CN220977683U - 一种v型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，包括：V型短悬臂梁、支座，V型短悬臂梁设置在V型桥墩及上部结构主梁的两侧，V型短悬臂梁、V型桥墩及结构主梁一体浇筑成型，V型短悬臂梁下缘为球形弧面状，V型短悬臂梁端部为平直段，两侧V型短悬臂梁端部底部设置有支座与其下部桥台连接，支座包括永久支座和临时支座，永久支座包括下部预留有可填充凝固剂的螺栓孔、上部固定连接的上钢板、以及与上钢板相对设置的下钢板，临时支座与V型短悬臂梁之间设置有附加钢板的间隙，V型短悬臂梁端部与桥台之间还可设置顶升设备；能够调节竖向约束自动适应梁体温度变形，避免传统的压重和拉拔装置(支座)的设计方法，降低了造价。

Description

一种V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁建筑领域，具体涉及一种V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构。

背景技术

随着城市建设的发展，基础设施建设对结构造型要求越来越高，对景观的追求，出现了很多大角度V型连续刚构体系桥梁。此类桥梁造型优美，适用于城市跨湖桥梁，风景区桥梁。但由于此类桥梁V型斜腿倾斜角度过大，形成V型短悬臂梁，悬臂短，梁端支反力非常小，且此类结构对温度十分敏感，在降温作用下，V型短悬臂梁呈现上翘趋势；升温作用下，V型短悬臂梁呈现下挠趋势。这就导致温度作用下，梁端支座出现负反力的情况，支座脱空，造成后期运营时，桥面不平整，伸缩缝损坏等病害。

以往设计中，往往采用在梁端箱室内部灌注混凝土进行压重，增加支座的正反力储备，抵抗温度和活载产生的负反力。但混凝土压重效果有限，在结构刚度过大时，压重往往无法解决负反力的问题，还需要增设抗拉拔装置或者改用抗拉支座来辅助抵抗负反力。

此类处理方法虽然在过去运用较多，但拉拔装置安装复杂，外露安装时，影响结构美观；抗拉支座则存在后期无法更换检修的问题。同时，增无论是设拉拔装置、采用抗拉支座还是灌注压重混凝土这些措施都会增加造价，造成一定程度的经济浪费。

实用新型内容

基于上述表述，本实用新型提供了一种V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，以调节竖向约束自动适应梁体温度变形，以此来抵消一次体系转换造成的温度负反力，避免传统的压重和拉拔装置(支座)的设计方法，降低了造价。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，包括：V型短悬臂梁、支座，所述V型短悬臂梁设置在V型桥墩及上部结构主梁的两侧，所述V型短悬臂梁、V型桥墩及结构主梁一体浇筑成型，所述V型短悬臂梁下缘为球形弧面状，所述V型短悬臂梁端部为平直段，两侧所述V型短悬臂梁端部底部设置有所述支座与其下部桥台连接，所述支座包括永久支座和临时支座，所述永久支座包括下部预留有可填充凝固剂的螺栓孔、上部固定连接的上钢板、以及与所述上钢板相对设置的下钢板，所述临时支座与所述V型短悬臂梁之间设置有附加钢板的间隙，所述V型短悬臂梁端部与所述桥台之间还可设置顶升设备。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步的，所述上钢板、下钢板连接有临时构件、锚栓，所述上钢板通过锚栓预埋于所述V型短悬臂梁内，所述下钢板通过所述锚栓插入所述螺栓孔，所述上钢板与所述下钢板之间通过所述临时构件相连。

