CN114293458B - 一种纵向防落梁装置、桥梁及桥梁施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种纵向防落梁装置，其包括用于安装时与桥梁梁体进行连接的防落梁顶板、用于安装时与桥墩顶部临时连接的防落梁底板以及防落梁立板；其中防落梁立板的上端与防落梁顶板相连接，下端与防落梁底板相连接，防落梁立板四面围合，与其上端的防落梁顶板及下端的防落梁底板组成一个具有封闭内腔的箱式结构，防落梁顶板及防落梁底板的面积大于所述箱式结构的截面面积。将防落梁底板与桥墩墩顶进行临时固定连接，与中墩临时支座结合，无需另行设置中墩临时支座，不会产生防落梁与中墩临时支座相互干涉的问题，且应用于桥梁结构及桥梁施工中，操作简单，装配方便，成本低廉，适用于快速作业。

Description

一种纵向防落梁装置、桥梁及桥梁施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种纵向防落梁装置、应用这种纵向防落梁装置的桥梁以及桥梁施工方法。

背景技术

震区桥梁在受到地震力作用下，由于桥梁上部、下部结构联接不牢，整体性差，往往会造成桥梁上部和下部结构间产生过大的相对位移，从而导致桥梁破坏，造成落梁。落梁现象在早期的破坏性地震中是最为严重的一种震害，从梁体下落的形式看，有顺桥向的，也有横桥向和扭转滑移的。统计数字表明，桥梁落梁大多发生在顺桥向，震害调査表明有的是墩倒落梁，而有的是落梁导致墩毁，给下部结构带来很大的破坏，对上部结构来讲也是极大的浪费。

作为重要交通枢纽工程的桥梁结构，是生命线工程中的重要一环。我国近几十年来修建的桥梁，多为我国国道、省道组成的交通网上的关键节点，在抗震救灾中具有极为重要的作用。一旦在地震中破坏或者失去通行功能，将会严重阻碍抗震救灾工作并带来一系列的次生灾害，造成生命及财产的更大损失。

我国大部分国土位于环太平洋地震带和欧亚地震带之间，是一个多地震灾害的国家，为了保障经济发展，保障人民的人身及财产安全，提高震区公路、桥梁的抗震能力，防止落梁现象的发生，保证震区桥梁在一定烈度的地震中不被破坏，保证震后交通系统的畅通，在道路及桥梁建设中就尤为重要和迫切。

为了确保桥梁安全往往需要采取一定措施，限制梁部在地震中移动，确保梁部不产生过大位移或发生落梁等灾害。因此，《铁路工程抗震设计规范》(GB 50111-2006)(2009年版)第7.5.9条规定，设防烈度为8度区桥梁应设置纵向防落梁措施。而目前应用的纵向防落梁主要有三种：

方案一：防落梁设置在两垫石横向中间，防落梁设计为外侧带肋结构，在桥墩顶上中间设置混凝土凸台约束防落梁纵向和横向位移；此方案两垫石之间需要较大空间，单线梁或双线梁垫石横向间距较小时，不能采用此方案；混凝土抗剪承载力较小，当梁跨度较大时，墩顶混凝土凸台抗剪计算很难通过；且此防落梁体系不可更换。

方案二：防落梁设置在两垫石横向中间，将垫石横向设计成哑铃型作为纵向防落梁支撑面。此方案两垫石之间需要较大空间，单线梁或双线梁垫石横向间距较小时，不能采用此方案；混凝土抗剪承载力较小，当梁跨度较大时，垫石纵向抗剪计算通不过；防落梁更换难度较大。

