CN212223643U - 一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构 - Google Patents

一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构 Download PDF

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朱超
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Abstract

一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，由箱梁、墩柱、墩柱锚固块、梁底垫板、预应力筋钢管混凝土、锚具和梁体锚固块组成，预应力筋钢管混凝土在墩柱的两侧对称于墩柱的中轴线斜向布置，钢管和灌浆料与墩柱锚固块和梁底垫板连接固定构成受压体系，纵向预应力筋与墩柱锚固块和梁体锚固块连接固定构成受拉体系，受压体系和受拉体系的组合共同形成一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构。预应力筋钢管混凝土在结构中既可受压又可受拉使该结构具有抗倾覆能力强、刚度大，大幅提高加固桥梁的横向承载力与刚度，受压体系和受拉体系的组合提供桥梁抗倾覆的双重保障。

Description

一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构
技术领域
本实用新型属于土木工程领域，涉及一种桥梁加固结构，具体是一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构。
背景技术
独柱墩桥梁的形式美观、占地面积小等诸多优点使得其在现代桥梁工程建设中大量应用，由于独柱墩桥梁横向稳定性较差，因此在汽车荷载、支座沉降、自身结构形式以及温度等因素的影响下，容易发生整体倾覆事故，加上现有桥梁规范对横向稳定性验算规定的缺失，使得独柱墩桥梁的在运行的过程中存在很大的安全隐患。
为了克服独柱墩桥梁带来的安全隐患，研究人员和工程实践者采取了一些措施来克服这个问题，设置抱箍肋板、增设钢盖梁、增设柔性装置等方法，例如中国专利CN106012874 A 公开了一种独柱墩梁桥抗倾覆加固支撑装置，通过设置铰接工字钢，将工字钢支撑结构铰接于桥墩支承钢板，可活动地支撑箱梁，但是设置铰接工字钢，加工工艺复杂，且铰接处易锈蚀导致失效，相比之下，达到相同加固效果的前提下，用预应力钢管混凝土支撑构造简单、施工方便且后期维护陈本较低。又如中国专利CN203700969U一种公路桥梁独柱墩盖梁施工用双抱箍三角形托架，通过设置抱箍三角形支架以环绕的方式与原有墩柱固定达到支撑效果，该方法无需中断交通且技术相对成熟，但是，抱箍设置需开设较多孔洞，难以避开墩柱中原有受力筋，而且螺栓暴露于空气中易发生锈蚀，后期保养困难。再者，如中国专利 CN207392041U一种用于提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的拉杆装置，通过增设拉杆装置的安装可以快速有效的加固独柱墩结构，该装置在箱梁与墩柱之间既能受拉又能受压加固效果显著，但是，该方法是的部分地方减小了箱梁底下的净高，对交通通行有一定影响。
因此，现有的独柱墩抗倾覆支撑体系或结构均能起到一定的加固效果，但是加固效率总体不高，制作工艺繁琐、复杂，对桥梁的横向承载力和横向刚度提高效果有限。此外，支撑体系在结构中受压易产生失稳或屈曲破坏的不利结果。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，将力学性能各有优势的钢管、灌浆料及预应力筋组合成一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其在实际工作中既能受箱梁另一侧的拉力作用又能受同侧箱梁的压力作用，双重保障能有效解决独柱墩在超载车辆通行时以倾覆的威胁，该结构承载力高、刚度大，可实施性强。
本实用新型所采用的解决方案是：一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其特征在于，由箱梁、墩柱、墩柱锚固块、梁底垫板、预应力筋钢管混凝土、锚具和梁体锚固块组成，预应力筋钢管混凝土在墩柱的两侧对称于墩柱的中轴线斜向布置，预应力筋钢管混凝土由钢管、灌浆料和纵向预应力筋构成，墩柱锚固块固定于墩柱的顺桥向的侧面，梁底垫板固定于箱梁的底面，钢管斜向支撑且两端分别连接于墩柱锚固块和梁底垫板，灌浆料充满于钢管的内部，纵向预应力筋穿过灌浆料的核心且经过预应力张拉后其两端分别通过锚具锚固于墩柱锚固块和梁体锚固块，钢管和灌浆料与墩柱锚固块和梁底垫板连接固定构成受压体系，纵向预应力筋与墩柱锚固块和梁体锚固块连接固定构成受拉体系，受压体系和受拉体系的组合共同形成一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构。