进一步的，所述临时构件包括锁定杆，所述锁定杆设置在所述上钢板两侧，所述锁定杆穿过所述上钢板与所述下钢板相连接。

进一步的，所述下钢板下部设置有垫石，所述垫石与所述桥台一体浇筑成型，所述螺栓孔设置在所述垫石中。

进一步的，所述上钢板下方设置有支座本体，所述支座本体连接所述上钢板与所述下钢板，所述下钢板与所述垫石之间还设置有临时支撑件。

进一步的，所述临时支座数量与所述永久支座数量相同，在所述临时支座位置的所述桥台内预埋有压力传感器，所述临时支座与所述桥台表面密贴设置。

进一步的，所述间隙设置有所述附加钢板，所述附加钢板包括第一钢板、第二钢板，所述第一钢板设置在所述临时支座上侧，且所述第一钢板与所述V型短悬臂梁相接触，所述第二钢板设置在所述临时支座下侧，且所述第二钢板与所述桥台相接触。

进一步的，当达到最低气温T1时，所述螺栓孔填充有所述凝固剂。

进一步的，所述结构主梁与所述V型桥墩形成一个镂空三角区域，且所述三角区域两侧所述结构主梁沿纵桥向延伸形成所述V型短悬臂梁，所述三角区域内部通过设置圆弧倒角将所述V型桥墩与所述结构主梁顺接。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

1、相较V型短悬臂梁传统的压重+抗拉装置(支座)解决支座负反力的设计方法，该自适应结构通过设置临时支座和固定支座，多次起顶-卸载完成多次结构受力体系转换，通过多次体系转换，消除温度变形，达到不压重、不设拉拔装置(支座)的目的，既解决了支座负反力的设计难题，又解决了拉拔装置(支座)更换难的问题；

2、该自适应结构无须设置抗拉装置(支座)、无需压重，仅采用常规普通支座即可，节约了材料，减少了造价；

3、该自适应结构采用临时支座支撑梁体，将降温工况分级，配合千斤顶和压力传感器对梁端进行顶升，每次顶升到位后，塞填附加钢板，加高临时支座，使得梁体与临时支座密贴后，再对千斤顶进行卸载，施工简单，便于实施。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大示意图；

图3为本实用新型实施例中支座初始支护的结构示意图；

图4为图3中B的局部放大示意图；

图5为图3中C的局部放大示意图；

图6为本实用新型实施例中临时支座及附加钢板的结构示意图；

图7为图6中D的局部放大示意图；

图8为图6中E的局部放大示意图；

图9为本实用新型实施例中支座的自适应安装法施工完成示意图；

图10为图9中F的局部放大示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、V型短悬臂梁；2、支座；21、永久支座；211、螺栓孔；212、上钢板；213、下钢板；214、临时构件；215、锚栓；216、垫石；217、支座本体；218、临时支撑件；219、凝固剂；22、临时支座；23、附加钢板；231、第一钢板；232、第二钢板；3、V型桥墩；4、结构主梁；5、桥台；6、地面线。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周围”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的工程施工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实用新型的限制。

请参阅图1-4，本实施例提供了一种V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，包括：V型短悬臂梁1、支座2；

所述V型短悬臂梁1设置在V型桥墩3及上部结构主梁4的两侧，所述V型短悬臂梁1、V型桥墩3及结构主梁4一体浇筑成型，所述V型短悬臂梁1下缘为球形弧面状，所述V型短悬臂梁1端部为平直段，两侧所述V型短悬臂梁1端部底部设置有所述支座2与其下部桥台5连接，所述支座2包括永久支座21和临时支座22，所述永久支座21包括下部预留有可填充凝固剂219的螺栓孔211、上部固定连接的上钢板212、以及与所述上钢板212相对设置的下钢板213，所述临时支座22与所述V型短悬臂梁1之间设置有附加钢板23的间隙，所述V型短悬臂梁1端部与所述桥台5之间还可设置顶升设备。需要说明的是，这里的顶升设备可以为千斤顶，所述顶升设备用于起顶所述V型短悬臂梁1的梁体，对梁体施加一个顶升力，卸载后，该顶升力反作用于下部所述桥台5上，对所述桥台5产生一个压力储备。所述支座2则指为满足V型短悬臂梁1的受力特征，对传统支座安装方式进行的调整。这里的平直段一般为2m，所述桥台下部及所述V型桥墩之间设置有地面线6。

