CN113737630B - 一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构 - Google Patents

Abstract

一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构，有效简化吊杆张拉、锚固施工工艺，避免锚头局部承压应力集中，降低设计和施工难度，极大改善运营期间桥梁吊杆的养护维修条件。吊杆上端为固定端，通过锚头与吊杆拱肋形成固定连接，吊杆下端为张拉端，通过吊杆锚固构件与箱梁及横梁形成锚固连接。吊杆锚固构件包括一对顺桥向间隔设置的锚拉板，该对锚拉板的下部埋入箱梁及横梁的混凝土内，板面焊接设置抗剪构件，混凝土对抗剪构件紧密包裹形成抗剪连接件，与锚拉板共同组成抗拉锚固装置；该对锚拉板的上部出露在桥面上用于吊杆张拉端锚具的安装固定及张拉，锚垫板位于该对锚拉板之间且与其板面焊接，该锚垫板上同时锚固两根吊杆，形成双吊杆体系。

Description

一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构。

背景技术

近年来，我国铁路建设事业取得快速发展，一大批结构新颖、技术复杂和施工难度大的大跨度复杂桥梁建成。其中，连续梁(刚构)拱组合体系桥梁是一个典型的代表。当常规三跨连续结构跨度不能满足设计要求，需要采用更大跨度桥梁结构跨越道路或通航河流，且线路标高导致桥下净高受限时，该桥型不失为一种合理的选择。连续梁(刚构)拱组合体系桥梁具有跨越能力大、施工干扰小、结构轻盈美观等特点，在铁路桥梁建设领域取得了广泛的应用。

该桥型在钢拱肋和混凝土梁体之间设置柔性吊杆，通过吊杆将梁部荷载传递至拱肋，形成梁拱组合受力结构。因此吊杆与主梁的连接锚固至关重要，目前同类桥梁结构通常采用在主梁翼缘板底与腹板交界处设置混凝土锚块，吊杆由桥面上方穿过主梁翼缘板及锚块，锚固在混凝土锚块底部。这种构造的不足之处在于：首先，混凝土锚块尺寸有限，吊杆张拉后锚块局部承压应力集中，锚块与腹板交界处易开裂；其次，吊杆下端锚头位于主梁翼缘板下方，施工安装、检查养护都只能在梁下作业，操作极不方便；再次，锚块底部锚头完全外露，影响吊杆耐久性，对吊杆使用寿命不利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构，有效简化吊杆张拉、锚固施工工艺，避免了在拱顶张拉高空作业的安全风险，或在梁底张拉锚固无操作平台、施工风险大等问题，避免锚头局部承压应力集中，降低设计和施工难度，极大改善运营期间桥梁吊杆的养护维修条件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构，拱肋与混凝土箱梁之间通过吊杆连接形成整体，其特征是：所述吊杆上端为固定端，通过锚头与吊杆拱肋形成固定连接，锚头位于拱肋腹腔内或其上、下弦杆间；所述吊杆下端为张拉端，通过吊杆锚固构件与箱梁及横梁形成锚固连接；所述吊杆锚固构件包括一对顺桥向间隔设置的锚拉板，该对锚拉板的下部埋入箱梁及横梁的混凝土内，板面焊接设置抗剪构件，混凝土对抗剪构件紧密包裹形成抗剪连接件，与锚拉板共同组成抗拉锚固装置；该对锚拉板的上部出露在桥面上用于吊杆张拉端锚具的安装固定及张拉，锚垫板位于该对锚拉板之间且与其板面焊接，该锚垫板上同时锚固两根吊杆，形成双吊杆体系；

该对锚拉板的上部在其两侧焊接侧封板形成锚箱结构，其顶端焊接顶封板封闭；该锚箱结构，在两锚拉板之间横向间隔设置与其板面焊接的腹板；相邻腹板之间，焊接设置与锚拉板板面、锚垫板板面焊接的加劲肋；

该对锚拉板上端向锚箱结构内弯折，与腹板及加劲肋形成楔形构造，提高锚垫板承压锚固的轴向承载能力。

本发明的有益效果主要体现在如下方面：

一、将吊杆张拉操作由拱圈或梁底转移至桥面上，降低高空作业风险。吊杆上端调整为固定端，在拱圈上安装固定端锚头即可，无需张拉作业；

二、锚拉板上端焊接锚垫板和加劲肋板，在桥面上安装、张拉、检查、维修吊杆，作业空间宽敞，操作方便，无需特制梁下临时作业平台；

三、利用锚拉板和焊接在锚拉板上的多排剪力钉将吊杆拉力均匀传递给混凝土箱梁，传力路径明确，避免局部承压应力集中造成的混凝土开裂；

四、锚垫板上同时锚固两根吊杆，形成一组双吊杆体系，需要维修更换时，可依次放松、逐根更换，无需设置临时吊杆。换索过程中一组吊杆内力由两根吊杆依次承担，不改变桥梁结构原整体受力状态；

