CN217149930U - 一种独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，成对设置的横向锚块固定在梁体两端下方，横向锚块下表面与地面距离相同，上表面与梁体下表面距离相同，第一抱箍与独柱墩上端贴合固定，两侧水平对称固定延性钢杆，每个延性钢杆外侧面水平固定液压千斤顶，液压千斤顶末端与横向锚块内表面固定，延性钢杆、液压千斤顶和横向锚块中心在同一条直线上；第二抱箍与独柱墩下端贴合固定，4个竖向锚块均匀排布后与第二抱箍外表面贴合固定，每两个竖向锚块对称分布在横向锚块正下方两侧，每组BFRP筋的一端锚固在同一个竖向锚块中，另一端锚固在横向锚块宽度方向一侧，每组BFRP筋中的BFRP筋平行，BFRP筋与液压千斤顶的夹角大于60°。

Description

一种独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置

技术领域

本实用新型属于桥梁加固技术领域，具体为一种独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置。

背景技术

近年来，随着交通流量、车辆载重逐渐增大，特别是大型货车吨位的增加，超载现象频发，独柱墩桥梁的倾覆事故也逐渐增多。特别是超载400％的大型半挂车会导致独柱墩上整片梁倾覆，对人民的生命与财产安全造成极大的威胁。在公路桥梁建设过程中，受地形、地物、占地面积和景观等因素影响，下部墩往往采用独柱支承方式，以减少土地占用、改善下部结构布局、缓解桥梁基础与地下建筑位置冲突、增加视野及桥型美观度。但横向抗倾覆力矩不足，是独柱墩桥的天然劣势，有桥梁整体侧翻的安全隐患，因此对独柱墩桥梁的加固是必要的。

就独柱墩的抗倾覆稳定性，最典型的解决方案便是将独柱墩改为多点支撑，通过在独柱墩两侧增加辅助墩柱，以达到增加受力面积的目的，但此种方法会占用更多的桥下空间，有时会影响桥下车辆通行，并且辅助墩的造价昂贵，大大提高了加固成本，不能大面积推广。

目前，多数加固设施已经摒弃了直接增加桥墩数量的方式，采用在盖梁两端增加2个混凝土挡块或者将桥墩顶部与梁体侧面增加连系结构的方式进行抗倾覆加固。但在梁体硕大的重力作用下，混凝土挡块起的作用非常有限。而这种连系结构由于力臂较短，也很难起到大的加固作用。对于某些利用后加盖梁增设支座以及采用大体积钢材增设支撑的加固方案，在后续的使用运营过程中不得不面临高昂的支座更换费用以及防止钢材锈蚀的维护费用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，利用BFRP筋为主梁提供一个抗倾覆力矩，BFRP筋再将拉力通过钢抱箍传递给墩，可以有效解决现有独柱墩桥梁倾覆和加固设施锈蚀问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，包括第一抱箍、第二抱箍、4组BFRP筋和4个竖向锚块，以及成对设置的横向锚块；

所述成对设置的横向锚块固定在梁体两端的下方，成对设置的横向锚块的下表面与地面的距离相同，成对设置的横向锚块的上表面与梁体下表面的距离相同，第一抱箍与独柱墩的上端贴合后固定，第一抱箍的两侧水平对称固定有延性钢杆，每个延性钢杆长度方向的外侧面水平固定有液压千斤顶，液压千斤顶的末端与横向锚块长度方向的内表面固定设置，延性钢杆、液压千斤顶和横向锚块的中心在同一条直线上；

所述的第二抱箍与独柱墩的下端贴合后固定，4个竖向锚块均匀排布后均与第二抱箍的外表面贴合固定，每两个竖向锚块对称分布在横向锚块正下方的两侧，每组BFRP筋的一端锚固在同一个竖向锚块中，另一端锚固在横向锚块宽度方向的一侧，每组BFRP筋中的BFRP筋相互平行，BFRP筋与液压千斤顶的夹角大于60°。

优选的，所述横向锚块的上表面固定有连接板，连接板上固定有第一垫板，第一垫板通过锚固螺栓固定在梁体的底部。

优选的，所述的第一抱箍和第二抱箍结构相同，第二抱箍包括第一半圆抱箍和第二半圆抱箍，通过高强对拉螺栓和螺母连接为一个整体，第一抱箍和第二抱箍均通过均匀布置的若干竖列锚固螺栓与独柱墩固定。