所述上钢板212、下钢板213连接有临时构件214、锚栓215，所述上钢板212通过锚栓215预埋于所述V型短悬臂梁1内，所述下钢板213通过所述锚栓215插入所述螺栓孔211，所述上钢板212与所述下钢板213之间通过所述临时构件214相连。

所述下钢板213下部设置有垫石216，所述垫石216与所述桥台5一体浇筑成型，所述螺栓孔211设置在所述垫石216中。

请参阅附图2、附图3，需要说明的是，所述永久支座21，指布置于所述V型短悬臂梁1端部与所述桥台5之间的传力装置，所述永久支座21的所述上钢板212、下钢板213通过所述临时构件214连接成一个整体，整体吊装，所述上钢板212的所述锚栓215预埋于所述V型短悬臂梁1混凝土内，所述下钢板213的所述锚栓215插入所述垫石216上的所述螺栓孔211中，所述螺栓孔211先不灌浆，待安装完成后再剪断临时连接。

也就是说，所述永久支座21的所述上钢板212、下钢板213临时连接形成一个整体，在桥梁梁体浇筑时，将所述上钢板212的所述锚栓215预埋于所述V型短悬臂梁1中，同时在所述临时支座22位置预埋所述压力传感器，所述永久支座21数量与所述临时支座22数量设置相同，临时承受所述V型短悬臂梁1自重。

请参阅附图4，在梁体施工完成后，所述V型短悬臂梁1由于其受力特性，会随着温度变化上下位移，当温度下降时，所述V型短悬臂梁1上翘，所述支座2脱空。根据设计降温工况，将降温分级，每一级降温达到后，通过测定所述压力传感器读数，采用所述顶升设备起顶所述V型短悬臂梁1，随后采用所述附加钢板23加高所述临时支座22，塞紧后再卸载落梁。

待大气温度降低至设计最低温时，完成最后一次起顶，起顶到位后，加高所述临时支座22，并采用所述凝固剂219灌注所述螺栓孔211，待所述凝固剂219达到设计强度后，卸载所述顶升设备，拆除所述临时支座22，所述支座2安装完成。

该自适应结构利用所述V型短悬臂梁1随温度变化情况，通过逐级顶升后加高所述临时支座22，形成多次体系转换，调节竖向约束自动适应所述V型短悬臂梁1温度变形，以此来抵消一次体系转换造成的温度负反力，避免传统的压重和拉拔装置(支座)的设计方法，降低了造价。

优选的，所述临时构件214包括锁定杆，所述锁定杆设置在所述上钢板212两侧，所述锁定杆穿过所述上钢板212与所述下钢板213相连接。

所述上钢板212下方设置有支座本体217，所述支座本体217连接所述上钢板212与所述下钢板213，所述下钢板213与所述垫石216之间还设置有临时支撑件218。需要说明的是，这里临时支撑件218可以为垫块。

优选的，所述临时支座22数量与所述永久支座21数量相同，在所述临时支座22位置的所述桥台5内预埋有压力传感器，所述临时支座22与所述桥台5表面密贴设置。需要说明的是，所述临时支座22，指布置于所述V型短悬臂梁1端部与所述桥台5之间的传力装置，且需增加附加钢板23，塞填于梁体与临时支座22之间，用于加高临时支座22，确保梁体与临时支座22密贴，传力顺畅。

所述压力传感器，指布置于临时支座22位置的主梁内，用于反馈所述临时支座22反力情况，据此来调整顶升力。

所述间隙设置有所述附加钢板23，所述附加钢板23包括第一钢板231、第二钢板232，所述第一钢板231设置在所述临时支座22上侧，且所述第一钢板231与所述V型短悬臂梁1相接触，所述第二钢板232设置在所述临时支座22下侧，且所述第二钢板232与所述桥台5相接触。