在本实用新型结构中，将钢管、灌浆料、预应力筋结合构成的抗倾覆结构，既有较强的受拉性能又有较强的受压性能。钢管本身可作为灌浆料浇筑时的模板，在结构使用阶段，当箱梁一侧受到过大荷载时，同侧的预应力钢管混凝土可承受该处的压力作用，同时另一侧的预应力钢管混凝土可承受相应的拉力作用。预应力钢管混凝土承受的压力和拉力就近传递给墩柱，抵抗倾覆荷载。
灌浆料为普通混凝土、UHPC、水泥砂浆中的一种。
箱梁在预应力筋钢管混凝土通过处开设孔洞，其孔洞的方向与预应力筋钢管混凝土的方向一致。
钢管与墩柱锚固块和梁底垫板通过螺栓或焊接连接。
纵向预应力筋的截面形心与钢管的截面形心一致。
钢管的截面形状为圆形、矩形、等边多边形的一种。
墩柱锚固块、梁体锚固块和梁底垫板分别通过植筋、锚栓或胶粘固定于墩柱或箱梁。
本实用新型解决了公知的独柱墩桥梁易倾覆带来的危害，结构既可受压又可受拉使该结构具有抗倾覆能力强且操作施工方便快捷等优点，能有效防止边缘车辆过重造成箱梁的整体倾覆，具有如下有益效果：
(1)发挥钢管混凝土抗压能力强、预应力筋抗拉能力强等多种材料的优势。
(2)受压体系和受拉体系的组合提供桥梁抗倾覆的双重保障。
(3)抗倾覆结构承载力高、刚度大，大幅提高加固桥梁的横向承载力与刚度。
(4)加固在桥下施工，对桥梁上行车没有影响，不需要中断交通。
附图说明：
图1是一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构的立面示意图；
图2是一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构的预应力筋钢管混凝土的截面图；
图3是一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构的受压体系和受拉体系局部立面示意图；
图4是一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构的受压体系局部立面示意图；
图5是一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构的受拉体系局部立面示意图；
在附图中，1为箱梁；12为孔洞；2为墩柱；3为墩柱锚固块；4为梁底垫板；5为预应力筋钢管混凝土；51为钢管；52为灌浆料；53为预应力筋；501为受压体系；502受拉体系；6为锚具；7为梁体锚固块。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施形式。本实用新型提供一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其特征在于，由箱梁1、墩柱2、墩柱锚固块3、梁底垫板4、预应力筋钢管混凝土5、锚具6和梁体锚固块7组成，预应力筋钢管混凝土5在墩柱2的两侧对称于墩柱2的中轴线斜向布置，预应力筋钢管混凝土5由钢管51、灌浆料52和纵向预应力筋53构成，墩柱锚固块3固定于墩柱2的顺桥向的侧面，梁底垫板4固定于箱梁1的底面，钢管51斜向支撑且两端分别连接于墩柱锚固块3和梁底垫板4，灌浆料52充满于钢管51的内部，纵向预应力筋53穿过灌浆料52 的核心且经过预应力张拉后其两端分别通过锚具6锚固于墩柱锚固块3和梁体锚固块7，钢管51和灌浆料52与墩柱锚固块3和梁底垫板4连接固定构成受压体系501，纵向预应力筋 53与墩柱锚固块3和梁体锚固块7连接固定构成受拉体系502，受压体系501和受拉体系 502的组合共同形成一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构。
灌浆料52为普通混凝土、UHPC、水泥砂浆中的一种。
箱梁1在预应力筋钢管混凝土5通过处开设孔洞12，其孔洞12的方向与预应力筋钢管混凝土5的方向一致。
钢管51与墩柱锚固块3和梁底垫板4通过螺栓或焊接连接。
纵向预应力筋53的截面形心与钢管51的截面形心一致。
钢管51的截面形状为圆形、矩形、等边多边形的一种。
墩柱锚固块3、梁体锚固块7和梁底垫板4分别通过植筋、锚栓或胶粘固定于墩柱2或箱梁1。
具体实施中，按照设计要求制作钢管51，在箱梁1沿着预应力筋5的方向开设孔洞12，将墩柱锚固块3、梁体锚固块7和梁底垫板4分别通过植筋、锚栓或胶粘固定于墩柱2或箱梁1，钢管51斜向支撑且两端分别连接于墩柱锚固块3和梁底垫板4，纵向预应力筋53穿过灌浆料52的核心且经过预应力张拉后其两端分别通过锚具6锚固于墩柱锚固块3和梁体锚固块7，灌注灌浆料52充满于钢管51的内部，钢管51和灌浆料52与墩柱锚固块3和梁底垫板4连接固定构成受压体系501，纵向预应力筋53与墩柱锚固块3和梁体锚固块7连接固定构成受拉体系502，受压体系501和受拉体系502的组合共同形成一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构。

