使用年限内的总冲刷深度之和。
5.根据权利要求1所述的冲刷地区的桥墩防撞设施，其特征在于：所述的固定槽形钢板（2）采用宽度13.5cm、厚度4mm的Q345钢板，沿钢板宽度方向弯折成断面尺寸为4.9cm×3.4cm、倒角半径0.65cm、缺口宽度1.6cm的槽形；所述的固定槽形钢板（2）的长度为桥墩防撞设施的高度和桥梁设计使用年限内的总冲刷深度之和。
6.根据权利要求1所述的冲刷地区的桥墩防撞设施，其特征在于：所述的组合钢板（31）包括4块宽2.4cm钢板和1块宽4.0cm钢板，钢板厚度均为4mm，钢板的长度与桥墩防撞设施的高度相同；将3块宽2.4cm的钢板焊接成H形，并将1块2.4cm的钢板焊接在H形的中间，再将1块宽4.0cm的钢板焊接在最后1块2.4cm钢板的最外端，形成组合钢板（31）；所述的橡胶块（32）采用天然橡胶或氯丁橡胶，同一横断面内包括3块，其中：1块位于H形钢板上端缺口内，断面尺寸为2.4cm×1.0cm，另外2块位于H形钢板外侧与固定槽形钢板（2）之间的空隙内，断面尺寸为2.4×0.3cm，并在邻近固定槽形钢板（2）的两个直角切成半径为0.35cm圆角；橡胶块（32）的长度与桥墩防撞设施的高度相同。
7.根据权利要求1所述的冲刷地区的桥墩防撞设施，其特征在于：所述的滑动钢板-橡胶组合件（3）的外轮廓尺寸比固定槽形钢板（2）的内轮廓尺寸小1mm，保证滑动钢板-橡胶组合件（3）能从固定槽形钢板（2）的顶面插入，且能在固定槽形钢板（2）中水平固定、竖向滑动。
8.根据权利要求1所述的冲刷地区的桥墩防撞设施，其特征在于：所述的钢套筒（4）采用厚度为3mm的钢板，首先与桥墩墩身外侧的一个滑动钢板-橡胶组合件（3）的最外侧钢板的两端沿桥墩高度方向焊接，再绕着桥墩墩身外侧，逐一与桥墩墩身外侧的所有滑动钢板-橡胶组合件（3）的最外侧钢板的两端沿桥墩高度方向焊接，最后将钢板两端焊接形成闭合钢套筒。
9.根据权利要求1所述的冲刷地区的桥墩防撞设施，其特征在于：所述的环形钢筋混凝土柱（5）的厚度为20～50cm；环形钢筋混凝土柱（5）的混凝土强度与桥墩的混凝土强度相同；在环形钢筋混凝土柱（5）的外侧布置一层至两层间距10～15cm、直径25～28mm的HRB400竖向主筋及直径10mm HPB300的螺旋形箍筋，两层钢筋网的间距为10～15cm。
10.一种如权利要求1-9任一所述的冲刷地区的桥墩防撞设施的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：根据地形、地质、水文资料计算设计使用年限内桥墩处的总冲刷深度L；
步骤二：根据地形、地质、水文资料计算桥墩防撞设施的厚度D和高度H；
步骤三：将需要设置防撞设施的桥墩地面开挖，开挖深度为总冲刷深度L；将桩柱式桥墩的桩基顶面或桩基接承台的承台顶面埋置在地面以下L处；从桩基顶面或承台顶面以上H+L的墩身高度范围内，沿桥墩高度方向按间距30～35cm、沿桥墩截面外侧按间距30～45cm，预埋直径为14～16mm、长度为35～40cm的HRB400钢筋，预埋前将钢筋弯折成L形，L形短边长度为16～18cm，L形短边与桥墩内的箍筋焊接，焊接长度不小于10d，d为钢筋直径；待桥墩施工完成后，将桥墩墩身外侧的预埋钢筋顺着桥墩高度方向弯折；
步骤四：将长度为L+H、宽度为13.5cm、厚度4mm的Q345钢板，沿钢板宽度方向弯折成断面尺寸为4.9cm×3.4cm、倒角半径0.65cm、缺口宽度1.6cm的槽形，槽形钢板的长度为L+H，将固定槽形钢板焊接在预埋钢筋外露在墩身外侧的钢筋上，焊接长度为10d，d为钢筋直径；
步骤五：将3块长H、宽2.4cm、厚4mm的Q345钢板焊接成H形组合钢板，再在H形组合钢板中间焊接1块长H、宽2.4cm、厚4mm的Q345钢板，并在H形组合钢板中间那块钢板的下端焊接1块长H、宽4.0cm、厚4mm的Q345钢板，组成H形加T形组合钢板；将长H、宽2.4cm、厚1.0cm的天然橡胶或氯丁橡胶块粘贴在H形钢板未焊接钢板的一侧凹槽内；将2块长H、宽2.4cm、厚0.3cm长方体外侧两直角切成半径为0.35cm圆角的天然橡胶或氯丁橡胶块粘贴H形钢板的外侧，形成滑动钢板-橡胶组合件；
步骤六：将滑动钢板-橡胶组合件从固定槽形钢板顶端插入固定槽形钢板内；
步骤七：将高度为H、长度为2π（R+d+4.9）cm、厚度3mm的Q345钢板沿桥墩墩身周长方向分别与滑动钢板-橡胶组合件的最外侧钢板的两端焊接，使钢板逐渐与桥墩的外形相同，最后将钢板的长度方向的两个边焊接，形成闭合的钢套筒；其中，R为桥墩墩身半径；
若为矩形墩，则钢板的长度为2（a+b+4（d+4.9））cm，其中，a、b为矩形的两个边长；
步骤八：在钢套筒的外侧绑扎一至两层间距10～15cm、直径25～28mm的HRB400竖向主筋及直径10mm HPB300的螺旋形箍筋，两层钢筋网的间距为10～15cm；再浇筑高度为H、厚度为D的环形钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级与墩身的混凝土强度等级相同。
CN202011516563.8A 2020-12-21 2020-12-21 一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法 Active CN112431123B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011516563.8A CN112431123B (zh) 2020-12-21 2020-12-21 一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011516563.8A CN112431123B (zh) 2020-12-21 2020-12-21 一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112431123A true CN112431123A (zh) 2021-03-02
CN112431123B CN112431123B (zh) 2022-08-26