优选的，所述第一抱箍的外表面对称固定有固定块，延性钢杆通过锚固螺栓固定在固定块的外侧。

优选的，所述的横向锚块和竖向锚块中均安装有锚杯，BFRP筋的两端均锚固在锚杯中。

进一步，每组BFRP筋有3～5个BFRP筋，横向锚块中设置有两排间隔设置的锚固端口，每排锚固端口为3～5个，横向锚块中的锚杯安装在对应的锚固端口中，竖向锚块中竖向安装有间隔设置的3～5个锚杯，每组BFRP筋中的BFRP筋两端均锚固在对应的锚杯中。

再进一步，所述每组BFRP筋的两端均套设有端堵，端堵固定在锚杯中。

进一步，所述端堵的中心线与BFRP筋的中心线重合。

优选的，所述液压千斤顶的底部焊接在延性钢杆的外侧面。

优选的，所述液压千斤顶的末端固定有一块与横向锚块内表面形状相同的第二垫板，第二垫板通过锚固螺栓固定在横向锚块长度方向的内表面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型一种独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，根据独柱墩桥梁的结构特点将横向锚块成对固定在梁体两端的下方，当横向锚块的下表面与地面距离相同，上表面与梁体下表面距离相同，这样当第一抱箍与独柱墩的上端贴合后固定，可在第一抱箍的两侧水平对称固定延性钢杆；在延性钢杆长度方向的外侧面水平固定液压千斤顶，针对不同的独柱墩桥梁调节设计位置，方便施工，支撑受力也能很好地掌握，较以往的加固装置有更好的适应性；液压千斤顶末端与横向锚块长度方向的内表面固定，这样可以保证延性钢杆、液压千斤顶和横向锚块的中心在同一条直线上；而第二抱箍与独柱墩的下端贴合后固定，可将4个竖向锚块均匀排布后均与第二抱箍外表面贴合固定，当每两个竖向锚块对称分布在横向锚块正下方的两侧时，可将4组BFRP筋中的每组BFRP筋一端分别锚固在同一个竖向锚块中，另一端锚固在横向锚块宽度方向的一侧，每组BFRP筋中的BFRP筋相互平行，可在梁体和独柱墩下端形成对称的四组斜向的抗倾覆力矩，并将力矩传递到独柱墩和梁体，水平分力可由延性钢杆承担，通过延性钢杆、液压千斤顶和横向锚块中心在同一条直线上的设计可传递BFRP筋的水平分力至独柱墩，提高了独柱墩桥梁抗倾覆稳定性，增加了加固设施耐久性，有效避免独柱墩桥梁发生倾覆的危险，也在一定程度上减少了加固设施的维护费用；BFRP筋与液压千斤顶的夹角大于60°，可使结构竖向分力与横向分力比较大，保证抗倾覆效率。本实用新型的斜拉式抗倾覆装置方便提前预制再现场安装，降低施工难度；所用筋材为BFRP筋，相比钢材具有更高的强度和更高的耐腐蚀性能，可以减少筋材和锚具用量，也能在多种腐蚀环境中保持工作性能，使本装置的适用性更强，使用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型所述斜拉式抗倾覆装置的正视图。

图2为图1中沿延性钢杆平面的剖视图。

图3为图1中4组BFRP筋和抱箍的俯视图。

图中：1-梁体；2-锚固螺栓；3-第一垫板；4-连接板；5-横向锚块；6-锚杯；7-BFRP筋；8-竖向锚块；9-支座；10-第二垫板；11-液压千斤顶；12-延性钢杆；13-固定块；14-第一抱箍；141-第一半圆抱箍；142-第二半圆抱箍；15-高强对拉螺栓；16-独柱墩；17-端堵；18-第二抱箍。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型一种独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，参见图1，主要包括第一抱箍18、第二抱箍14、4组BFRP筋7和4个竖向锚块8，以及沿独柱墩16高度方向成对设置的横向锚块5，第一抱箍18和第二抱箍14结构相同。

横向锚块5的上表面焊接有连接板4，连接板4上焊接有第一垫板3，第一垫板3通过锚固螺栓2固定在梁体1的底部，可以通过调节第一垫板3的厚度控制横向锚块5的高度与角度。成对设置的横向锚块5的下表面与地面的距离相同，成对设置的横向锚块5的上表面与梁体1下表面的距离相同，第一抱箍18与独柱墩16的上端贴合后固定，第一抱箍18的两侧水平对称通过焊接固定有延性钢杆12，每个延性钢杆12长度方向的外侧面水平固定有高度可调节的液压千斤顶11，主要用于传递BFRP筋7的水平分力至独柱墩16，液压千斤顶11的末端与横向锚块5长度方向的内表面固定设置，延性钢杆12、液压千斤顶11和横向锚块5的中心在同一条直线上。

