[發明專利]一種獨柱墩梁橋抗傾覆加固支撐裝置

有效

• 申請號: 201610591707.3
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN106012874B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 熊文;魯圣弟;丁旭東;葉見曙;韋國志;耿超;崔珊珊;李剛;李金山;楊宙
• 申請（專利權）人: 東南大學;安徽省交通控股集團有限公司
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種獨柱墩梁橋抗傾覆加固支撐裝置。具體來說，通過在橋墩與主梁之間設置鉸接工字鋼增加除原有獨柱墩單支點之外的主梁輔助支撐系統，并采用主梁圓弧支承鋼板與鉸接球體之間的滑動/滾動來滿足運營階段主梁縱向位移的需求，從而形成獨柱墩梁橋抗傾覆加固支撐裝置。該獨柱墩梁橋抗傾覆加固支撐裝置適用于針對已存在傾覆隱患的獨柱墩梁橋增加支撐系統而進行結構加固，從而預防橋梁災難性倒塌及避免人員傷亡。

背景技術

中小跨徑獨柱墩梁橋既可適應橋梁所處環境對橋型布置的要求，也能改善交通樞紐的外觀；同時還有效減少占用土地，避免橋梁基礎與地下建筑位置之間的沖突，并節省工程材料。相比雙柱橋墩結構，其簡潔的下部結構布置形式亦可減少對自然環境的破壞。特別對于梁底寬度較窄的匝道橋，獨柱墩結構顯然是其優選的布置形式。但在車輛偏載作用下，其單支點的支承形式對橋梁結構整體抗傾覆穩定性十分不利。事實上我國近年來發生過數起獨柱墩梁橋整體傾覆事件，造成的危害極大，帶來嚴重的經濟損失和社會負面效應，所以必須在設計階段確保該類橋梁在運營過程中具備足夠合理的抗傾覆安全儲備；而對于已存在傾覆隱患的獨柱墩梁橋采用合理的支撐裝置進行結構加固是預防橋梁災難性倒塌及避免人員傷亡的優選方案之一。

事實上，工程中已存在采用簡單增大橋墩截面的方法增加額外支座的安裝位置，從而通過后期額外增加支座的形式來增強側向抗傾覆性能。但是該類方法支座安裝時非常困難，安裝空間有限以及安裝時要求主梁提升會大大限制該方法的有效性與實用性；如若不采用可滑動的支座形式，而直接在橋墩與主梁間設置支撐構件(如鋼結構)來提高支撐剛度，由于該支撐構件與橋墩與主梁的連接方式一般為剛性連接，該剛性連接會大大限制主梁在溫度、收縮徐變等作用下的縱橋向位移與轉角位移，一旦該位移發生但受到限制，在次內力的作用下則會反過來破壞加固支撐裝置，大大降低其抗傾覆的功效。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：(1)提供一種獨柱墩梁橋抗傾覆加固支撐裝置，該抗傾覆加固支撐裝置可增加除原有獨柱墩單支點之外的主梁輔助支撐，以大幅度提高獨柱墩梁橋的抗傾覆穩定性；(2)該加固支撐裝置要求不能限制主梁的縱橋向位移，不會因為溫度、收縮徐變等作用產生的主梁縱向位移或轉角而導致加固支撐裝置破壞，從而降低其抗傾覆功效；(3)設計思路需要簡單明確，并且容易在實際工程中應用實施，不需要進行主梁提升等復雜施工工序。

技術方案：本發明是一種獨柱墩梁橋抗傾覆加固支撐裝置，該裝置包括橋墩支承鋼板、鉸接鋼板、轉動螺栓、工字鋼支撐結構、鉸接球體、主梁圓弧支承鋼板；

所述的獨柱墩梁橋抗傾覆加固支撐裝置在橋墩橫橋向一側安裝橋墩支承鋼板，在同側主梁底部安裝主梁圓弧支承鋼板，通過鉸接鋼板將工字鋼支撐結構鉸接于橋墩支承鋼板，通過鉸接球體與工字鋼支撐結構鉸接，并將鉸接球體嵌入主梁圓弧支承鋼板內，兩者之間進行滑動/滾動接觸，從而形成連接橋墩橫橋向一側與同側主梁底板的鋼結構支撐體系；在對稱于橋墩的另一側建立同樣的加固支撐結構，最終對獨柱墩梁橋的單點支撐體系進行增強補充，形成包括原有支座的三支點多點支撐體系，達到對獨柱墩梁橋進行抗傾覆加固的目的。

所述的鉸接鋼板為2塊平行的半圓形狀的鉸接鋼板垂直焊接于橋墩支承鋼板，并中間夾住工字鋼支撐結構的腹板，利用轉動螺栓同時穿過相同位置開孔的工字鋼支撐結構的腹板與2塊鉸接鋼板，形成鉸接連接。

所述的主梁圓弧支承鋼板采用沿其縱橋向方向的圓弧面設計，其安裝固定于混凝土主梁底面，圓弧面面向外側即面向主梁下方，形成沿縱橋向方向的圓弧滑動/滾動軌道。

所述的主梁圓弧支承鋼板與工字鋼支撐結構通過鉸接球體進行滑動/滾動接觸連接；當鉸接球體嵌入沿縱橋向設置的主梁圓弧支承鋼板的圓弧滑動/滾動軌道中，并與該圓弧滑動/滾動軌道進行滑動/滾動接觸時，不僅達到豎向支撐的力學效果，還使得鉸接球體沿圓弧滑動/滾動軌道沿縱橋向方向及任意轉角方向可自由發生有限的縱向位移與轉角位移，確保主梁在溫度、收縮徐變的作用下不受位移限制可自由產生縱向位移及任意方向轉角。

所述的鉸接球體由兩個半球體形成，工字鋼支撐結構的腹板夾在兩半球體中間，同時開孔被轉動螺栓穿過，形成鉸接連接。

所述的工字鋼支撐結構的長度由橋墩支承鋼板處鉸接鋼板與主梁圓弧支承鋼板處鉸接球體之間的距離直接決定，無需進行主梁提升等施工工序來提供加固支撐裝置的施工空間。主梁圓弧支承鋼板可設置在主梁底板寬的4分點處，工字鋼支撐結構與橋墩的夾角根據需要可設置為30-60度，進而確定橋墩支承鋼板的安裝位置。