Family

ID=74696866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011516563.8A Active CN112431123B (zh) 2020-12-21 2020-12-21 一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112431123B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115162276A (zh) * 2022-07-19 2022-10-11 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 一种混凝土靠船防撞结构及系统

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040227051A1 (en) * 2003-05-12 2004-11-18 Bishop Lyndell Kevin Floating structural object protection system
US7168673B1 (en) * 2003-06-27 2007-01-30 Piemonte Robert B Pole stabilization and support system and kit
CN201447692U (zh) * 2009-04-21 2010-05-05 南京工业大学 浮动式复合材料桥墩消能防撞组合装置
KR20120091929A (ko) * 2011-02-10 2012-08-20 홍익대학교 산학협력단 유리섬유강화플라스틱을 이용한 조립식 교각보호장치
CN103696401A (zh) * 2014-01-10 2014-04-02 江苏省宏远玻璃钢有限公司 桥梁防护装置
CN104234008A (zh) * 2014-10-09 2014-12-24 重庆交通大学 能自动升降的桥墩防撞消能装置
CN107119634A (zh) * 2017-05-16 2017-09-01 哈尔滨工程大学 一种frp和钢板组合的海上防撞装置
CN206529741U (zh) * 2016-08-26 2017-09-29 刘明沛 一种桥墩防撞装置
CN107724340A (zh) * 2017-11-02 2018-02-23 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种桥墩防撞装置
CN108625279A (zh) * 2018-04-03 2018-10-09 江南大学 一种防撞击的组合式桥墩
CN109056511A (zh) * 2018-09-30 2018-12-21 河南大学 一种抵抗泥石流冲击的桥墩及其制作方法
WO2019024468A1 (zh) * 2017-07-31 2019-02-07 佛山科学技术学院 一种分离式桥墩防撞系统
CN109338873A (zh) * 2018-10-19 2019-02-15 西安理工大学 刚柔叠层桥墩滚石冲击防护结构及其制作方法
CN210086037U (zh) * 2019-04-04 2020-02-18 杨贵文 一种新型支座隔震结构
CN210946467U (zh) * 2019-10-30 2020-07-07 广东中交纵横建设咨询有限公司 一种桥梁防撞用钢护筒
CN111827205A (zh) * 2020-07-23 2020-10-27 温州泰乐维工程设计有限公司 一种分散型桥墩防撞装置