当达到最低气温T1时，所述螺栓孔211填充有所述凝固剂219。需要说明的是，这里的所述凝固剂219可以为环氧砂浆。所述凝固剂219指用于灌注所述螺栓孔211的一种产品，用于固结所述永久支座21，完成最终的体系转换。

所述结构主梁4与所述V型桥墩3形成一个镂空三角区域，且所述三角区域两侧所述结构主梁4沿纵桥向延伸形成所述V型短悬臂梁1，所述三角区域内部通过设置圆弧倒角将所述V型桥墩3与所述结构主梁4顺接。也就是说，所述V型短悬臂梁1，指V型桥墩3与上部结构主梁4一体浇筑成型，作为一个整体受力，主梁与所述V型桥墩3形成一个大空间的镂空三角区域，该三角区域受力形式为斜腿受压，所述结构主梁4受拉的稳定三角框架。三角区域内部通过设置圆弧倒角将斜腿与所述结构主梁4顺接；其主要受力特征为悬臂梁受力，所述V型短悬臂梁1斜腿范围大，斜腿对所述结构主梁4的支撑效应明显，导致所述V型短悬臂梁1端部挠度小，恒载作用下支反力小。且由于三角区域刚度大，所述结构主梁4、V型桥墩3、基础刚性连接，使得整个结构刚度大，在系统温度作用下，结构变形明显，其温度变形特点为：整体降温时，悬臂端上翘；整体升温时，悬臂端下挠。

本实施例中还提供一种用于V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构的施工方法，包括如下步骤：

S1：完成所述桥台5及所述垫石216施工，所述垫石216上预留所述螺栓孔211洞，整体起吊所述永久支座21，所述永久支座21的上钢板212、下钢板213采用所述永久支座的所述临时构件214连接，安装所述永久支座21至设计视点位置，所述永久支座21下部的所述锚栓215插入所述螺栓孔211，采用所述临时支撑件218将所述下钢板213支撑于所述垫石216上，所述永久支座21上部的所述锚栓215预埋在所述V型短悬臂梁1内，同时安装所述临时支座22，调整所述临时支座22高度，使其与所述V型短悬臂梁1底板密贴，预埋所述压力传感器于临时支点对应的所述V型短悬臂梁1内，安装完成后，浇筑所述V型短悬臂梁1混凝土；

S2：完成所述V型短悬臂梁1养护及预应力张拉施工后，拆除所述V型短悬臂梁1支架；完成第一次结构受力体系转换，并记录所述压力传感器读数R，记录大气温度T0；

S3：将设计规定的当地平均最低气温T1作为最终目标气温，当气温达到T1时，则认为所述V型短悬臂梁1已经上翘至最大状态；将ΔT＝T0-T1分为若干等份，可取每5℃降温温差为一个等级，当温差达到5℃时，进行一次顶升，顶升力大小根据设计计算确定，以所述压力传感器和所述顶升设备油压表相互校核；顶升到位后，塞填所述附加钢板23，加高所述临时支座22，卸载所述顶升设备，使所述V型短悬臂梁1回落在所述临时支座22上；完成第二次结构受力体系转换；以此类推，进行下一次顶升-卸载过程，完成多次结构受力体系转换，直到气温达到T1；

S4：最后一次体系转换完成后，应采用所述凝固剂219立即灌注所述螺栓孔211洞；养护完成后，使所述永久支座21与所述垫石216固结，再拆除所述临时支座22，此时所述永久支座21开始工作，发挥作用，完成所述支座2安装。

该自适应结构提出了V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应安装法，在桥梁施工过程中，调整传统的支座安装方法，所述永久支座21下所述锚栓215先插入所述垫石216的所述螺栓孔211中，待大气温度达到需求的最低温时，再后注浆固结所述永久支座21；采用所述临时支座22支撑梁体，将降温工况分级，配合所述顶升设备和所述压力传感器对梁端进行顶升，每次顶升到位后，塞填所述附加钢板23，加高所述临时支座22，使得梁体与临时支座22密贴后，再对所述顶升设备进行卸载，依靠多次起顶－卸载完成多次结构受力体系转换，通过多次体系转换，消除温度变形，达到不压重、不设拉拔装置(支座)的目的。

