CN112878209A - 一种钢结构桥梁设计节点加固装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢结构桥梁设计节点加固装置，包括转动设置在竖向钢结构内部的折叠式连接加固件，所述折叠式连接加固件可旋转折叠插入至横向槽钢上的插槽中，并且所述竖向钢结构连接的折叠式连接加固件插入至插槽后与所述横向槽钢螺栓加固。本发明中的桥梁节点加固装置采用折叠式连接加固件，折叠式连接加固件可旋转折叠插入至横向槽钢上的插槽中，并且折叠式连接加固件插入至插槽后，插板的端面以及横向加固板的端面均植入螺栓与横向槽钢相连完成节点的加固，从两个不同方向限制了桥梁节点处的自由度，不仅满足了桥梁设计要求，还能最大程度上的减少钢结构本身螺栓孔的开设，保证了钢结构自身的强度。

Description

一种钢结构桥梁设计节点加固装置

技术领域

本发明涉及钢结构桥梁技术领域，尤其涉及一种钢结构桥梁设计节点加固装置。

背景技术

随着我国基础设施建设的不断推进,钢结构桥梁由于安装方便,施工周期短等优点而得到了广泛运用，钢结构桥梁采用节点连接形式将各个零部件进行连接，节点装置的连接强度直接影响钢结构桥梁的安全性和使用寿命。

目前的钢结构桥梁主要采用各种型钢通过螺栓连接或焊接连接构成钢结构桥梁主体。各个型钢在连接处的节点形式，对钢结构桥梁的受力状态以及使用安全性均有重要的影响。对于采用螺栓连接的节点形式，节点处螺栓的安装孔过多，钢结构安装不仅耗时长，而且容易造成型钢由于加工过多的安装孔，而降低了型钢本身的强度；对于采用焊接连接的节点形式，多条焊缝交汇在节点处，容易造成应力集中，对节点处的受力状态会造成不利有效，会降低节点处的连接强度，影响钢结构桥梁的使用寿命。基于此，本发明提出一种钢结构桥梁设计节点加固装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题而提出的一种钢结构桥梁设计节点加固装置，本发明中的桥梁节点加固装置采用折叠式连接加固件，折叠式连接加固件转动设置在竖向钢结构的收纳槽内，并且该折叠式连接加固件可旋转折叠插入至横向槽钢上的插槽中，并且折叠式连接加固件插入至插槽后，插板的端面以及横向加固板的端面均植入螺栓与横向槽钢相连完成节点的加固，从两个不同方向限制了桥梁节点处的自由度，不仅满足了桥梁设计要求，还能最大程度上的减少钢结构本身螺栓孔的开设，保证了钢结构自身的强度。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钢结构桥梁设计节点加固装置，包括转动设置在竖向钢结构内部的折叠式连接加固件，所述折叠式连接加固件可旋转折叠插入至横向槽钢上的插槽中，并且所述竖向钢结构连接的折叠式连接加固件插入至插槽后与所述横向槽钢螺栓加固。

优选的，所述横向槽钢采用工字钢，所述横向槽钢的上端面贯通开设有插槽；所述折叠式连接加固件包括有两个相对设置的连接侧板，每个所述连接侧板的一端的顶部均铰接有第一连杆，每个所述连接侧板另一端的底部均铰接有第二连杆，所述第一连杆和第二连杆的末端均延伸至所述竖向钢结构的收纳槽内部，所述收纳槽内部侧壁上固定有分别与所述第一连杆、第二连杆铰接的固定基板，两个所述连接侧板的底部水平连接有横向加固板，所述横向加固板的底部连接有两个与所述插槽相对应的插板，并且所述插板的高度与所述横向槽钢的内侧等高，所述插板的端面以及横向加固板的端面均通过螺栓与所述横向槽钢相连。

优选的，所述连接侧板的外侧面通过带有扭簧的转轴转动连接有限位连杆，所述限位限位连杆的末端形成具有缺口的圆孔，所述第二连杆上对应所述限位连杆的位置处安装有与圆孔相匹配的止挡柱，所述止挡柱与所述限位连杆通过具有缺口的圆孔弹性卡接。

优选的，还包括有安装在所述横向槽钢内侧的L型基板，所述L型基板上通过旋转连接件转动连接有侧加固板，所述侧加固板通过旋转连接件旋转至与所述竖向钢结构的侧端面相贴合并通过螺栓与之加固。

优选的，所述旋转连接件包括有第一固定块和第二固定块、第一连接片、第二连接片和铰接杆，所述第一固定块螺栓固定在所述侧加固板上，所述第二固定块螺栓安装在所述L型基板上，所述第一固定块上形成有两个相对设置的第一限位安装板，两个所述第一限位安装板之间的顶部通过第二固定轴相连，所述第一连接片转动套设在所述第二固定轴上，两个所述第一限位安装板之间的底部转动连接有L型连杆，所述第一连接片的另一端转动套设在所述第二连接片的第一固定轴上，所述第二固定块上形成有两个相对设置的第二限位安装板，所述第二连接片的底部与所述第二限位安装板底部转动连接，两个所述第二限位安装板的顶部均转动连接有铰接杆，每个所述铰接杆的末端分别与所述L型连杆相对应的拐角处铰接，所述L型连杆的弯折部末端连接有第三固定轴，所述第三固定轴上套设有连接柱，所述连接柱的另一端延伸套设在所述第一固定轴的圆周面上，所述L型连杆的弯折部邻近其末端的位置处安装有固定不动的第四固定轴，所述第二连接片上对应所述第四固定轴的位置两侧形成有轴套，所述轴套套设在所述第四固定轴上并与其转动连接。

本发明还提出一种采用上述加固装置安装桥梁的方法，方法步骤如下：

S1、将竖向钢结构搭接在横向槽钢上端面；

S2、顺时针转动九十度折叠式连接加固件，使所述折叠式连接加固件上的两个插板插入至所述横向槽钢的插槽中，通过螺栓植入横向加固板、插板完成其与所述横向槽钢的加固；

S3、通过旋转连接件转动侧加固板使其与竖向钢结构侧端面贴合；

S4、通过植入螺栓对侧加固板与竖向钢结构完成螺栓加固。

本发明的有益效果为：

(1)本发明中的桥梁节点加固装置采用折叠式连接加固件，折叠式连接加固件转动设置在竖向钢结构的收纳槽内，并且该折叠式连接加固件可旋转折叠插入至横向槽钢上的插槽中，并且折叠式连接加固件插入至插槽后，插板的端面以及横向加固板的端面均植入螺栓与横向槽钢相连完成节点的加固，从两个不同方向限制了桥梁节点处的自由度，不仅满足了桥梁设计要求，还能最大程度上的减少钢结构本身螺栓孔的开设，保证了钢结构自身的强度。本发明中的桥梁节点加固装置完全摒弃焊接方式固定，而是采用折叠式连接加固件插入至横向槽钢中，通过两者之间的几何特性形成一定的自由度限制来实现两者的连接，并且两者连接后通过少量的螺栓进行加固即可满足钢结构桥梁节点的强度要求。

(2)本发明中的折叠式连接加固件可隐藏折叠收纳在竖向钢结构的收纳槽中，连接处如有加固需求时可直接旋转出投入使用，如不需要则可以隐藏于收纳槽中，从而提升该加固装置使用的灵活性，并且整个折叠式连接加固件的安装操作简单便捷，尤其是在钢结构的安装工程中，采用此折叠式连接加固件可快速完成桥梁的搭建，极大的缩短桥梁工程的施工周期。

(3)本发明中的横向槽钢和竖向钢结构之间还可以通过侧加固板相连，侧加固板通过旋转连接件可实现九十度的旋转与竖向钢结构相贴合，通过植入螺栓可进一步的保障节点处的连接强度，并且该旋转连接件可使侧加固板完成在水平和竖直两个方向上的连接，通过侧加固板和折叠式连接加固件的相互配合可实现钢机构不同角度上的连接，从而提升本装置使用的灵活性。

