[發明專利]一種極端荷載作用下的獨柱墩橋梁抗傾覆能力提升裝置

有效

• 申請號: 202110243824.1
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112921835B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 李勇;于子杰;武啟帆;張彥兵;許宏偉;陳樹禮;劉永前
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;E01D19/02
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發明公開了一種極端荷載作用下的獨柱墩橋梁抗傾覆能力提升裝置，屬于結構工程技術領域。包括三個質量塊和與之對應的直線滑道，以及一個滾動裝置和與之對應的弧形的滾動滑道。用鋼絞線將質量塊與滾動裝連接為一個整體。在極端豎向超載車輛偏心作用達到一定等級時，箱梁傾斜，滾動裝置的滑道向著箱梁傾斜的方向變形，此時滾動裝置向箱梁下沉的一面滾動，進而使質量塊向反向運動，質量塊提供一個相反彎矩，提升了獨柱墩橋梁的抗傾覆能力。當極端豎向超載車輛偏心作用過后，滾動裝置會因為其重力作用向箱梁截面中心線運動，進而通過鋼絞線使質量塊運動回原來的位置，直到滾動裝置回到兩限位塊中間，整個裝置恢復到初始狀態。

技術領域

本發明涉及一種極端荷載作用下的獨柱墩橋梁抗傾覆能力提升裝置，屬于結構工程技術領域。

背景技術

隨著我國城市經濟的快速發展，對城市橋梁的要求越來越高，而獨柱墩橋梁因為其節約占地，外形美觀，視覺通透，線條流暢等優點在城市中的應用越來越多，成為城市重要的生命樞紐工程。但獨柱墩橋梁可能會遭遇極端豎向超載車輛偏心作用，從而造成獨柱墩橋梁的傾覆倒塌，給城市帶來巨大的經濟損失和人員傷亡。

目前在城市獨柱墩橋梁抗傾覆的控制方面主要是對橋梁下部結構進行加固。包括一是增大截面法。在原有墩柱基礎上增大混凝土截面的同時增加配筋，加以提高構件的剛度，強度和穩定性；二是外包鋼加固法。通過環氧砂漿，乳膠砂漿等連接將鋼板或鋼筋粘結到橋墩表面，使之成為一個整體；三是拓寬支撐加固法，在獨柱墩上做蓋梁，再用抱箍把蓋梁抱在獨柱墩上，進而增大支撐面；四是獨柱墩變三柱墩加固法，在獨柱墩橋梁適當的位置澆筑兩個對稱的墩柱。但目前以上的加固方法有壓縮橋下空間，在加固過程中影響交通等缺陷，這對城市橋梁來說影響很大。

發明內容

本發明旨在克服城市在役獨柱墩橋梁加固過程中會壓縮橋下空間，在施工中影響城市交通的缺陷，提出一種極端荷載作用下的獨柱墩橋梁抗傾覆能力提升裝置。本裝置安裝在箱梁內部，既不會占用橋下空間，在施工過程中又不會影響城市交通。

為解決上述技術問題，本發明采取了如下技術方案：

一種極端荷載作用下的獨柱墩橋梁抗傾覆能力提升裝置，包括獨柱墩及其頂部設置的箱梁，箱梁內頂部設置有混凝土箱以及混凝土箱底部連接設置的弧形的滾動滑道，沿所述箱梁截面中心線還對稱分布有三個質量塊以及設置在滾動滑道上的滾動裝置；所述滾動裝置和每個質量塊上均設置有預留孔道，用以穿過鋼絞線，并用錨頭把鋼絞線錨固在所述質量塊和滾動裝置上，使之成為一個受力整體；所述的滾動裝置能夠在滾動滑道上運動，其包括兩個滾輪和一個軸承，所述軸承用以連接兩個滾輪并支撐滾輪旋轉，同時在滾輪旋轉過程中避免鋼絞線的纏繞；每個質量塊均為工字型橫截面，包括上面用于滑行的上部分長方體混凝土塊，用于提供大部分彎矩的下部分長方體混凝土塊以及二者之間的中間混凝土塊；所述混凝土箱下底板中間設置有一長條型的質量塊滑道孔，所述質量塊的上部分長方體混凝土塊設置在所述混凝土箱的底板上，中間混凝土塊伸出所述質量塊滑道孔并連接下部分長方體混凝土塊，從而將下部分長方體混凝土塊懸掛在所述混凝土箱下方。

進一步的，所述混凝土箱下底板上鋪設有一層聚四氟乙烯；在質量塊的上部分長方體混凝土塊底部與聚四氟乙烯的接觸處設置有一層不銹鋼板，從而構成滑動摩擦面，用于減小質量塊與混凝土箱下底板的摩擦力。

進一步的，在聚四氟乙烯的兩側盡頭設置兩個豎直擋板，用于起到限制質量塊最大水平位移的作用。

進一步的，在兩個豎直擋板外側、靠近箱梁兩側腹板的位置各有一個鋼絞線轉向輪，用以在箱梁傾斜過程中將滾動裝置沿著滾動滑道的位移通過鋼絞線進而轉化成質量塊的反向水平位移，使質量塊提供給獨柱墩橋梁一個對墩柱的彎矩，達到獨柱墩橋梁抗傾覆的目的。

進一步的，所述滾動滑道的兩端分別與混凝土箱兩端底部連接，在兩個滾輪兩邊各有一個有限位塊，只有在極端豎向超載車輛偏心作用達到一定等級時，才可使滾動裝置滾動。