CN113863168B - 一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置 - Google Patents

一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置，适用于多管集束式拱肋，吊杆更换装置包括设置在拱肋外侧的外包钢板和用于固定吊杆的锚箱，所述外包钢板为弧形钢板夹件组，所述弧形钢板夹件组包括多块与拱肋一一对应的弧形钢板，多块弧形钢板之间依次连接围合在拱肋外侧并与拱肋紧密贴合；在所述拱肋的轴向投影方向上，弧形钢板夹件组与拱肋紧密贴合的部分弧长总和与单根拱肋的周长相等；所述拱肋上设置有封闭板，封闭板与弧形钢板夹件组之间灌注有填充物；所述锚箱设置在弧形钢板夹件组的下方；本发明利用多块弧形钢板形成夹箍确保锚固可靠，安装灵活；吊杆更换时无需再使用钻孔和扩张工艺，大幅度减小了对拱肋的损伤。

Description

一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置
技术领域
本发明涉及一种桥梁吊杆更换装置，特别是涉及一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置。
背景技术
拱桥的吊杆更换过程中，上锚头的处理是关键问题之一。对于上锚头直接锚固于拱肋中的情况，可通过逐根、分批拆除旧吊杆，安装新吊杆；当锚头在拱肋外侧时，可先打开上锚头，拆除旧吊杆，直接利用原锚头或重新设计锚头。传统的吊杆更换装置，在吊杆更换时往往需要在拱肋上钻孔拆除原吊杆，并在拱肋采用扩张工艺进行吊杆更换。但是，钻孔和扩张工艺对原拱肋损伤较大，需要对结构进行局部补强处理，且对工艺要求很高。为了减小对拱肋的损伤，现有的吊杆更换装置通常会采用抱箍式锚固或骑跨式锚固。
抱箍式锚固是直接在拱肋焊接外包钢板进行锚固，对于普通的单管式拱肋而言，该方法构造简单且受力相对可靠，然而当拱肋断面较大时，例如多管集束式的拱肋，采用抱箍方式不仅构造设置难度大，而且还会影响结构美观，不适用于集束钢管混凝土拱桥。
骑跨式锚固则需要在拱肋焊设索槽构造，使吊杆力通过索槽传递到拱肋上，该方法可规避拱肋开孔风险，但是由于吊杆多采用钢丝绳，吊杆受各类因素影响而不能保证竖直时，在卡槽端部会产生一定的弯曲应力；焊设索槽可能会存在残余应力以及焊接损伤，因此对结构耐久性会产生一定影响；同时，对于集束钢管混凝土拱桥而言，每个吊杆位置的截面是不同的，因此每个吊点的索槽构造也不同，采用此方法进行锚固加工较为困难。
综上，急需一种能够适用于集束钢管混凝土拱桥的吊杆更换装置，大幅度减小对拱肋损伤的同时方便吊杆更换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置，适用于多管集束形式的拱肋，吊杆更换装置包括设置在拱肋外侧的外包钢板和用于固定吊杆的锚箱；所述外包钢板为弧形钢板夹件组，所述弧形钢板夹件组包括多块与拱肋一一对应的弧形钢板，多块弧形钢板之间依次连接围合在拱肋外侧并与拱肋紧密贴合；在所述拱肋的轴向投影方向上，弧形钢板夹件组与拱肋紧密贴合的部分弧长总和与单根拱肋的周长相等；所述拱肋还上设置有封闭板，封闭板与弧形钢板夹件组之间灌注有填充物；所述锚箱设置在弧形钢板夹件组的下方。