方案三：纵、横向防落梁分别独立设置，横向防落梁设置在两垫石横向中间，将垫石作为横向支撑面；纵向防落梁设置在垫石纵桥向两侧，将垫石作为纵向支撑面。此方案防落梁受力较为明确；防落梁容易更换；但中墩临时支座预埋钢筋与防落梁预埋件严重冲突，为满足中墩临时支座钢筋预埋要求，防落梁预埋钢板上需大面积开孔，对防落梁预埋钢板及套筒破坏较为严重，且防落梁后期难以安装。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种纵向防落梁装置、应用这种纵向防落梁装置的桥梁以及桥梁施工方法。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种纵向防落梁装置，其包括：用于安装时与桥梁梁体进行连接的防落梁顶板、用于安装时与桥墩顶部临时连接的防落梁底板以及防落梁立板；其中防落梁立板的上端与防落梁顶板相连接，下端与防落梁底板相连接，防落梁立板四面围合，与其上端的防落梁顶板及下端的防落梁底板组成一个具有封闭内腔的箱式结构，防落梁顶板及防落梁底板的面积大于所述箱式结构的截面面积。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种桥梁，其包括沿纵桥向连续设置的最少一个梁体，每个梁体下至少设置一个桥墩、每个桥墩的墩顶与梁体的下表面之间固定有垫石，其中梁体的下表面并且靠近垫石的侧边固定有横向防落梁装置及如上所述的纵向防落梁装置，其中横向防落梁装置沿纵桥向设置，纵向防落梁装置沿横桥向设置。

根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种应用上述桥梁的桥梁施工方法，包括如下步骤：

使用抗压载材料填充上述纵向防落梁中防落梁顶板、防落梁立板以及防落梁立板围合而成的箱式结构的步骤；

将所述防落梁顶板通过螺栓与梁体下表面内预埋的预埋套筒相连接的步骤；

将所述防落梁底板通过螺栓与桥墩的墩顶内预埋的预埋套筒相连接以形成中墩临时支座的步骤；

在所述的两组箱式结构之间增设预应力张拉构件的步骤；

拆除所述防落梁底板与桥墩之间的连接螺栓的步骤；

断开所述预应力张拉构件的步骤；

移除所述防落梁底板的步骤。

采用本申请实施例中提供的纵向防落梁装置，将防落梁底板与桥墩墩顶进行临时固定连接，与中墩临时支座结合，形成一种永临结合的防落梁装置，不需要像现有技术一样在防落梁之外另行设置中墩临时支座，也就不会产生防落梁与中墩临时支座相互干涉的问题；采用本申请实施例中提供的桥梁，除具有上述纵向防落梁装置的优点之外，其采用单独设置的纵、横向防落梁，受力明确，防落梁容易安装及更换；本申请实施例中提供的安装方法适用于前述桥梁的施工，在完成所需工序后将防落梁底板移除并断开预应力构件即可形成成桥结构，相对于原本的结构，工序简单，操作方便，可靠性高，不会跟中墩临时支座产生干涉，节省了材料和成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的纵向防落梁装置的竖向截面视图(施工状态)；

图2为本申请实施例提供的纵向防落梁装置的竖向截面视图(成桥状态)；

图3为本申请实施例提供的纵向防落梁装置顶平面布置图(施工状态)；

图4为本申请实施例提供的纵向防落梁装置底平面布置图(施工状态)；

图5为本申请实施例提供的纵向防落梁装置在横桥向的立面布置图(施工状态)；

图6为本申请实施例提供的纵向防落梁装置在纵桥向的立面布置图(施工状态)；

图7为本申请实施例提供的纵向防落梁装置顶平面布置图(成桥状态)；

图8为本申请实施例提供的纵向防落梁装置底平面布置图(成桥状态)；

图9为本申请实施例提供的纵向防落梁装置在横桥向的立面布置图(成桥状态)；

图10为本申请实施例提供的纵向防落梁装置在纵桥向的立面布置图(成桥状态)；

图11为本申请实施例提供的桥梁的具体施工方法流程图。

附图标记：

1-防落梁顶板；2-防落梁底板；3-防落梁立板；4-预埋套筒；5-预应力螺纹钢筋；6-梁体；7-桥墩；8-垫石；9-横向防落梁装置；10-垫板；11-灌注孔。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在实现本申请的过程中，发明人发现在路桥施工中，带有纵向防落梁的梁体施工方案存在着抗剪承载力小，无法适应大跨度梁的使用；防落梁不可更换或者难以更换；在施工过程中与中墩临时支座产生干涉而造成防落梁预埋钢管及套筒的损坏等问题。