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040227051A1 (en) * 2003-05-12 2004-11-18 Bishop Lyndell Kevin Floating structural object protection system
US7168673B1 (en) * 2003-06-27 2007-01-30 Piemonte Robert B Pole stabilization and support system and kit
CN201447692U (zh) * 2009-04-21 2010-05-05 南京工业大学 浮动式复合材料桥墩消能防撞组合装置
KR20120091929A (ko) * 2011-02-10 2012-08-20 홍익대학교 산학협력단 유리섬유강화플라스틱을 이용한 조립식 교각보호장치
CN103696401A (zh) * 2014-01-10 2014-04-02 江苏省宏远玻璃钢有限公司 桥梁防护装置
CN104234008A (zh) * 2014-10-09 2014-12-24 重庆交通大学 能自动升降的桥墩防撞消能装置
CN206529741U (zh) * 2016-08-26 2017-09-29 刘明沛 一种桥墩防撞装置
CN107119634A (zh) * 2017-05-16 2017-09-01 哈尔滨工程大学 一种frp和钢板组合的海上防撞装置
WO2019024468A1 (zh) * 2017-07-31 2019-02-07 佛山科学技术学院 一种分离式桥墩防撞系统
CN107724340A (zh) * 2017-11-02 2018-02-23 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种桥墩防撞装置
CN108625279A (zh) * 2018-04-03 2018-10-09 江南大学 一种防撞击的组合式桥墩
CN109056511A (zh) * 2018-09-30 2018-12-21 河南大学 一种抵抗泥石流冲击的桥墩及其制作方法
CN109338873A (zh) * 2018-10-19 2019-02-15 西安理工大学 刚柔叠层桥墩滚石冲击防护结构及其制作方法
CN210086037U (zh) * 2019-04-04 2020-02-18 杨贵文 一种新型支座隔震结构
CN210946467U (zh) * 2019-10-30 2020-07-07 广东中交纵横建设咨询有限公司 一种桥梁防撞用钢护筒
CN111827205A (zh) * 2020-07-23 2020-10-27 温州泰乐维工程设计有限公司 一种分散型桥墩防撞装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115162276A (zh) * 2022-07-19 2022-10-11 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 一种混凝土靠船防撞结构及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112431123B (zh) 2022-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112431123B (zh) 一种冲刷地区的桥墩防撞设施及其施工方法
CN215329310U (zh) 一种冲刷地区的桥墩防撞设施
CN108277750B (zh) 高填方深厚软基桩承式大断面多孔现浇箱涵施工方法
CN111074703B (zh) 一种针对嵌入式轨道钢槽式道床路基不均匀沉降的维修方法
CN111501459B (zh) 山区公路的路基结构及其施工方法
KR100699022B1 (ko) 장지간 거더를 이용한 철도교 개량공법
CN210458818U (zh) 一种桥头防沉降的路基结构
CN211571239U (zh) 一种用于地铁车站施工的临时铺盖结构
CN114214975A (zh) 一种桥墩的修缮方法及桥墩的防护结构
CN112681140A (zh) 路线交叉处既有路基改桥梁及施工方法
CN212505818U (zh) 一种变形受限公路中分带桥墩防护结构
CN105369702A (zh) 适用于防止地下空间结构振动的道路隔振系统及其施工方法
KR100809001B1 (ko) 철근 콘크리트 보강 슬래브를 구비한 콘크리트 포장 도로의침하량 제어 기반의 지반 보강 방법
CN205134118U (zh) 适用于防止地下空间结构振动的道路隔振系统
CN212834958U (zh) 一种墩梁缓冲构造及抗震桥梁
CN220167090U (zh) 用于工业厂区的雨水排涝系统
GangaRao et al. Development of economical low-volume road bridges
KR102077319B1 (ko) 가드레일 지주용 완충보강지주, 상기 완충보강지주를 갖는 가드레일 지주 및 상기 가드레일 지주를 포함하는 가드레일
CN217651646U (zh) 一种适用于棚洞顶防落石冲击的耗能装置
CN219908426U (zh) 一种道路基层结构
CN214938905U (zh) 一种路面过渡段u型槽路基结构
CN212714331U (zh) 一种改拓建道路的路堤结构
CN216739093U (zh) 一种赛道装配式轻质泡沫土路基
CN216689183U (zh) 一种用于公路路基段的座椅式钢筋混凝土防护护栏
Raymond Installation factors that affect performance of railroad geotextiles

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant