CN113293700A - 一种城镇桥梁l型大理石栏杆及设计施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城镇桥梁L型大理石栏杆及设计施工方法，包括大理石立柱、大理石连接件和若干根箍筋；桥体预留有预埋槽；每根大理石立柱均呈L型，均包括一体设置的竖直部和水平部；其中，竖直部底部和水平部均位于预埋槽中；每根大理石立柱的水平部上均至少套设有一根箍筋；每根箍筋均两根竖直预埋钢筋和一根横向搭接钢筋；其中，两根竖直预埋钢筋位于对应水平部两侧，且底部均预埋在城镇桥梁的桥体中；横向搭接钢筋的两端分别与两根竖直预埋钢筋的顶端相焊接；水平部和箍筋外周的预埋槽中还设置有现浇的水泥砂浆。本发明能够消除采用榫槽与桥梁梁体连接时，因大理石材料与桥体钢筋混凝土材料不一致，热胀冷缩系数不一样而带来的安全隐患。

Description

一种城镇桥梁L型大理石栏杆及设计施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁设计施工领域，特别是一种城镇桥梁L型大理石栏杆及设计施工方法。
背景技术
桥梁栏杆是桥梁不可缺少的组成部分，桥梁栏杆通常包括钢筋混凝土构件和金属构件，钢筋混凝土栏杆与桥梁主体通常采用预埋钢筋连接，金属构件与桥梁主体通常采用法兰盘进行连接，连接部位牢固强度一般不存在问题。
目前，在一些城镇桥梁中，其桥梁栏杆通常采用大理石栏杆。大理石栏杆通常包括大理石立柱和连接大理石立柱的连接件。每根大理石立柱的底部均采用榫槽的办法与桥梁梁体连接，由于大理石材料与桥体钢筋混凝土材料不一致，热胀冷缩系数不一样，因而存在安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种城镇桥梁L型大理石栏杆及设计施工方法，该城镇桥梁L型大理石栏杆及设计施工方法能够消除因大理石材料与桥体钢筋混凝土材料不一致，热胀冷缩系数不一样而带来的安全隐患。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种城镇桥梁L型大理石栏杆，包括大理石立柱、大理石连接件和若干根箍筋。
城镇桥梁的桥体在设置大理石栏杆的侧边上预留有与大理石立柱数量相等的预埋槽。
大理石立柱沿桥向均匀且竖直布设在城镇桥梁的一侧或两侧。
每根大理石立柱均呈L型，均包括一体设置的竖直部和水平部。其中，竖直部底部和水平部均位于预埋槽中。
每根大理石立柱的水平部上均至少套设有一根箍筋。每根箍筋均两根竖直预埋钢筋和一根横向搭接钢筋。其中，两根竖直预埋钢筋位于对应水平部两侧，且底部均预埋在城镇桥梁的桥体中。横向搭接钢筋的两端分别与两根竖直预埋钢筋的顶端相焊接。
水平部和箍筋外周的预埋槽中还设置有现浇的水泥砂浆。
大理石连接件用于连接大理石立柱。
箍筋的根数以及直径需根据弯矩平衡方程计算得出，具体计算公式为：
F*L1≤P3*L2
P3＝A*[σ]
A＝n*D
其中，F表示大理石栏杆的设计荷载；L1表示大理石立柱的设计高度；
P3表示箍筋所产生的拉力；
L2表示箍筋作用力点至O点距离，O点为L型大理石立柱的外侧拐角点；
[σ]表示箍筋的设计容许强度；
A表示箍筋的总受力截面积；n表示箍筋根数；D表示单根箍筋面积。
水平部的高度与箍筋的直径之和小于预埋槽的深度。
大理石栏杆立柱竖直部的横断面长度尺寸b1、宽度尺寸h1需满足如下公式：
b1*h1 2＝6M1/σ1
其中：M1＝F*L12
σ1≤[σ1]
σ1为位于桥体以上部分大理石立柱的弯曲应力；[σ1]为大理石设计弯曲容许应力；L12为大理石立柱位于桥体以上竖直部的长度；M1为大理石立柱位于桥体以上竖直部的转动平衡弯矩。
大理石栏杆立柱水平部横断面长度尺寸b2、宽度尺寸h2以及能安装箍筋的水平部长度L22需满足如下公式：
b2*h2 2＝6M2/σ2
M2＝P3*L22
σ2≤[σ1]
σ2为大理石立柱中水平部的弯曲应力；M2为能安装箍筋的水平部的转动平衡弯矩；P3为箍筋的紧锢力。
一种城镇桥梁L型大理石栏杆的施工方法，包括如下步骤。
步骤1、计算箍筋根数和箍筋直径：根据每根大理石立柱的弯矩平衡方程，计算每根大理石立柱所需的箍筋根数n和箍筋面积D。
步骤2、设置预埋槽和竖直预埋钢筋：在城镇桥梁桥体的侧边上沿桥向均匀预留与大理石立柱数量相等的预埋槽。每个预埋槽的预留深度均需大于大理石立柱中水平部的高度与箍筋的直径之和。在每个预埋槽中均预埋2n根竖直预埋钢筋。2n根竖直预埋钢筋呈两行均布在每个预埋槽的两条长侧边上，每根竖直预埋钢筋均竖直布设。预埋槽的两条长侧边均沿着横桥向布设。
步骤3、在每个预埋槽底部均铺设底层水泥砂浆。
步骤4、安装大理石栏杆：将大理石栏杆中每根大理石立柱的竖直部底部和水平部均放置在预埋槽中，且大理石立柱的水平部位于两行竖直预埋钢筋之间。
步骤5、焊接横向搭接钢筋：将n根横向搭接钢筋均匀放置在大理石立柱的水平部顶部，且与2n根竖直预埋钢筋位置相对应。每根横向搭接钢筋两端分别与两侧的两根竖直预埋钢筋顶端相焊接，从而形成n根包覆在水平部外侧的箍筋。
步骤6、用水泥砂浆填充每个预埋槽的空隙部分，并使水泥砂浆覆盖每根箍筋。
步骤7、相邻大理石立柱之间均通过大理石连接件相连接。同时，在包含预埋槽的桥体顶部铺设桥面板。
本发明具有如下有益效果：本发明能够消除因大理石材料与桥体钢筋混凝土材料不一致，热胀冷缩系数不一样而带来的安全隐患。
附图说明
图1显示了现有技术中大理石栏杆的安装结构示意图。
图2显示了本发明一种城镇桥梁L型大理石栏杆的剖面安装结构示意图。
图3显示了本发明一种城镇桥梁L型大理石栏杆的剖视安装结构示意图。
图4显示了本发明一种城镇桥梁L型大理石栏杆的受力分析示意图。
图5显示了图4中的a-a截面图。
图6显示了图4中的b-b截面图。
其中有：
11.桥体；12.桥面板；13.预埋槽；
20.大理石立柱；21.竖直部；22.水平部；
30.箍筋；31.竖直预埋钢筋；32.横向搭接钢筋；
40.水泥砂浆。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
如图2至图4所示，一种城镇桥梁L型大理石栏杆，包括大理石立柱20、大理石连接件和若干根箍筋30。
城镇桥梁的桥体11在设置大理石栏杆的侧边上预留有与大理石立柱数量相等的预埋槽13。
若干根大理石立柱沿桥向均匀且竖直布设在城镇桥梁的一侧或两侧，大理石立柱之间通过大理石连接件连接。
每根大理石立柱均呈L型，均包括一体设置的竖直部21和水平部22。其中，竖直部底部和水平部均位于预埋槽中。
每根大理石立柱的水平部上均至少套设有一根箍筋30，本实施例中优选为两根。每根箍筋均两根竖直预埋钢筋31和一根横向搭接钢筋32。其中，两根竖直预埋钢筋位于对应水平部两侧，且底部均预埋在城镇桥梁的桥体中。横向搭接钢筋的两端分别与两根竖直预埋钢筋的顶端相焊接。
水平部和箍筋外周的预埋槽中还设置有现浇的水泥砂浆40。
1、栏杆立柱设计计算；
F*L1≤P3*L2
P3＝A*[σ]
A＝n*D
其中：
F表示大理石栏杆的设计荷载，具体根据《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011进行取值，F＝同侧相邻立柱距离(m)*2.5kn/m。
L1表示大理石立柱的设计高度，根据《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011护栏净高不小于1.4m。
P3表示箍筋所产生的拉力。
L2表示箍筋作用力点至O点距离，O点为L型大理石立柱的外侧拐角点。
[σ]表示箍筋的设计容许强度。
A表示箍筋的总受力截面积；n表示箍筋根数；D表示单根箍筋面积。
2、大理石栏杆立柱竖直部横断面a-a断面长度尺寸b1、宽度尺寸h1需满足如下公式：
b1*h1 2＝6M1/σ1
其中：M1＝F*L12
σ1≤[σ1]
σ1为位于桥体以上部分大理石立柱的弯曲应力；[σ1]为大理石设计弯曲容许应力，根据《公路圬工桥涵设计规范》，石材等级不小于MU40，L12为大理石立柱位于桥体以上竖直部的长度；M1为大理石立柱位于桥体以上竖直部的转动平衡弯矩。
3、大理石栏杆立柱横断面b-b断面长度尺寸b2、宽度尺寸h2以及能安装箍筋的水平部长度L22需满足如下公式：
b2*h2 2＝6M2/σ2
M2＝P3*L22
σ2≤[σ1]
σ2为大理石立柱中水平部的弯曲应力；M2为能安装箍筋的水平部的转动平衡弯矩；P3为箍筋的紧锢力。
4、预留槽对大理石栏杆立柱支撑作用忽略，原因主要是：一方面立柱周围缝隙是砂浆填充，砂浆常用标准是M7.5，强度比较低，容易压碎；另一方面钢筋混凝土线膨胀系数为1.6*10-5，大理石(参考主要成分白云石)线膨胀系数为5.1*10-5，栏杆在使用过程中随着时间延长，立柱与预留槽之间会有微小缝隙。这也是目前常见大理石立柱的采用榫槽的办法与桥梁梁体连接存在安全隐患的原因。
本实施例中，水平部的高度与箍筋的直径之和小于预埋槽的深度，以确保预埋槽顶部铺装的桥面板与其他部分桥体顶部铺装的桥面板高度一致。
一种城镇桥梁L型大理石栏杆的施工方法，包括如下步骤。
步骤1、计算箍筋根数和箍筋直径：根据每根大理石立柱的弯矩平衡方程，计算每根大理石立柱所需的箍筋根数n和箍筋面积D。
步骤2、设置预埋槽和竖直预埋钢筋：在城镇桥梁桥体的侧边上沿桥向均匀预留与大理石立柱数量相等的预埋槽。每个预埋槽的预留深度均需大于大理石立柱中水平部的高度与箍筋的直径之和。在每个预埋槽中均预埋2n根竖直预埋钢筋。2n根竖直预埋钢筋呈两行均布在每个预埋槽的两条长侧边上，每根竖直预埋钢筋均竖直布设。预埋槽的两条长侧边均沿着横桥向布设。
步骤3、在每个预埋槽底部均铺设底层水泥砂浆。
步骤4、安装大理石栏杆：将大理石栏杆中每根大理石立柱的竖直部底部和水平部均放置在预埋槽中，且大理石立柱的水平部位于两行竖直预埋钢筋之间。
步骤5、焊接横向搭接钢筋：将n根横向搭接钢筋均匀放置在大理石立柱的水平部顶部，且与2n根竖直预埋钢筋位置相对应。每根横向搭接钢筋两端分别与两侧的两根竖直预埋钢筋顶端相焊接，从而形成n根包覆在水平部外侧的箍筋。
步骤6、用水泥砂浆填充每个预埋槽的空隙部分，并使水泥砂浆覆盖每根箍筋。
步骤7、相邻大理石立柱之间均通过大理石连接件相连接。同时，在包含预埋槽的桥体顶部铺设桥面板12。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种城镇桥梁L型大理石栏杆，其特征在于：包括大理石立柱、大理石连接件和若干根箍筋；
城镇桥梁的桥体在设置大理石栏杆的侧边上预留有与大理石立柱数量相等的预埋槽；
大理石立柱沿桥向均匀且竖直布设在城镇桥梁的一侧或两侧；
每根大理石立柱均呈L型，均包括一体设置的竖直部和水平部；其中，竖直部底部和水平部均位于预埋槽中；
每根大理石立柱的水平部上均至少套设有一根箍筋；每根箍筋均两根竖直预埋钢筋和一根横向搭接钢筋；其中，两根竖直预埋钢筋位于对应水平部两侧，且底部均预埋在城镇桥梁的桥体中；横向搭接钢筋的两端分别与两根竖直预埋钢筋的顶端相焊接；
水平部和箍筋外周的预埋槽中还设置有现浇的水泥砂浆；
大理石连接件用于连接大理石立柱。
2.根据权利要求1所述的城镇桥梁L型大理石栏杆，其特征在于：箍筋的根数以及直径需根据弯矩平衡方程计算得出，具体计算公式为：
F*L1≤P3*L2
P3＝A*[σ]
A＝n*D
其中，F表示大理石栏杆的设计荷载；L1表示大理石立柱的设计高度；
P3表示箍筋所产生的拉力；
L2表示箍筋作用力点至O点距离，O点为L型大理石立柱的外侧拐角点；
[σ]表示箍筋的设计容许强度；
A表示箍筋的总受力截面积；n表示箍筋根数；D表示单根箍筋面积。
3.根据权利要求1所述的城镇桥梁L型大理石栏杆，其特征在于：水平部的高度与箍筋的直径之和小于预埋槽的深度。
4.根据权利要求1所述的城镇桥梁L型大理石栏杆，其特征在于：大理石栏杆立柱竖直部的横断面长度尺寸b1、宽度尺寸h1需满足如下公式：
b1*h1 2＝6M1/σ1
其中：M1＝F*L12
σ1≤[σ1]
σ1为位于桥体以上部分大理石立柱的弯曲应力；[σ1]为大理石设计弯曲容许应力；L12为大理石立柱位于桥体以上竖直部的长度；M1为大理石立柱位于桥体以上竖直部的转动平衡弯矩。
5.根据权利要求4所述的城镇桥梁L型大理石栏杆，其特征在于：大理石栏杆立柱水平部横断面长度尺寸b2、宽度尺寸h2以及能安装箍筋的水平部长度L22需满足如下公式：
b2*h2 2＝6M2/σ2
M2＝P3*L22
σ2≤[σ1]
σ2为大理石立柱中水平部的弯曲应力；M2为能安装箍筋的水平部的转动平衡弯矩；P3为箍筋的紧锢力。
6.一种城镇桥梁L型大理石栏杆的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、计算箍筋根数和箍筋直径：根据每根大理石立柱的弯矩平衡方程，计算每根大理石立柱所需的箍筋根数n和箍筋面积D；
步骤2、设置预埋槽和竖直预埋钢筋：在城镇桥梁桥体的侧边上沿桥向均匀预留与大理石立柱数量相等的预埋槽；每个预埋槽的预留深度均需大于大理石立柱中水平部的高度与箍筋的直径之和；在每个预埋槽中均预埋2n根竖直预埋钢筋；2n根竖直预埋钢筋呈两行均布在每个预埋槽的两条长侧边上，每根竖直预埋钢筋均竖直布设；预埋槽的两条长侧边均沿着横桥向布设；
步骤3、在每个预埋槽底部均铺设底层水泥砂浆；
步骤4、安装大理石栏杆：将大理石栏杆中每根大理石立柱的竖直部底部和水平部均放置在预埋槽中，且大理石立柱的水平部位于两行竖直预埋钢筋之间；
步骤5、焊接横向搭接钢筋：将n根横向搭接钢筋均匀放置在大理石立柱的水平部顶部，且与2n根竖直预埋钢筋位置相对应；每根横向搭接钢筋两端分别与两侧的两根竖直预埋钢筋顶端相焊接，从而形成n根包覆在水平部外侧的箍筋；
步骤6、用水泥砂浆填充每个预埋槽的空隙部分；
步骤7、相邻大理石立柱之间均通过大理石连接件相连接；同时，在包含预埋槽的桥体顶部铺设桥面板。
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