针对上述问题，本申请实施例中提供了一种纵向防落梁装置、应用这种纵向防落梁装置的桥梁以及桥梁施工方法，并且以其应用在简支连续桥梁的施工为例加以具体说明。

图1及图2分别为本申请实施例提供的纵向防落梁装置在施工状态及成桥状态下的竖向截面视图。

图3至图6均为本申请实施例提供的纵向防落梁装置在施工状态下的各视面布置图，图1为其顶平面布置图；图2为其底平面布置图(施工状态)；图3为其在横桥向的立面布置图；图4为其在纵桥向的立面布置图。

图7至图10为本申请实施例提供的纵向防落梁装置在施工结束，成桥状态下的各视面布置图，其中图5为其顶平面布置图；图6为其底平面布置图；图7为其在横桥向的立面布置图；图8为其在纵桥向的立面布置图。

如图1至图2中所示的纵向防落梁装置，包括用于安装时与桥梁梁体进行连接的防落梁顶板1、用于安装时与桥墩顶部临时连接的防落梁底板2以及防落梁立板3；其中防落梁立板3的上端与防落梁顶板1相连接，下端与防落梁底板2相连接，防落梁立板3四面围合，与其上端的防落梁顶板1及下端的防落梁底板2组成一个具有封闭内腔的箱式结构，防落梁顶板1及防落梁底板2的面积大于所述箱式结构的截面面积。

在防落梁顶板1及防落梁底板2的外围设置连接结构就可以将防落梁顶板1与防落梁底板2分别与桥梁梁体及桥墩墩顶相连接，在施工状态时，形成中墩临时支座，对梁体起到支撑作用，方便施工，为了保护防落梁底板2，可以在防落梁底板2及桥墩墩顶之间增设垫板10；当施工结束时，只需要解除防落梁底板2分别与桥墩墩顶的连接，并且移除垫板10，防落梁底板2多余部分，即可以只余下防落梁，发挥其防震抗震的作用。操作简单，因为不需要额外放置中墩临时支座，不会产生纵向防落梁与中墩临时支座的干涉，也不会产生对安装和更换纵向防落梁的影响，并且成本很低。

进一步的，所述防落梁顶板1及防落梁底板2上的外围，位于所述箱式结构在防落梁顶板1及防落梁底板2的投影范围之外的位置设有螺栓安装孔。在防落梁顶板1及防落梁底板2的外围设置的连接结构可以有多种，由于其容易安装，构件已经标准化生产，成本低廉，安装和拆卸都比较容易且可靠性较高，螺栓结构在建筑施工中较为常见，因此，在本申请的一些具体实施例中也优先采用这种连接方式将防落梁顶板1与防落梁底板2分别与桥梁梁体及桥墩墩顶进行连接与固定。

进一步的，所述防落梁立板3与所述防落梁顶板1及防落梁底板2相垂直。防落梁顶板1和防落梁底板2相互平行，而防落梁立板3与防落梁顶板1和防落梁底板2均垂直，这是因为在施工过程中本申请实施例提供的纵向防落梁装置会作为中墩临时支座的一部分承受桥梁梁体的压力，垂直于防落梁顶板1和防落梁底板2的防落梁立板3可以更好的承受压力，具有更高的可开行。防落梁立板3的横截面平行于水平面的截面形状可以为任何需要的形状，如圆形、多边形等，在本申请实施例中，选用四边围合的矩形形状。

进一步的，在一些实施例中，所述防落梁顶板1上位于所述箱式结构在防落梁顶板1投影范围之内的位置开有灌注孔11。灌注孔11可以用来向防落梁顶板1、防落梁底板2和防落梁立板3围合而成的箱体结构中灌注所需要的材料以加强纵向防落梁装置的可靠性。