第二抱箍14与独柱墩16的下端贴合后固定，4个竖向锚块8分别位于第二抱箍14的四角，4个竖向锚块8均匀排布后均与第二抱箍14的外表面通过焊接贴合固定，每两个竖向锚块8对称分布在横向锚块5正下方的两侧，BFRP的中文全称为玄武岩纤维增强复合材料，避免梁体1的水平滑移。每组BFRP筋7的一端锚固在同一个竖向锚块8中，另一端锚固在横向锚块5宽度方向的一侧，每组BFRP筋7中的BFRP筋7相互平行，BFRP筋7与液压千斤顶11的夹角大于60°，使结构竖向分力与横向分力比较大，保证抗倾覆效率。BFRP筋7的抗拉强度是普通钢筋的2倍以上，拥有卓越的耐腐蚀、强度高、质量轻介电性能好等优点，是一种绿色环保的钢筋替代材料。

具体地，如图2和图3所示，第二抱箍14由第一半圆抱箍141、第二半圆抱箍142通过对称布置的高强对拉螺栓15和螺母连接为一个整体，第一抱箍18和第二抱箍14的材质为钢。第一抱箍18和第二抱箍14通过均匀布置的四列锚固螺栓2固定在独柱墩16上；第一抱箍18沿横桥向的外表面对称焊接有固定延性钢杆12的固定块13，用于传递延性钢杆12的水平推力到独柱墩16，延性钢杆12通过锚固螺栓2固定在固定块13的外侧，固定块13使用弧面全贴合的形式固定；第二抱箍14在每个半圆抱箍的三分点处焊接有三棱柱状的竖向锚块8，竖向锚块8的斜边面以弧面的形式与第二抱箍14贴合焊接。

横向锚块5和竖向锚块8在主梁1左右两侧对称布置，均为钢制挖孔块，具体构造见图2和图3。横向锚块5和竖向锚块8中均安装有锚杯6，BFRP筋7的两端均锚固在锚杯6中，BFRP筋7提供抗倾覆力矩，有效避免梁体1的整体倾覆。每组BFRP筋7有3～5个BFRP筋7，横向锚块5中横向设置有两排间隔设置的锚固端口，每排锚固端口为3～5个，横向锚块5中的锚杯6安装在对应的锚固端口中，竖向锚块8中竖向安装有间隔设置的3～5个锚杯6，每组BFRP筋7中的BFRP筋7两端均锚固在对应的锚杯6中，内加含石英砂的胶结材料环氧树脂将BFRP筋7牢固锚固。本实用新型每组BFRP筋7仅展示了3个BFRP筋7。横向锚块5通过钢材质的连接板4与钢材质的第一垫板3连接在一起，再将拉力通过锚固螺栓2传递给梁体1，以达到抗倾覆的目的。

液压千斤顶11的底部焊接在延性钢杆12的外侧面。液压千斤顶11的末端固定有一块与横向锚块5内表面形状相同的第二垫板10，第二垫板10通过锚固螺栓2固定在横向锚块5长度方向的内表面。见图2，延性钢杆12分为左右两个，沿桥梁横向对称布置，延性钢杆12由空心钢圆管构成，延性钢杆12底部通过锚固螺栓2固定在固定块13的外表面，液压千斤顶11底部与延性钢杆12焊接在一起。组装时，先把延性钢杆12通过底部的锚固螺栓2与固定块13连接，液压千斤顶11末端的第二垫板10通过锚固螺栓2与横向锚块5连接，使横向锚块5、第二垫板10、液压千斤顶11、延性钢杆12和固定块13中心在一条水平直线上，能更好的传递BFRP筋7的水平分力，另一端调节事先固定好的液压千斤顶11的高度，使第二垫板10能与横向锚块5刚好接触，再通过锚固螺栓2固定连接第二垫板10和横向锚块5。

见图3，竖向锚块8中的锚杯6呈竖向均匀排列，以达到分散拉力的目的，也能方便锚固；将BFRP筋7分散锚固在抱箍14的四角，使之均匀传力，最大限度发挥材料性能。

本实用新型中，第一半圆抱箍141、第二半圆抱箍142通过高强对拉螺栓15固定，以及第一抱箍18和第二抱箍14上设置的若干锚固螺栓2与独柱墩16紧密结合，第一抱箍18与固定块13，第二抱箍14和竖向锚块8通过焊接紧密连接，此种连接方式可以保证连接质量，使结构不出现应力集中。

