[發(fā)明專利]橋墩鋼制抱柱梁

無效

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• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101886370A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 袁愛民;徐聲亮;傅中秋;吉伯海
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;E01D19/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

技術領域

本發(fā)明涉及一種抱柱梁，尤其是一種橋墩雙向預應力鋼制抱柱梁，屬于土木工程橋梁改造工程領域。

背景技術

隨著我國交通運輸事業(yè)的迅猛發(fā)展，交通工具的運營能力也日益提高，其運營高度也相應增加，這使得目前相當一部分跨線橋梁的凈高無法滿足橋下線路正常運營的需要。因此，為確保跨線橋梁的安全以及橋下線路的運營功能，必須提高該部分橋梁的橋下凈高，橋梁整體同步頂升技術就是在這一背景下應運而生的新型施工技術。

抱柱梁是指圍繞在原柱周圍、通過界面連接力與原柱固結的梁系，是一種橋梁整體頂升改造中常用的反力系統。所謂頂升反力系統，是指支承并傳遞頂升力，推動橋跨上部結構整體抬高的結構，是橋梁整體頂升施工的核心結構。因此，頂升反力系統應具備以下幾個特點：

(1)具有足夠的強度，以承受并傳遞巨大的頂升反力；

(2)具有足夠的剛度，避免其變形對上部結構內力分布的影響；

(3)盡量保持原橋整體性，以減少對其各個構件的影響。

抱柱梁結構不僅滿足上述要求，而且結構簡單，布置靈活，對于大部分不具備上述功能結構的橋梁而言，抱柱梁結構是其頂升反力系統的首選。因此，目前抱柱梁結構應用十分廣泛。

值得指出的是，抱柱梁結構是依靠梁柱界面的連接力以承受頂升作用反力。大量試驗及工程實踐表明，梁柱的界面連接力與其接觸面積成正比。當界面周長較小時，只能通過增大抱柱梁結構高度以確保其界面連接承載力。這使得橋梁需要具備足夠的空間以滿足抱柱梁布置的需要。

橋梁整體同步頂升技術作為一門新興的施工技術，還有很多方面需要改進和提高，抱柱梁結構也不例外。目前普遍采用的混凝土抱柱梁的具體做法為：①鑿除橋墩抱住梁設置區(qū)域的混凝土保護層；②植筋并綁扎抱住梁鋼筋；③支模并澆注混凝土；④混凝土養(yǎng)護。該抱柱梁形式具有以下幾點不足：

(1)制作工序多，施工周期長

混凝土抱柱梁的制作需要經歷“原橋墩鑿毛-鋼筋綁扎-支模-混凝土澆注-混凝土養(yǎng)護-拆除”等一系列施工步驟，施工工序繁多，不便于快速施工。此外混凝土需要相當一段時間方能達到預期強度，延長了施工時間；

(2)拆除難度大，環(huán)境影響差

當橋梁完成頂升改造后，考慮到景觀效應，必須將抱柱梁拆除。然而混凝土抱柱梁存在混凝土標號較高，強度大，拆除作業(yè)空間有限，施工過程中易對原橋梁結構造成影響等困難，故拆除工作難度較大。此外，混凝土抱住梁在拆除過程中不可避免地產生不可回收的建筑垃圾以及噪音，對周邊的環(huán)境不友好。

(3)新老混凝土界面摩擦力低

混凝土抱住梁通過與原橋墩之間的新、舊混凝土摩擦抵抗施工階段的頂升作用力。華南理工大學通過大量的實驗得出這種摩擦力與接觸面積、摩擦系數的數學關系：

V＝0.24f_cdA

其中，V為界面受剪承載力；f_cd為新舊混凝土軸心抗壓強度設計值的較低者；A為界面面積。由此可見，混凝土抱柱梁結構單位面積的界面摩擦力小，往往只能采用增大接觸面積以獲取理想的頂升反力，這使得混凝土抱柱梁結構顯得相當笨重；而對于部分周長～面積比較小的橋墩，抱柱梁的高度很大，致使橋下無法提供足夠的空間以容納抱柱梁結構。這都將降低抱柱梁結構的適用范圍。

綜上所述，目前還沒有提出一種承載力大、墩柱連接可靠且安裝拆除方便的抱住梁結構。因此，研制一種高效且便于施工的抱住梁結構正是目前的當務之急。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有技術的不足，提供一種橋墩鋼制抱柱梁，其針對目前混凝土抱柱梁施工費時、費工、費材料、界面連接力低等不足，而提出的鋼結構抱柱梁體系，能夠有效地克服混凝土結構的不足，極大地提高抱住梁結構的使用效率和適用范圍，因此，本發(fā)明在頂升反力系統中，頗具優(yōu)勢和競爭力。

為實現以上的技術目的，本發(fā)明將采取以下的技術方案：