附图说明

图1为本发明提出的一种钢结构桥梁设计节点加固装置工作状态时的结构示意图；

图2为本发明提出的一种钢结构桥梁设计节点加固装置工作状态的爆炸结构示意图；

图3为本发明提出的一种钢结构桥梁设计节点加固装置中折叠式连接加固件在竖向钢结构内部的装配示意图；

图4为本发明提出的一种钢结构桥梁设计节点加固装置中折叠式连接加固件的局部结构示意图；

图5为本发明提出的一种钢结构桥梁设计节点加固装置中旋转连接件的结构示意图；

图6为本发明提出的一种钢结构桥梁设计节点加固装置中旋转连接件的爆炸结构示意图。

图中：1、折叠式连接加固件；2、横向槽钢；3、L型基板；4、侧加固板；5、旋转连接件；6、竖向钢结构；7、插槽；8、收纳槽；9、固定基板；10、第一连杆；11、第二连杆；12、连接侧板；13、横向加固板；14、插板；15、限位连杆；16、转轴；17、缺口；18、止挡柱；19、第一固定块；20、第二固定块；21、第一限位安装板；22、第一连接片；23、第一固定轴；24、连接柱；25、第二连接片；26、第二固定轴；27、L型连杆；28、第三固定轴；29、第四固定轴；30、轴套；31、铰接杆；32、第二限位安装板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释发明型，而不能理解为对发明型的限制。

在发明型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述发明型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在发明型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在发明型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明型中的具体含义。

本发明提出一种钢结构桥梁设计节点加固装置，包括转动设置在竖向钢结构6内部的折叠式连接加固件1，折叠式连接加固件1可旋转折叠插入至横向槽钢2上的插槽7中，并且竖向钢结构6连接的折叠式连接加固件1插入至插槽7后与横向槽钢2螺栓加固，本发明中的桥梁节点加固装置完全摒弃焊接方式固定，而是采用折叠式连接加固件1插入至横向槽钢2中，通过两者之间的几何特性形成一定的自由度限制来实现两者的连接，并且两者连接后通过少量的螺栓进行加固即可满足钢结构桥梁节点的强度要求。

具体的，如图1、2所示，本实施例中的横向槽钢2采用工字钢，横向槽钢2的上端面贯通开设有插槽7；而折叠式连接加固件1包括有两个相对设置的连接侧板12，每个连接侧板12的一端的顶部均铰接有第一连杆10，每个连接侧板12另一端的底部均铰接有第二连杆11，第一连杆10和第二连杆11的末端均延伸至竖向钢结构6的收纳槽8内部，收纳槽8内部侧壁上固定有分别与第一连杆10、第二连杆11铰接的固定基板9，两个连接侧板12的底部水平连接有横向加固板13，横向加固板13的宽度与收纳槽8的深度相同，从而保证整个折叠式连接加固件1能够隐藏收纳在收纳槽8中，如果此连接处有加固需求时可旋转出投入使用，如不需要则隐藏于收纳槽8中，从而提升该加固装置使用的灵活性，横向加固板13的底部连接有两个与插槽7相对应的插板14，并且插板14的高度与横向槽钢2的内侧等高，当插板14插入至对应的插槽7中，插板14正好与横向槽钢2内侧相贴合，并且插板14的端面以及横向加固板13的端面均植入螺栓与横向槽钢2相连完成节点的加固，满足桥梁设计要求。

进一步的，如图3、4所示，连接侧板12的外侧面通过带有扭簧的转轴16转动连接有限位连杆15，限位连杆15的末端形成具有缺口17的圆孔，第二连杆11上对应限位连杆15的位置处安装有与圆孔相匹配的止挡柱18，止挡柱18与限位连杆15通过具有缺口17的圆孔弹性卡接，顺时针旋转折叠式连接加固件1九十度时，第二连杆11上的止挡柱18推动限位连杆15使其具有逆时针旋转的趋势，直至止挡柱18滑动至限位连杆15底部带有缺口17的圆孔中，限位连杆15在扭簧的作用下恢复至初始位置，限位连杆15将第二连杆11锁死，插板14确保可靠的插入至插槽7中。