由所述防落梁顶板1、防落梁底板2以及防落梁立板3围合而成的箱式结构内填充有抗压载材料。由于在施工过程中本申请实施例提供的纵向防落梁装置会作为中墩临时支座的一部分承受桥梁梁体的压力，因此，通过灌注孔11向上述箱体结构中灌注抗压载材料，例如C50补偿收缩混凝土，待混凝土灌注密实后，封堵灌注孔11后进行安装和施工，以增强纵向防落梁装置的抗压载能力，达到中墩临时支座的强度要求以保证施工效果。

进一步的，所述纵向防落梁装置还包括预埋套筒4，所述预埋套筒4用于预埋在与所述防落梁顶板1相连接的桥梁梁体内，以及与防落梁底板2相连接的桥墩顶部内，预埋套筒4预埋的位置与所述防落梁顶板1及防落梁底板2上外围开设的螺栓安装孔相对应。预埋套筒4的设置是为了可以提高构件标准化和快速施工，预先将预埋套筒4埋进桥梁梁体及桥墩墩顶，安装的时候可以直接使用对应的螺栓进行安装，不需要现场打孔埋套筒，且预埋套筒是在桥梁制作的时候就预先埋进去的，相较于现场打孔，与桥梁梁体及桥墩墩顶的材料结合更牢固，可靠性更高。

在一些具体实施例中，所述纵向防落梁装置有至少两个且沿横桥向方向设置，所述纵向防落梁装置还包括预应力张拉构件，所述预应力张拉构件设置于纵向防落梁装置之间。

进一步的，所述预应力张拉构件为与预应力螺纹钢筋5，所述预应力螺纹钢筋5的两端分别预埋在所述桥墩墩顶及桥梁梁体内。预应力张拉构件的作用是防止中墩临时支座偏载受拉。预应力螺纹钢筋5结构简单，使用完毕后不需要拆卸，只要直接切断即可，操作简单成本低。

本申请实施例还提供了一种应用上述实施例中的纵向防落梁装置的桥梁，如图3至图10所示，包括沿纵桥向连续设置的最少一个梁体6，每个梁体6下至少设置一个桥墩7、每个桥墩7的墩顶与梁体6的下表面之间固定有垫石8，其中梁体6的下表面并且靠近垫石8的侧边固定有横向防落梁装置9及如上所述的纵向防落梁装置，其中横向防落梁装置9沿纵桥向设置，纵向防落梁装置沿横桥向设置。

进一步的，在某些具体实施例中，所述每个桥墩7的墩顶沿横桥向设有两块垫石8，在两块垫石8之间设有四个横向防落梁装置9，每块垫石8的内侧设置两个，四个横向防落梁装置9两两对称。在横桥向方向上，靠近两块垫石8平行于横桥向的侧边分别设有所述防落梁顶板1、防落梁底板2以及防落梁立板3围合而成的箱式结构，每组两个箱式结构，每块垫石的每个平行于横桥向的侧边设置一组，其中防落梁顶板1通过螺栓与梁体6下表面内预埋的预埋套筒4相连接，平行于横桥向的两组箱式结构之间，沿横桥向设有所述预应力张拉构件。

图11为本申请实施例提供的桥梁的具体施工方法流程图。如图11所示，本申请实施例还提供了上述桥梁的具体施工方法，包括如下步骤：

使用抗压载材料填充如上所述的纵向防落梁中防落梁顶板1、防落梁底板2以及防落梁立板3围合而成的箱式结构的步骤；

将所述防落梁顶板1通过螺栓与梁体6下表面内预埋的预埋套筒4相连接的步骤；

将所述防落梁底板2通过螺栓与桥墩7的墩顶内预埋的预埋套筒4相连接以形成中墩临时支座的步骤；

在所述的两组箱式结构之间增设预应力张拉构件的步骤；

拆除所述防落梁底板2与桥墩7之间的连接螺栓的步骤；

断开所述预应力张拉构件的步骤；

移除所述防落梁底板2多余部分的步骤。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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，也可以是电连接或可以互相通讯；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本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种纵向防落梁装置，其特征在于，包括：

