一種防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造及其施工方法，屬于橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括橋面板底部預(yù)埋鋼板、槽形鋼板、牛腿、鋼錨桿和螺帽。在橋面板底部沿橫向兩側(cè)預(yù)埋鋼板，鋼板通過錨固件與橋面板牢固相連，槽形鋼板與預(yù)埋鋼板焊接連接，在橋墩接近頂部的位置設(shè)置鋼牛腿或鋼筋混凝土牛腿，其中槽形鋼板底部與牛腿上均預(yù)留橢圓形孔洞，鋼錨桿的直徑小于橢圓孔寬度，沿豎向穿過預(yù)留孔洞，兩端采用螺帽進行擰固，下端螺帽與牛腿底面之間留有微小間隙，以允許橋面系沿橋梁縱向自由滑動，同時又能形成橋面系與橋墩之間的拉接。本發(fā)明的防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造受力合理，取材容易，構(gòu)造簡單，施工方便，經(jīng)濟實用。
【專利說明】
一種防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一種防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)中橋面系與橋墩的連接部位，屬于橋梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在城市公路橋梁及高速公路橋梁建設(shè)中，受地形、地物等影響，橋梁下部橋墩往往采用獨立柱或類似獨立柱的支承方式，以減少占地面積，避免建筑之間的布局沖突。雖然獨柱墩橋梁具有結(jié)構(gòu)簡潔、適應(yīng)性強等諸多優(yōu)點，但其單點支撐的橋面系的橫向穩(wěn)定性和安全性較差，尤其當(dāng)發(fā)生車輛嚴重偏載時，由于上部橋面的豎向位移僅在中部受到約束，因而易發(fā)生橋面橫向整體傾覆的惡性事故。
[0003]為了提高橋梁的橫向抗傾覆能力，同時不影響橋梁結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計方案，需要對橋梁的支座加強局部構(gòu)造連接，主要目的在于增加橋面系在承受偏心荷載時的抗傾覆力矩，從而增強橋面結(jié)構(gòu)的整體性和牢固性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種設(shè)置在橋梁支座位置的防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，用于解決現(xiàn)有橋梁支座尤其是獨柱墩橋梁橋面系抗傾覆能力弱的問題。所述的防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，力學(xué)概念明確，一方面提供足夠的抗拔力，約束橋面系的豎向位移，防止傾覆事故的發(fā)生，另一方面，不約束橋面系由于混凝土收縮徐變以及溫度效應(yīng)引起的變形，避免在橋面系內(nèi)部引起附加應(yīng)力，構(gòu)造簡單，施工方便，經(jīng)濟實用，易于實現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，其特征在于，所述的構(gòu)造包括橋面板底部預(yù)埋鋼板、槽形鋼板、牛腿、鋼錨桿和螺帽;所述預(yù)埋鋼板沿橋梁橫向布置于橋面板底部兩側(cè)，通過錨固件與橋面系牢固相連，槽形鋼板的豎向翼緣板通過焊接與預(yù)埋鋼板相連，牛腿位于橋墩接近頂部的位置，其中槽形鋼板的水平腹板與牛腿上均預(yù)留橢圓形孔洞;鋼錨桿的直徑小于橢圓孔寬度，豎向穿過預(yù)留孔洞，將槽形鋼板和牛腿進行拉接，在鋼錨桿兩端采用螺帽進行擰固；所述預(yù)埋鋼板與槽形鋼板形成中空的箱形構(gòu)造，內(nèi)部可容納螺帽的布置和施擰。
[0007]所述槽形鋼板的水平腹板預(yù)留橢圓形孔洞，孔洞的短軸與橋面系橫方向平行，允許鋼錨桿穿過，孔洞的長軸與橋長方向平行，允許鋼錨桿在其中滑動。
[0008]所述牛腿為鋼牛腿或鋼筋混凝土牛腿。
[0009]所述鋼牛腿，在牛腿的上下翼緣板預(yù)留橢圓孔;所述混凝土牛腿，在牛腿上預(yù)留豎向貫穿橢圓孔;牛腿上的預(yù)留孔的大小和形狀與槽形鋼板水平腹板上的預(yù)留孔相同，同時所有開孔位置在豎向保持一致。