安装好横向锚块5和竖向锚块8后，进行BFRP筋7的张拉锚固。首先根据实际情况计算，取长度和直径合适的BFRP筋7，将上端穿过端堵17固定于锚杯6内，加入含石英砂的环氧树脂，利用端堵17封锚，待到胶结材料强度达到预定强度后，进行下端的锚固；通过拉锚设备在BFRP筋7下端的锚固段穿过端堵17固定于锚杯6中，夹紧后灌注含石英砂的环氧树脂，端堵17的中心线与BFRP筋7的中心线重合，再利用端堵17进行封口，端堵17呈现斜向上的工作姿态，能有效贴合BFRP筋7，保证封浆效果，待到锚固强度达到预定强度拆下拉锚设备；此时，斜拉筋的存在便可直接对倾覆力矩产生反作用力，再将力传递到刚度强度比较大的独柱墩16上，达到抵抗倾覆的目的，也弥补了现有装置的不足。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前体下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (10)

1.一种独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，包括第一抱箍(18)、第二抱箍(14)、4组BFRP筋和4个竖向锚块(8)，以及成对设置的横向锚块(5)；

所述成对设置的横向锚块(5)固定在梁体(1)两端的下方，成对设置的横向锚块(5)的下表面与地面的距离相同，成对设置的横向锚块(5)的上表面与梁体(1)下表面的距离相同，第一抱箍(18)与独柱墩(16)的上端贴合后固定，第一抱箍(18)的两侧水平对称固定有延性钢杆(12)，每个延性钢杆(12)长度方向的外侧面水平固定有液压千斤顶(11)，液压千斤顶(11)的末端与横向锚块(5)长度方向的内表面固定设置，延性钢杆(12)、液压千斤顶(11)和横向锚块(5)的中心在同一条直线上；

所述的第二抱箍(14)与独柱墩(16)的下端贴合后固定，4个竖向锚块(8)均匀排布后均与第二抱箍(14)的外表面贴合固定，每两个竖向锚块(8)对称分布在横向锚块(5)正下方的两侧，每组BFRP筋的一端锚固在同一个竖向锚块(8)中，另一端锚固在横向锚块(5)宽度方向的一侧，每组BFRP筋中的BFRP筋(7)相互平行，BFRP筋(7)与液压千斤顶(11)的夹角大于60°。

2.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，所述横向锚块(5)的上表面固定有连接板(4)，连接板(4)上固定有第一垫板(3)，第一垫板(3)通过锚固螺栓(2)固定在梁体(1)的底部。

3.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，所述的第一抱箍(18)和第二抱箍(14)结构相同，第二抱箍(14)包括第一半圆抱箍(141)和第二半圆抱箍(142)，通过高强对拉螺栓(15)和螺母连接为一个整体，第一抱箍(18)和第二抱箍(14)均通过均匀布置的若干竖列锚固螺栓(2)与独柱墩(16)固定。

4.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，所述第一抱箍(18)的外表面对称固定有固定块(13)，延性钢杆(12)通过锚固螺栓(2)固定在固定块(13)的外侧。

5.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，所述的横向锚块(5)和竖向锚块(8)中均安装有锚杯(6)，BFRP筋(7)的两端均锚固在锚杯(6)中。

6.根据权利要求5所述的独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，每组BFRP筋有3～5个BFRP筋(7)，横向锚块(5)中设置有两排间隔设置的锚固端口，每排锚固端口为3～5个，横向锚块(5)中的锚杯(6)安装在对应的锚固端口中，竖向锚块(8)中竖向安装有间隔设置的3～5个锚杯(6)，每组BFRP筋中的BFRP筋(7)两端均锚固在对应的锚杯(6)中。

7.根据权利要求5所述的独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，所述每组BFRP筋(7)的两端均套设有端堵(17)，端堵(17)固定在锚杯(6)中。

8.根据权利要求7所述的独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，所述端堵(17)的中心线与BFRP筋(7)的中心线重合。

9.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，所述液压千斤顶(11)的底部焊接在延性钢杆(12)的外侧面。

10.根据权利要求1所述的独柱墩桥梁的斜拉式抗倾覆装置，其特征在于，所述液压千斤顶(11)的末端固定有一块与横向锚块(5)内表面形状相同的第二垫板(10)，第二垫板(10)通过锚固螺栓(2)固定在横向锚块(5)长度方向的内表面。

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