所述拱肋的数量为两根；所述弧形钢板夹件组包括与两根拱肋紧密贴合且一一对应的两块弧形钢板，分别为第一弧形钢板和第二弧形钢板，第一弧形钢板和第二弧形钢板通过第一螺栓连接。
所述拱肋的数量为三根，拱肋的截面呈品字形；所述弧形钢板夹件组包括与三根拱肋紧密贴合且一一对应的三块弧形钢板，与顶部拱肋对应的弧形钢板为第三弧形钢板，与底部两根拱肋对应的弧形钢板分别为第四弧形钢板和第五弧形钢板；所述第三弧形钢板分别与第四弧形钢板、第五弧形钢板通过第一螺栓连接。
所述拱肋的数量为四根；所述弧形钢板夹件组包括与四根拱肋紧密贴合且一一对应的四块弧形钢板，与顶部两根拱肋对应的弧形钢板分别为第六弧形钢板和第七弧形钢板，与底部两根拱肋对应的弧形钢板为第八弧形钢板和第九弧形钢板；所述第六弧形钢板分别与第七弧形钢板和第八弧形钢板通过第一螺栓连接，第八弧形钢板分别与第七弧形钢板和第九弧形钢板通过第一螺栓连接。
所述锚箱包括两个锚夹板和和两个耳板，锚夹板和耳板之间通过第二螺栓连接；耳板上设置有多个销孔，吊杆与耳板之间通过销钉连接；所述耳板上设置有锚箱承压板；所述锚箱上还设置有加劲拉板。
所述填充物为环氧砂浆。
所述弧形钢板夹件组上还设置有用于防止弧形钢板夹件组相对拱肋发生移动的第三螺栓。
本发明的有益效果是：
1. 外包钢板采用的是弧形钢板夹件组，由多块弧形钢板依次连接围合在拱肋外侧形成夹箍，确保锚固可靠；多块弧形钢板之间通过螺栓连接，便于加工和安装，可根据拱肋数量选择对应的弧形钢板进行组装，适用于拱肋为多管集束形式的混凝土拱桥；同时吊杆与锚箱的耳板通过销钉连接，因此吊杆更换时也不需要在拱肋上钻孔、扩张来安装新吊杆，可减小对拱肋的损伤。
2. 通过灌注环氧砂浆填充弧形钢板夹件组与拱肋之间的空隙，确保弧形钢板与拱肋钢管密贴；同时可以均匀地将吊杆力通过弧形钢板传递到拱肋上，改善拱肋受力。
3. 耳板上设置有多个销孔，可根据实际需求安装不同数量的吊杆。
4. 弧形钢板夹件组上还设置第三螺栓，可以防止弧形钢板夹件组相对拱肋发生移动。
附图说明
图1为本发明中实施例一的结构示意图；
图2为本发明图1中A处的结构示意图；
图3为本发明中实施例一的侧视图；
图4为本发明中实施例二的结构示意图；
图5为本发明中实施例三的结构示意图。
图中: 1、拱肋；2、第三弧形钢板；3、第四弧形钢板；4、第五弧形钢板；5、填充物；6、第一螺栓；7、封闭板；8、耳板；9、锚夹板；10、吊杆；11、加劲拉板；12、锚箱承压板；13、销孔；14、第二螺栓；15、第三螺栓；16、第一弧形钢板；17、第二弧形钢板；18、第六弧形钢板；19、第七弧形钢板；20、第八弧形钢板；21、第九弧形钢板。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例一
请参阅图1～图5，本发明实施例中提供一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置，适用于三管集束形式的拱肋1，所述拱肋1的数量为三根，拱肋1的截面呈品字形；吊杆更换装置包括设置在拱肋1外侧的外包钢板和用于固定吊杆10的锚箱。
所述外包钢板为弧形钢板夹件组，所述弧形钢板夹件组包括三块与拱肋1一一对应的弧形钢板，三块弧形钢板之间依次连接围合在拱肋1外侧并与拱肋1紧密贴合；在所述拱肋1的轴向投影方向上，弧形钢板夹件组与拱肋1紧密贴合的部分弧长总和与单根拱肋1的周长相等。