Claims (7)

1.一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其特征在于，由箱梁(1)、墩柱(2)、墩柱锚固块(3)、梁底垫板(4)、预应力筋钢管混凝土(5)、锚具(6)和梁体锚固块(7)组成，预应力筋钢管混凝土(5)在墩柱(2)的两侧对称于墩柱(2)的中轴线斜向布置，预应力筋钢管混凝土(5)由钢管(51)、灌浆料(52)和纵向预应力筋(53)构成，墩柱锚固块(3)固定于墩柱(2)的顺桥向的侧面，梁底垫板(4)固定于箱梁(1)的底面，钢管(51)斜向支撑且两端分别连接于墩柱锚固块(3)和梁底垫板(4)，灌浆料(52)充满于钢管(51)的内部，纵向预应力筋(53)穿过灌浆料(52)的核心且经过预应力张拉后其两端分别通过锚具(6)锚固于墩柱锚固块(3)和梁体锚固块(7)，钢管(51)和灌浆料(52)与墩柱锚固块(3)和梁底垫板(4)连接固定构成受压体系(501)，纵向预应力筋(53)与墩柱锚固块(3)和梁体锚固块(7)连接固定构成受拉体系(502)，受压体系(501)和受拉体系(502)的组合共同形成一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构。
2.根据权利要求1所述的一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其特征在于，灌浆料(52)为普通混凝土、UHPC、水泥砂浆中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其特征在于，箱梁(1)在预应力筋钢管混凝土(5)通过处开设孔洞(12)，其孔洞(12)的方向与预应力筋钢管混凝土(5)的方向一致。
4.根据权利要求1所述的一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其特征在于，钢管(51)与墩柱锚固块(3)和梁底垫板(4)通过螺栓或焊接连接。
5.根据权利要求1所述的一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其特征在于，纵向预应力筋(53)的截面形心与钢管(51)的截面形心一致。
6.根据权利要求1所述的一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其特征在于，钢管(51)的截面形状为圆形、矩形、等边多边形的一种。
7.根据权利要求1所述的一种独柱墩拉压组合抗倾覆结构，其特征在于，墩柱锚固块(3)、梁体锚固块(7)和梁底垫板(4)分别通过植筋、锚栓或胶粘固定于墩柱(2)或箱梁(1)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115126087A (zh) * 2022-08-03 2022-09-30 中国十七冶集团有限公司 一种建筑用一体化后张预应力混凝土梁柱及施工方法

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GR01 Patent grant
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
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Assignee: BEIJING JIUTONGQU TESTING TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: NANJING FORESTRY University

Contract record no.: X2020320000376

Denomination of utility model: A single column pier anti overturning structure with tension compression combination

Granted publication date: 20201225

License type: Common License

Record date: 20201218

Assignee: Zhenjiang Heng An Civil Technology Co.,Ltd.

Assignor: NANJING FORESTRY University

Contract record no.: X2020320000374

Denomination of utility model: A single column pier anti overturning structure with tension compression combination

Granted publication date: 20201225

License type: Common License

Record date: 20201218

Assignee: Hefei Shuang Dao run Highway Engineering Co.,Ltd.

Assignor: NANJING FORESTRY University

Contract record no.: X2020320000375

Denomination of utility model: A single column pier anti overturning structure with tension compression combination

Granted publication date: 20201225

License type: Common License

Record date: 20201218