综上，相较V型短悬臂梁1传统的压重+抗拉装置(支座)解决支座负反力的设计方法，该自适应结构通过设置临时支座22和永久支座21，多次起顶－卸载完成多次结构受力体系转换，通过多次体系转换，消除温度变形，达到不压重、不设拉拔装置(支座)的目的，既解决了支座2负反力的设计难题，又解决了拉拔装置(支座)更换难的问题；该自适应结构无须设置抗拉装置(支座)、无需压重，仅采用常规普通支座即可，节约了材料，减少了造价；该自适应结构采用临时支座22支撑梁体，将降温工况分级，配合千斤顶和压力传感器对梁端进行顶升，每次顶升到位后，塞填附加钢板23，加高临时支座22，使得梁体与临时支座22密贴后，再对所述顶升设备进行卸载，施工简单，便于实施。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，其特征在于，包括：V型短悬臂梁、支座，所述V型短悬臂梁设置在V型桥墩及上部结构主梁的两侧，所述V型短悬臂梁、V型桥墩及结构主梁一体浇筑成型，所述V型短悬臂梁下缘为球形弧面状，所述V型短悬臂梁端部为平直段，两侧所述V型短悬臂梁端部底部设置有所述支座与其下部桥台连接，所述支座包括永久支座和临时支座，所述永久支座包括下部预留有可填充凝固剂的螺栓孔、上部固定连接的上钢板、以及与所述上钢板相对设置的下钢板，所述临时支座与所述V型短悬臂梁之间设置有附加钢板的间隙，所述V型短悬臂梁端部与所述桥台之间还可设置顶升设备。

2.根据权利要求1所述的V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，其特征在于，所述上钢板、下钢板连接有临时构件、锚栓，所述上钢板通过锚栓预埋于所述V型短悬臂梁内，所述下钢板通过所述锚栓插入所述螺栓孔，所述上钢板与所述下钢板之间通过所述临时构件相连。

3.根据权利要求2所述的V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，其特征在于，所述临时构件包括锁定杆，所述锁定杆设置在所述上钢板两侧，所述锁定杆穿过所述上钢板与所述下钢板相连接。

4.根据权利要求3所述的V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，其特征在于，所述下钢板下部设置有垫石，所述垫石与所述桥台一体浇筑成型，所述螺栓孔设置在所述垫石中。

5.根据权利要求4所述的V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，其特征在于，所述上钢板下方设置有支座本体，所述支座本体连接所述上钢板与所述下钢板，所述下钢板与所述垫石之间还设置有临时支撑件。

6.根据权利要求1所述的V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，其特征在于，所述临时支座数量与所述永久支座数量相同，在所述临时支座位置的所述桥台内预埋有压力传感器，所述临时支座与所述桥台表面密贴设置。

7.根据权利要求1所述的V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，其特征在于，所述间隙设置有所述附加钢板，所述附加钢板包括第一钢板、第二钢板，所述第一钢板设置在所述临时支座上侧，且所述第一钢板与所述V型短悬臂梁相接触，所述第二钢板设置在所述临时支座下侧，且所述第二钢板与所述桥台相接触。

8.根据权利要求1所述的V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，其特征在于，当达到最低气温T1时，所述螺栓孔填充有所述凝固剂。

9.根据权利要求1所述的V型短悬臂梁支座分级顶升温度自适应结构，其特征在于，所述结构主梁与所述V型桥墩形成一个镂空三角区域，且所述三角区域两侧所述结构主梁沿纵桥向延伸形成所述V型短悬臂梁，所述三角区域内部通过设置圆弧倒角将所述V型桥墩与所述结构主梁顺接。