五、锚头隐匿于锚拉板和端封板形成的密闭箱体内，避免锚头受到人为或其他外力破坏，提高锚头结构耐久性；

六、锚固构造可在工厂整体预制加工，质量控制有保障，制造安装精度高，避免现场焊接造成的施工质量下降及环境污染；

七、锚头下方梁体预留张拉螺杆穿行孔道，具备桥面上及梁底双重张拉条件，适应各种张拉设备空间要求。

附图说明

本说明书包括如下五幅附图：

图1是现有常用的吊杆锚固构造图；

图2是本发明一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构的上部结构整体布置图；

图3是本本发明一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构的上部结构整体布置图和正面示意图；

图4是沿图3中I-I线的剖面图；

图5是沿图3II-II的剖面示意图。

图中示出构件和对应的标记：吊杆1，拱肋2，箱梁3，吊杆锚固构件4，横梁5，锚拉板6，腹板7，加劲肋8，锚垫板9，顶封板10，吊杆张拉端锚具11，侧封板12，剪力钉13，底座板14，预埋管15，梁体钢筋穿行孔16，挡水台17，梁顶横向普通钢筋18，梁体预应力钢束19。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1，现有常用的锚固形式为吊杆1穿透箱梁3及横梁5，在横梁底预埋锚垫板9，将吊杆1锚固在横梁5下方。

参照图2，本发明的一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构，拱肋2与混凝土箱梁3之间通过吊杆1连接形成整体，箱梁3设置横梁5加强梁体横向刚度。所述吊杆1上端为固定端，通过锚头与吊杆1拱肋2形成固定连接，锚头位于拱肋2腹腔内或其上、下弦杆间。所述吊杆1下端为张拉端，通过吊杆锚固构件4与箱梁3及横梁5形成锚固连接。所述吊杆锚固构件4包括一对顺桥向间隔设置的锚拉板6，该对锚拉板6的下部埋入箱梁3及横梁5的混凝土内，板面焊接设置抗剪构件(剪力钉13及底座板14)，混凝土对抗剪构件紧密包裹形成抗剪连接件，与锚拉板6共同组成抗拉锚固装置。该对锚拉板6的上部出露在桥面上用于吊杆张拉端锚具11的安装固定及张拉，锚垫板9位于该对锚拉板6之间且与其板面焊接，该锚垫板9上同时锚固两根吊杆1，形成双吊杆体系。

参照图4和图5，锚垫板9上同时锚固两根吊杆2，形成一组双吊杆体系，需要维修更换时，可依次放松、逐根更换，无需设置临时吊杆。换索过程中一组吊杆内力由两根吊杆依次承担，不改变桥梁结构原整体受力状态。

参照图3至图5，该对锚拉板6的上部在其两侧焊接侧封板12形成锚箱结构，即由侧封板12将锚拉板6侧面封闭，避免吊杆张拉端锚具11受到人为或其他外力破坏，提高锚头结构耐久性。锚箱结构的顶端焊接顶封板10封闭，避免锚箱结构内部积水。该锚箱结构，在两锚拉板6之间横向间隔设置与其板面焊接的腹板7，相邻腹板7之间，焊接设置与锚拉板6板面、锚垫板9板面焊接的加劲肋8。参照图3，该对锚拉板6上端向锚箱结构内弯折，与腹板7及加劲肋8形成楔形构造，提高了锚垫板9承压锚固的轴向承载能力。

参照图3和图4，所述抗剪构件包括在锚拉板6下部板面上上间隔焊接设置剪力钉13，以及焊接设置该对锚拉板6下端的底座板14。锚拉板6通过剪力钉13与箱梁3及横梁5的混凝土形成稳固连接，将锚拉板6的轴向拉力逐渐扩散传递至梁部。

参照图3，该对锚拉板6的板面上设置梁体钢筋穿行孔16，供箱梁3顶面横向普通钢筋18穿过。梁体钢筋穿行孔16可根据梁体钢筋布置需要调整，不影响箱梁3普通钢筋布置。箱梁3通常为预应力混凝土结构，梁体预应力钢束19与剪力钉13布置干扰时，可适当调整剪力钉13的间距及布置，保证梁体预应力钢束19连续通过，不影响箱梁结构整体受力。