另外，本发明中的加固装置还包括有安装在横向槽钢2内侧的L型基板3，此处的L型基板3既可以通过焊接方式焊接在横向槽钢2上，也可以通过螺栓固定在横向槽钢2上，本发明对此不做限制。L型基板3上通过旋转连接件5转动连接有侧加固板4，侧加固板4通过旋转连接件5旋转至与竖向钢结构6的侧端面相贴合并通过螺栓与之加固，进一步的实现对节点处的加固，而且本实施例中固定旋转连接件5可转动的范围为0-90度，既可以实现水平钢结构水平方向上的连接加固又可以实现竖直方向上的连接加固，本实施例中仅对竖直方向上的加固进行阐述。

具体的，如图5、6所示，旋转连接件5包括有第一固定块19和第二固定块20、第一连接片22、第二连接片25和铰接杆31，第一固定块19螺栓固定在侧加固板4上，第二固定块20螺栓安装在L型基板3上，第一固定块19上形成有两个相对设置的第一限位安装板21，两个第一限位安装板21之间的顶部通过第二固定轴26相连，第一连接片22转动套设在第二固定轴26上，两个第一限位安装板21之间的底部转动连接有L型连杆27，第一连接片22的另一端转动套设在第二连接片25的第一固定轴23上，第二固定块20上形成有两个相对设置的第二限位安装板32，第二连接片25的底部与第二限位安装板32底部转动连接，两个第二限位安装板32的顶部均转动连接有铰接杆31，每个铰接杆31的末端分别与L型连杆27相对应的拐角处铰接，L型连杆27的弯折部末端连接有第三固定轴28，第三固定轴28上套设有连接柱24，连接柱24的另一端延伸套设在第一固定轴23的圆周面上，L型连杆27的弯折部邻近其末端的位置处安装有固定不动的第四固定轴29，第二连接片25上对应第四固定轴29的位置两侧形成有轴套30，轴套30套设在第四固定轴29上并与其转动连接。操作侧加固板4与竖向钢结构6侧面相贴合时，侧加固板4初始状态为水平状态，第二连接片25相对于第二固定块20处于垂直状态，铰接杆31也相对于第二固定块20处于垂直状态，铰接杆31与L型连杆27的水平端保持垂直状态，当顺时针旋转侧加固板4时，第一连接片22和第二连接片25之间的夹角逐渐变大，铰接杆31与L型连杆27的水平端之间夹角也逐渐增大并最终呈180度，并通过L型连杆27驱动第一连接片22旋转使其与第二连接片25之间的夹角逐渐变大最终呈180度，此时侧加固板4完成九十度的旋转。

本发明还提出一种采用上述加固装置安装桥梁的方法，方法步骤如下：

S1、将竖向钢结构6搭接在横向槽钢2上端面，并检查竖向钢结构6与横向槽钢2的上端面保持齐平，以保证侧加固板4能够顺利的完成旋转折叠；

S2、顺时针转动九十度折叠式连接加固件1，使折叠式连接加固件1上的两个插板14插入至横向槽钢2的插槽7中，通过螺栓植入横向加固板13、插板14完成其与横向槽钢2的加固，螺栓的分布均匀且保持合适的间距，既能满足节点处的暗转强度，又能减小螺栓孔的开设数量，保证钢结构自身的强度；