所述拱肋1还上设置有封闭板7，封闭板7与弧形钢板夹件组之间灌注有填充物5；所述锚箱设置在弧形钢板夹件组的下方。
所述锚箱包括两个锚夹板9和和两个耳板8，锚夹板9和耳板8之间通过第二螺栓14连接；耳板8上设置有多个销孔13，吊杆10与耳板8之间通过销钉连接；所述耳板8上设置有锚箱承压板12；所述锚箱上还设置有加劲拉板11。
所述填充物5为环氧砂浆。
所述弧形钢板夹件组上还设置有用于防止弧形钢板夹件组相对拱肋1发生移动的第三螺栓15，相应地，拱肋1上设置有与第三螺栓15尺寸匹配的螺栓孔，该设置能对弧形钢板夹件组和拱肋1起到固定作用，且螺栓孔的孔径非常小，因此对拱肋1损伤很小。
参见图1，与顶部拱肋1对应的弧形钢板为第三弧形钢板2，与底部两根拱肋1对应的弧形钢板分别为第四弧形钢板3和第五弧形钢板4；第三弧形钢板2分别与第四弧形钢板3、第五弧形钢板4通过第一螺栓6连接，这样的设置方便现场安装；吊杆10通过销钉与锚箱的耳板8可拆卸连接，因此吊杆10在更换时不需要像传统方式一样在拱肋1上钻孔、扩张来安装新吊杆10，可减小对拱肋1的损伤，延长使用寿命。
参见图2，弧形钢板夹件组与封闭板7之间灌注有填充物5，填充物5采用的是环氧砂浆，其粘结能力强，固化后强度高，能够确保弧形钢板与拱肋1之间紧密贴合，同时还可以均匀地将吊杆力通过弧形钢板传递到拱肋1上，改善拱肋1受力，提升结构耐久性。
耳板8上设置有多个销孔13，可固定多个吊杆10，可以满足不同类型桥梁的安装需求。
参见图3，在弧形钢板夹件组上还设置有第三螺栓15，可以防止弧形钢板夹件组相对拱肋1发生移动。
第一螺栓6、第二螺栓14和第三螺栓15均为高强螺栓。
实施例二
参阅图4，与实施例一不同的是：拱肋1的数量为两根，适用于两根拱肋1集束的混凝土拱桥；所述弧形钢板夹件组包括与两根拱肋1紧密贴合且一一对应的两块弧形钢板，分别为第一弧形钢板16和第二弧形钢板17；在所述拱肋1的轴向投影方向上，弧形钢板夹件组与拱肋1紧密贴合的部分弧长总和与单根拱肋1的周长相等；第一弧形钢板16和第二弧形钢板17通过第一螺栓6连接。
实施例三
参阅图5，与实施例一、实施例二不同的是：所述拱肋1的数量为四根，适用于四根拱肋1集束的混凝土拱桥；所述弧形钢板夹件组包括与四根拱肋1紧密贴合且一一对应的四块弧形钢板，与顶部两根拱肋1对应的弧形钢板分别为第六弧形钢板18和第七弧形钢板19，与底部两根拱肋1对应的弧形钢板为第八弧形钢板20和第九弧形钢板21；在所述拱肋1的轴向投影方向上，弧形钢板夹件组与拱肋1紧密贴合的部分弧长总和与单根拱肋1的周长相等；所述第六弧形钢板18分别与第七弧形钢板19和第八弧形钢板20通过第一螺栓6连接，第八弧形钢板20分别与第七弧形钢板19和第九弧形钢板21通过第一螺栓6连接。
如果按照传统的安装方式，吊杆10在进行更换时，需要在拱肋1上钻孔拆除原吊杆10，并采用扩张工艺更换新吊杆10，对拱肋1的损伤较大。现有两种无需钻孔的安装方式，分别为抱箍式和骑跨式；抱箍式是将外包钢板直接焊接在拱肋1外侧，该方式针对单管式的拱肋1而言构造简单且受力相对可靠，但是集束钢管混凝土拱桥的拱肋1为集束式，拱肋1断面较大，采用该方式构造设置难度大，并且影响美观；骑跨式需要在拱肋1焊设索槽构造，使吊杆力通过索槽传递到拱肋1上，但是由于其吊杆10多采用钢丝绳，吊杆10受各类因素影响而不能保证竖直时，在卡槽端部会产生一定的弯曲应力；焊设索槽可能会存在残余应力以及焊接损伤，因此对结构耐久性会产生一定影响，同时，对集束钢管混凝土拱桥而言，每个吊杆10位置的截面是不同的，每个吊点的索槽构造也不同，如果采用此方式则加工较为困难。由此可见，采用以上方式安装的吊杆更换装置均不适用于拱肋1为集束形式的混凝土拱桥。