参照图3和图4，所述箱梁3及横梁5混凝土内预埋设置与锚箱结构内腔相连通的预埋管15，预埋管15上端口与吊杆张拉端锚具11安装位置相对应。吊杆2张拉采用操作空间要求较小的轻型千斤顶，在箱梁顶面与吊杆张拉端锚具11之间进行。当采用的张拉设备工作距离要求较大，锚下操作空间不足时，可利用设置在箱梁3及横梁5内的预埋管15，采用临时螺杆穿过预埋管15连接至锚头11，在横梁5底部进行张拉操作，张拉完成后拆除临时螺杆即可。通过设置预埋管15，可适应不同工作空间要求的张拉设备。

参照图3，所述锚拉板6与箱梁3顶面交界部位设置混凝土挡水台17，混凝土挡水台17顶面设置斜坡，避免锚拉板6根部积水。

本发明一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构的具体施工方法为：在工厂加工好锚拉板6、腹板7、加劲肋8、锚垫板9、顶封板10、剪力钉13及底座板14，并在相应的位置开好预留孔，焊接上述构件形成整体后，形成吊杆锚固构件4；桥梁梁体1通常采用挂篮节段浇筑施工，现场梁部施工至有吊杆锚固的节段时，在挂篮上搭设梁体模板，绑扎节段钢筋，吊装吊杆锚固构件4至相应位置，使箱梁梁顶横向普通钢筋18穿过梁体钢筋穿行孔16，然后浇注和振捣混凝土，完成本节段箱梁施工；待梁部合龙并完成拱圈架设后，在锚垫板9中穿入吊杆，安装吊杆张拉端锚具11，采用轻型千斤顶在桥面上完成吊杆2的张拉，随后安装侧封板12，封闭锚箱结构。

以上所述只是用图解说明本发明一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (5)

1.一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构，拱肋(2)与混凝土箱梁(3)之间通过吊杆(1)连接形成整体，其特征是：所述吊杆(1)上端为固定端，通过锚头与吊杆(1)拱肋(2)形成固定连接，锚头位于拱肋(2)腹腔内或其上、下弦杆间；所述吊杆(1)下端为张拉端，通过锚固构造(4)与箱梁(3)及横梁(5)形成锚固连接；所述锚固构造(4)包括一对顺桥向间隔设置的锚拉板(6)，该对锚拉板(6)的下部埋入箱梁(3)及横梁(5)的混凝土内，板面焊接设置抗剪构件，混凝土对抗剪构件紧密包裹形成抗剪连接件，与锚拉板(6)共同组成抗拉锚固装置；该对锚拉板(6)的上部出露在桥面上用于吊杆张拉端锚具(11)的安装固定及张拉，锚垫板(9)位于该对锚拉板(6)之间且与其板面焊接，该锚垫板(9)上同时锚固两根吊杆(1)，形成双吊杆体系；

该对锚拉板(6)的上部在其两侧焊接侧封板(12)形成锚箱结构，其顶端焊接顶封板(10)封闭；该锚箱结构，在两锚拉板(6)之间横向间隔设置与其板面焊接的腹板(7)；相邻腹板(7)之间，焊接设置与锚拉板(6)板面、锚垫板(9)板面焊接的加劲肋(8)；

该对锚拉板(6)上端向锚箱结构内弯折，与腹板(7)及加劲肋(8)形成楔形构造，提高锚垫板(9)承压锚固的轴向承载能力。

2.如权利要求1所述的一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构，其特征是：所述抗剪构件包括在锚拉板(6)下部板面上上间隔焊接设置剪力钉(13)，以及焊接设置该对锚拉板(6)下端的底座板(14)。

3.如权利要求1所述的一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构，其特征是：该对锚拉板(6)的板面上设置梁体钢筋穿行孔(16)，供箱梁(3)顶面横向普通钢筋(18)穿过。

4.如权利要求1所述的一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构，其特征是：所述箱梁(3)及横梁(5)混凝土内预埋设置与箱形结构内腔相连通的预埋管(15)，预埋管(15)上端口与吊杆张拉端锚具(11)安装位置相对应。

5.如权利要求1所述的一种埋入式连续梁拱组合桥吊杆锚固结构，其特征是：所述锚拉板(6)与箱梁(3)顶面交界部位设置混凝土挡水台(17)，混凝土挡水台(17)顶面设置斜坡。