防落梁顶板(1)，所述防落梁顶板(1)用于安装时与桥梁梁体进行连接；

防落梁底板(2)，所述防落梁底板(2)用于安装时与桥墩顶部临时连接；

防落梁立板(3)，所述防落梁立板(3)的上端与防落梁顶板(1)相连接，下端与防落梁底板(2)相连接，防落梁立板(3)四面围合，与其上端的防落梁顶板(1)及下端的防落梁底板(2)组成一个具有封闭内腔的箱式结构，箱式结构内填充有抗压载材料；防落梁顶板(1)及防落梁底板(2)的面积大于所述箱式结构的截面面积；

预埋套筒(4)，所述预埋套筒(4)用于预埋在与所述防落梁顶板(1)相连接的桥梁梁体内，以及与防落梁底板(2)相连接的桥墩顶部内，预埋套筒(4)预埋的位置与所述防落梁顶板(1)及防落梁底板(2)上外围开设的螺栓安装孔相对应；

预应力张拉构件；所述纵向防落梁装置有至少两个且沿横桥向方向设置，预应力张拉构件设置于纵向防落梁装置之间；所述预应力张拉构件为预应力螺纹钢筋(5)，所述预应力螺纹钢筋(5)的两端分别预埋在所述桥墩墩顶及桥梁梁体内。

2.根据权利要求1所述的纵向防落梁装置，其特征在于，所述防落梁顶板(1)及防落梁底板(2)上外围，位于所述箱式结构在防落梁顶板(1)及防落梁底板(2)的投影范围之外的位置设有螺栓安装孔。

3.根据权利要求2所述的纵向防落梁装置，其特征在于，所述防落梁立板(3)与所述防落梁顶板(1)及防落梁底板(2)相垂直。

4.根据权利要求3所述的纵向防落梁装置，其特征在于，所述防落梁顶板(1)上位于所述箱式结构在防落梁顶板(1)投影范围之内的位置开有灌注孔。

5.一种桥梁，其特征在于：包括沿纵桥向连续设置的最少一个梁体(6)，每个梁体(6)下至少设置一个桥墩(7)、每个桥墩(7)的墩顶与梁体(6)的下表面之间固定有垫石(8)，其中梁体(6)的下表面并且靠近垫石(8)的侧边固定有横向防落梁装置(9)及如权利要求1-4任一项所述的纵向防落梁装置，其中横向防落梁装置(9)沿纵桥向设置，纵向防落梁装置沿横桥向设置。

6.根据权利要求5所述的桥梁，其特征在于：所述每个桥墩(7)的墩顶沿横桥向设有两块垫石(8)，在两块垫石(8)之间设有横向防落梁装置(9)，在横桥向方向上，靠近两块垫石(8)平行于横桥向的侧边分别设有所述防落梁顶板(1)、防落梁底板(2)以及防落梁立板(3)围合而成的箱式结构，其中防落梁顶板(1)通过螺栓与梁体(6)下表面内预埋的预埋套筒(4)相连接，所述的两组箱式结构之间，沿横桥向设有所述预应力张拉构件。

7.一种应用权利要求5所述桥梁的桥梁施工方法，其特征在于，所述桥梁施工方法包括：

使用抗压载材料填充权利要求4所述的纵向防落梁装置中防落梁顶板(1)、防落梁底板(2)以及防落梁立板(3)围合而成的箱式结构的步骤；

将所述防落梁顶板(1)通过螺栓与梁体(6)下表面内预埋的预埋套筒(4)相连接的步骤；

将所述防落梁底板(2)通过螺栓与桥墩(7)的墩顶内预埋的预埋套筒(4)相连接以形成中墩临时支座的步骤；

在所述的两组箱式结构之间增设预应力张拉构件的步骤；

拆除所述防落梁底板(2)与桥墩(7)之间的连接螺栓的步骤；

断开所述预应力张拉构件的步骤；

移除所述防落梁底板(2)多余部分的步骤。