而本发明的外包钢板采用的是弧形钢板夹件组，由多块弧形钢板依次连接围合在拱肋1外侧形成夹箍，可确保锚固可靠；吊杆10与锚箱的耳板8通过销钉连接，因此吊杆10更换时也不需要在拱肋1上钻孔、扩张来安装新吊杆10，可减小对拱肋1的损伤。此外，多块弧形钢板之间通过螺栓连接，便于加工和安装，可根据集束拱肋1的数量选择对应的弧形钢板进行组装，不受拱肋1数量限制，也不会因拱肋1断面过大而影响美观，对拱肋1为多管集束形式的混凝土拱桥具有很好的适应性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置，适用于多管集束形式的拱肋，吊杆更换装置包括设置在拱肋外侧的外包钢板和用于固定吊杆的锚箱，其特征在于：所述外包钢板为弧形钢板夹件组，所述弧形钢板夹件组包括多块与拱肋一一对应的弧形钢板，多块弧形钢板之间依次连接围合在拱肋外侧并与拱肋紧密贴合；在所述拱肋的轴向投影方向上，弧形钢板夹件组与拱肋紧密贴合的部分弧长总和与单根拱肋的周长相等；所述拱肋还上设置有封闭板，封闭板与弧形钢板夹件组之间灌注有填充物；所述锚箱设置在弧形钢板夹件组的下方；
所述锚箱包括两个锚夹板和两个耳板，锚夹板和耳板之间通过第二螺栓连接；耳板上设置有多个销孔，吊杆与耳板之间通过销钉连接；所述耳板上设置有锚箱承压板；所述锚箱上还设置有加劲拉板；所述弧形钢板夹件组上还设置有用于防止弧形钢板夹件组相对拱肋发生移动的第三螺栓。
2.根据权利要求1所述的一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置，其特征在于：所述拱肋的数量为两根；所述弧形钢板夹件组包括与两根拱肋紧密贴合且一一对应的两块弧形钢板，分别为第一弧形钢板和第二弧形钢板，第一弧形钢板和第二弧形钢板通过第一螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置，其特征在于：所述拱肋的数量为三根，拱肋的截面呈品字形；所述弧形钢板夹件组包括与三根拱肋紧密贴合且一一对应的三块弧形钢板，与顶部拱肋对应的弧形钢板为第三弧形钢板，与底部两根拱肋对应的弧形钢板分别为第四弧形钢板和第五弧形钢板；所述第三弧形钢板分别与第四弧形钢板、第五弧形钢板通过第一螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置，其特征在于：所述拱肋的数量为四根；所述弧形钢板夹件组包括与四根拱肋紧密贴合且一一对应的四块弧形钢板，与顶部两根拱肋对应的弧形钢板分别为第六弧形钢板和第七弧形钢板，与底部两根拱肋对应的弧形钢板为第八弧形钢板和第九弧形钢板；所述第六弧形钢板分别与第七弧形钢板和第八弧形钢板通过第一螺栓连接，第八弧形钢板分别与第七弧形钢板和第九弧形钢板通过第一螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的一种集束钢管混凝土拱桥上锚头的吊杆更换装置，其特征在于：所述填充物为环氧砂浆。
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