S3、通过旋转连接件5转动侧加固板4使其与竖向钢结构6侧端面贴合；

S4、通过植入螺栓对侧加固板4与竖向钢结构6完成螺栓加固。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钢结构桥梁设计节点加固装置，其特征在于，包括转动设置在竖向钢结构(6)内部的折叠式连接加固件(1)，所述折叠式连接加固件(1)可旋转折叠插入至横向槽钢(2)上的插槽(7)中，并且所述竖向钢结构(6)连接的折叠式连接加固件(1)插入至插槽(7)后与所述横向槽钢(2)螺栓加固。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁设计节点加固装置，其特征在于，所述横向槽钢(2)采用工字钢，所述横向槽钢(2)的上端面贯通开设有插槽(7)；所述折叠式连接加固件(1)包括有两个相对设置的连接侧板(12)，每个所述连接侧板(12)的一端的顶部均铰接有第一连杆(10)，每个所述连接侧板(12)另一端的底部均铰接有第二连杆(11)，所述第一连杆(10)和第二连杆(11)的末端均延伸至所述竖向钢结构(6)的收纳槽(8)内部，所述收纳槽(8)内部侧壁上固定有分别与所述第一连杆(10)、第二连杆(11)铰接的固定基板(9)，两个所述连接侧板(12)的底部水平连接有横向加固板(13)，所述横向加固板(13)的底部连接有两个与所述插槽(7)相对应的插板(14)，并且所述插板(14)的高度与所述横向槽钢(2)的内侧等高，所述插板(14)的端面以及横向加固板(13)的端面均通过螺栓与所述横向槽钢(2)相连。

3.根据权利要求2所述的一种钢结构桥梁设计节点加固装置，其特征在于，所述连接侧板(12)的外侧面通过带有扭簧的转轴(16)转动连接有限位连杆(15)，所述限位限位连杆(15)的末端形成具有缺口(17)的圆孔，所述第二连杆(11)上对应所述限位连杆(15)的位置处安装有与圆孔相匹配的止挡柱(18)，所述止挡柱(18)与所述限位连杆(15)通过具有缺口(17)的圆孔弹性卡接。

4.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁设计节点加固装置，其特征在于，还包括有安装在所述横向槽钢(2)内侧的L型基板(3)，所述L型基板(3)上通过旋转连接件(5)转动连接有侧加固板(4)，所述侧加固板(4)通过旋转连接件(5)旋转至与所述竖向钢结构(6)的侧端面相贴合并通过螺栓与之加固。

5.根据权利要求4所述的一种钢结构桥梁设计节点加固装置，其特征在于，所述旋转连接件(5)包括有第一固定块(19)和第二固定块(20)、第一连接片(22)、第二连接片(25)和铰接杆(31)，所述第一固定块(19)螺栓固定在所述侧加固板(4)上，所述第二固定块(20)螺栓安装在所述L型基板(3)上，所述第一固定块(19)上形成有两个相对设置的第一限位安装板(21)，两个所述第一限位安装板(21)之间的顶部通过第二固定轴(26)相连，所述第一连接片(22)转动套设在所述第二固定轴(26)上，两个所述第一限位安装板(21)之间的底部转动连接有L型连杆(27)，所述第一连接片(22)的另一端转动套设在所述第二连接片(25)的第一固定轴(23)上，所述第二固定块(20)上形成有两个相对设置的第二限位安装板(32)，所述第二连接片(25)的底部与所述第二限位安装板(32)底部转动连接，两个所述第二限位安装板(32)的顶部均转动连接有铰接杆(31)，每个所述铰接杆(31)的末端分别与所述L型连杆(27)相对应的拐角处铰接，所述L型连杆(27)的弯折部末端连接有第三固定轴(28)，所述第三固定轴(28)上套设有连接柱(24)，所述连接柱(24)的另一端延伸套设在所述第一固定轴(23)的圆周面上，所述L型连杆(27)的弯折部邻近其末端的位置处安装有固定不动的第四固定轴(29)，所述第二连接片(25)上对应所述第四固定轴(29)的位置两侧形成有轴套(30)，所述轴套(30)套设在所述第四固定轴(29)上并与其转动连接。

6.一种采用如权利要求1-5任一所述的一种钢结构桥梁设计节点加固装置安装桥梁的方法，其特征在于，方法步骤如下：

S1、将竖向钢结构(6)搭接在横向槽钢(2)上端面；

S2、顺时针转动九十度折叠式连接加固件(1)，使所述折叠式连接加固件(1)上的两个插板(14)插入至所述横向槽钢(2)的插槽(7)中，通过螺栓植入横向加固板(13)、插板(14)完成其与所述横向槽钢(2)的加固；

S3、通过旋转连接件(5)转动侧加固板(4)使其与竖向钢结构(6)侧端面贴合；

S4、通过植入螺栓对侧加固板(4)与竖向钢结构(6)完成螺栓加固。

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