[0010]所述鋼錨桿的直徑小于橢圓孔寬度，豎向穿過槽形鋼板與牛腿的預(yù)留孔洞，兩端采用螺帽進行擰固，下端螺帽與牛腿底面之間留有間隙3_?5_。
[0011]—種防止橋梁橫向傾覆構(gòu)造的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0012]a.在橋面板底部沿橋梁橫向布置預(yù)埋鋼板，鋼板通過錨固件與橋面板牢固相連；
[0013]b.預(yù)制完成槽形鋼板的拼接和開孔，將其與預(yù)埋鋼板通過焊接相連，形成中空的箱形構(gòu)造；
[0014]c.完成牛腿安裝；
[0015]d.將鋼錨桿自下而上穿過牛腿和槽形鋼板的預(yù)留孔，在兩端采用螺帽進行擰固， 但下端螺帽與牛腿底面之間留有微小間隙。
[0016]上述步驟c的牛腿采用鋼牛腿，首先在工廠預(yù)制完成牛腿的焊接和開孔，在現(xiàn)場將鋼牛腿與橋墩一起施工；牛腿采用鋼筋混凝土牛腿，則牛腿在現(xiàn)場與橋墩一起施工并在牛腿的開孔位置預(yù)留套管。
[0017]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下顯著效果:
[0018](1)鋼錨桿將橋面系和牛腿在豎向進行有效拉接，使橋面系在承受偏心荷載時，能夠產(chǎn)生足夠的抗傾覆力矩，避免了橋面向一側(cè)傾斜發(fā)生過大的豎向位移甚至整體的傾覆； (2)鋼錨桿沿橋長方向可以自由滑動，不會對橋面系由于混凝土收縮徐變或溫度效應(yīng)引起的縱向變形產(chǎn)生約束。(3)該構(gòu)造力學(xué)概念明確，根據(jù)車輛偏載情況容易得到所需要的抗拔力，進而確定所需要的鋼錨桿的直徑和數(shù)量，受力合理，取材容易，構(gòu)造簡單，施工方便，經(jīng)濟實用?！靖綀D說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的的立面圖；其中，圖la為采用鋼牛腿;圖lb為采用鋼筋混凝土牛腿。
[0020]圖2為本發(fā)明的各組成部分相對關(guān)系透視圖；其中圖2a為采用鋼牛腿;圖2b為采用鋼筋混凝土牛腿。
[0021]圖3為圖2的俯視圖(不包含螺帽5和預(yù)埋鋼板1的錨固件)。
[0022]圖中:1 一預(yù)埋鋼板;2—槽形鋼板;3—牛腿;4一鋼錨桿;5—螺帽?！揪唧w實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、施工過程作進一步描述如下。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造包括橋面板底部預(yù)埋鋼板1、槽形鋼板2、牛腿3、鋼錨桿4和螺帽5,其中預(yù)埋鋼板1沿橋梁橫向布置于橋面板底部兩側(cè)，通過錨固件與橋面板牢固相連，槽形鋼板2的豎向翼緣板通過焊接與預(yù)埋鋼板1相連，形成中空的箱形構(gòu)造，內(nèi)部可容納螺帽5的布置和施擰。牛腿3可以為鋼牛腿，如圖1(a)所示，或鋼筋混凝土牛腿，如圖1(b)所示。
[0025]如圖2所示，槽形鋼板2水平腹板預(yù)留橢圓形孔洞。牛腿3位于接近橋墩頂部的位置，其中圖2(a)采用鋼牛腿，在牛腿3的上下翼緣板預(yù)留橢圓孔，圖2(b)采用鋼筋混凝土牛腿，在牛腿3上預(yù)留豎向貫穿橢圓孔。位于牛腿3上的預(yù)留孔的大小和形狀與槽形鋼板2水平腹板上的預(yù)留孔相同，同時所有開孔位置在豎向保持一致。鋼錨桿4的直徑小于橢圓孔寬度，豎向穿過槽形鋼板2與牛腿3的預(yù)留孔洞，兩端采用螺帽5進行擰固，但下端螺帽與牛腿底面之間留有微小間隙3mm?5mm，以允許橋面系沿橋梁縱向自由滑動，同時又能形成橋面系與橋墩之間的拉接。
[0026]如圖3所示，槽形鋼板2水平腹板以及牛腿3上均預(yù)留橢圓形孔洞，孔洞短軸與橋面系橫方向平行，允許鋼錨桿4穿過，長軸與橋長方向平行，鋼錨桿4可自由滑動。[〇〇27]本發(fā)明的施工方法為:
[0028]本發(fā)明所述的防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，其施工方法如下:在橋面板底部沿橋梁橫向布置預(yù)埋鋼板1，鋼板通過錨固件與橋面板牢固相連，工廠預(yù)制完成槽形鋼板2的拼接和開孔，將其與預(yù)埋鋼板1通過焊接相連，形成中空的箱形構(gòu)造。牛腿3的施工方法分為兩種情況:若采用鋼牛腿，則首先在工廠預(yù)制完成牛腿3的焊接和開孔，在現(xiàn)場與橋墩一起施工， 保證鋼牛腿傳力可靠;若采用鋼筋混凝土牛腿，則牛腿3在現(xiàn)場與橋墩一起施工并在牛腿3 的開孔位置預(yù)留套管。鋼錨桿4自下而上穿過牛腿3和槽形鋼板2的預(yù)留孔，在上下兩端采用螺帽5進行擰固，但下端螺帽與牛腿底面之間留有微小間隙3mm?5mm，完成對橋面系與橋墩之間的拉接。需要說明的是，圖2中設(shè)置鋼錨桿4的直徑和數(shù)量并不固定，可根據(jù)實際所需抗拔力進行設(shè)計和布置。
[0029]本發(fā)明提供了一種防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，能夠在橋面系承受偏心荷載時提供足夠的抗傾覆力矩，大幅提高橋面系(尤其是獨柱墩橋梁的橋面系)的整體牢固性。該構(gòu)造力學(xué)概念明確，受力合理，取材容易，構(gòu)造簡單，施工方便，經(jīng)濟實用。
【主權(quán)項】
1.一種防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，其特征在于，所述的構(gòu)造包括橋面板底部預(yù)埋鋼板、 槽形鋼板、牛腿、鋼錨桿和螺帽；所述預(yù)埋鋼板沿橋梁橫向布置于橋面板底部兩側(cè)，通過錨 固件與橋面系牢固相連，槽形鋼板的豎向翼緣板通過焊接與預(yù)埋鋼板相連，牛腿位于橋墩 接近頂部的位置，其中槽形鋼板的水平腹板與牛腿上均預(yù)留橢圓形孔洞;鋼錨桿的直徑小 于橢圓孔寬度，豎向穿過預(yù)留孔洞，將槽形鋼板和牛腿進行拉接，在鋼錨桿兩端采用螺帽進 行擰固；所述預(yù)埋鋼板與槽形鋼板形成中空的箱形構(gòu)造，內(nèi)部可容納螺帽的布置和施擰。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，其特征在于，所述槽形鋼板的水平 腹板預(yù)留橢圓形孔洞，孔洞的短軸與橋面系橫方向平行，允許鋼錨桿穿過，孔洞的長軸與橋 長方向平行，允許鋼錨桿在其中滑動。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，其特征在于，所述牛腿為鋼牛 腿或鋼筋混凝土牛腿。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，其特征在于，所述鋼牛腿，在牛腿 的上下翼緣板預(yù)留橢圓孔;所述混凝土牛腿，在牛腿上預(yù)留豎向貫穿橢圓孔;牛腿上的預(yù)留 孔的大小和形狀與槽形鋼板水平腹板上的預(yù)留孔相同，同時所有開孔位置在豎向保持一致。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的防止橋梁橫向傾覆的構(gòu)造，其特征在于，所述鋼 錨桿的直徑小于橢圓孔寬度，豎向穿過槽形鋼板與牛腿的預(yù)留孔洞，兩端采用螺帽進行擰 固，下端螺帽與牛腿底面之間留有間隙3_?5_。6.—種防止橋梁橫向傾覆構(gòu)造的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:a.在橋面板底部沿橋梁橫向布置預(yù)埋鋼板，鋼板通過錨固件與橋面板牢固相連；b.預(yù)制完成槽形鋼板的拼接和開孔，將其與預(yù)埋鋼板通過焊接相連，形成中空的箱形 構(gòu)造；c.完成牛腿安裝；d.將鋼錨桿自下而上穿過牛腿和槽形鋼板的預(yù)留孔，在兩端采用螺帽進行擰固，但下 端螺帽與牛腿底面之間留有間隙3_?5_。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于，步驟c的牛腿采用鋼牛腿，首先在工廠 預(yù)制完成牛腿的焊接和開孔，在現(xiàn)場將鋼牛腿與橋墩一起施工;牛腿采用鋼筋混凝土牛腿， 則牛腿在現(xiàn)場與橋墩一起施工并在牛腿的開孔位置預(yù)留套管。
【文檔編號】E01D21/00GK105970799SQ201610332727
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】聶鑫, 楊悅
【申請人】清華大學(xué)