[發明專利]一種花瓶墩防脫空抗傾覆裝置及方法

在審

• 申請號: 202110291330.0
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112878178A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 麥梓浩;顏日錦;朱俊;賴子欽;凌晨;魏開波;粟洪;郭鈺瑜;李新春;王如寒;劉也萍;歐俊偉;李鴻斌;曹志光;鄧燦
• 申請（專利權）人: 廣州市市政工程設計研究總院有限公司
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/02;E01D21/00;E01D101/30
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 巫苑明

本發明公開了一種花瓶墩防脫空抗傾覆裝置及方法，該裝置包括外包鋼板、連接板和支撐板，外包鋼板包覆固定在花瓶墩的頂面和上端四周，且外包鋼板上設有供支座穿過的通孔；連接板對稱豎直設置于主梁兩側，且連接板的上端與主梁的腹板連接；支撐板對稱設于外包鋼板的兩側，支撐板包括兩個耳板，耳板的一端與外包鋼板連接，耳板的另一端通過連接件與連接板的下端鉸接，連接板的下端設于兩個耳板之間，且連接板與耳板之間設有空隙；耳板上設有供連接件穿過的耳孔，且耳孔的孔徑大于連接件的外徑。該裝置可提供兩級保護，即正常運營狀態下的支座防脫空以及極端超載狀態下的主梁抗傾覆，并保證了裝置適應主梁在溫度、收縮徐變、向心力作用下的變形。

技術領域

本發明涉及公路、市政橋梁工程技術領域，尤其涉及一種花瓶墩防脫空抗傾覆裝置及方法。

背景技術

由于城市交通線較為繁忙，高架橋跨越現有道路，因此要求橋梁的墩柱要落在有限的范圍之內，為了節省地面空間，提升城市景觀效果，將常規的橫向雙柱改為花瓶墩。采用獨柱現澆連續箱梁結構形式，尤其以小半徑曲線形布置居多。獨柱現澆連續箱梁結構形式優勢在于，減少占用土地、改善下部結構布局、開闊視野、增加橋型美觀等等。但近些年來，隨著我國經濟快速發展，交通流量與車輛載重的不斷增大，同時由于部分司機缺乏安全行車知識，車輛超載偏行導致橋梁在使用過程中已發生多起傾覆事故，造成了嚴重的人員傷亡和經濟損失。為了防范事故，《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG3362-2018)要求基本組合下支座不脫空，標準組合下抗傾覆穩定系數不小于2.5。大量舊橋的花瓶墩由于支座間距偏小，需要重新加固，滿足新規范要求。

橋梁抗傾覆加固工程主要是針對單支座獨柱墩和獨柱蓋梁，現有加固方式通常以以下兩種方式實現：

(1)單支座獨柱墩加固(如CN106012874A所示)：橋墩采用鉚釘固定支承鋼板，主梁底板通過鉚釘安裝圓弧支承，通過一個支撐結構鉸接于橋墩和主梁底板，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；

(2)獨柱墩蓋梁加固(如CN203096599U所示)：抗傾覆裝置包括耳板、叉形耳板和拉壓桿，耳板設置在腹板的側面，叉形耳板與耳板通過銷軸連接，拉壓桿的一端固定在蓋梁的一側，拉壓桿的另一端連接叉形耳板。在超載作用下，可以防止梁體墜落或脫開。

上述兩種加固已有實際工程應用，但是也有其不足的地方：

(1)方式一、方式二中均通過鉚釘或者錨栓與獨柱墩或蓋梁連接，抗剪力和抗拔力受限于混凝土邊緣或者局部椎體的破壞程度，且支撐鋼板嵌入主墩必須鑿掉部分橋墩的保護層混凝土，一方面對原來的橋墩的結構進行破壞，另一方面減少了橋墩主筋的保護層厚度，影響主筋受力和橋墩耐久性；

(2)方式一中通過鉸接球體嵌入圓弧支承鋼板，兩者進行滑動/滾動接觸，適應主梁縱向位移變化，鉸接球和圓弧支承鋼板加工難度較大，鉸接結構僅受壓，僅能單邊裝置發揮作用，且支承結構與水平形成一定的角度，軸向受力時，對橋墩產生一水平力，水平力對高墩墩底形成較大彎矩，難以通過裂縫寬度驗算；支承結構僅受壓作用，抗傾覆力僅由單邊裝置發揮作用，主梁梁底支承點距離橋墩一定的距離，因此支承結構容易侵入道路界線，且裝置與主梁的底板連接，抗傾覆力從橋墩通過裝置傳遞給主梁底板，再從主梁底板傳遞給腹板，實現抗傾覆作用，對于單支座獨柱墩或者支座間距較小的花瓶墩，規范要求基本組合下的負反力較大，負反力作用在底板上，底板容易發生局部破壞或者截面畸變破壞；

(3)方式二中叉形耳板與耳板通過銷軸連接，主梁在溫度、收縮徐變、向心力作用下發生橫向和縱向的位移，抗傾覆裝置限制其位移，產生次內力，長期循環作用，裝置容易出現疲勞損壞，且裝置局限于獨柱墩蓋梁形式。

發明內容

本發明針對上述現有的技術缺陷，提供一種花瓶墩防脫空抗傾覆裝置及方法，可提供兩級保護，即正常運營狀態下的支座防脫空以及極端超載狀態下的主梁抗傾覆，并保證了裝置適應主梁在溫度、收縮徐變、向心力作用下的變形。