防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種梁橋的保護(hù)裝置及方法，特別是涉及一種防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于交通功能和地形條件的限制，城市高架橋和立交橋多采用曲線橋、異形變寬橋或匝道橋。曲線梁橋尤其是小半徑曲線梁橋因結(jié)構(gòu)受力的特點(diǎn)，很容易出現(xiàn)諸如連續(xù)梁曲線內(nèi)側(cè)端支座脫空或曲線梁體向曲線外側(cè)徑向整體側(cè)移等病害。曲線梁橋梁體徑向偏移病害發(fā)生后不能恢復(fù)，只能逐年增加。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，深圳市某半徑250米的立交曲線梁橋在使用后不久，測(cè)得累計(jì)水平側(cè)移達(dá)50cm。曲線梁橋梁體發(fā)生側(cè)移后，梁體的軸率和橋面的橫坡隨之會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，使梁體受力發(fā)生改變，加劇梁體病害向不利方向轉(zhuǎn)化，當(dāng)梁體的外偏移量積累到一定程度后，梁體就有失穩(wěn)、脫落和傾翻的可能。
[0003]目前，城市中心區(qū)曲線梁橋上部梁體多為斜腹板箱梁結(jié)構(gòu)，下部為若干獨(dú)立的橋墩結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)防止曲線梁橋梁體水平側(cè)移的裝置一是在梁體與橋墩之間采用固定支座，二是在橋墩臺(tái)、帽上橫橋向兩側(cè)設(shè)置防水平側(cè)移擋塊。固定支座在連續(xù)梁上設(shè)置的數(shù)量有限，無法限制曲線梁橋水平側(cè)移。在獨(dú)立墩臺(tái)、帽橫橋向兩側(cè)設(shè)置擋塊來防止曲線梁橋水平側(cè)移，需要加大橋墩臺(tái)、帽橫橋向尺寸。加大橋墩臺(tái)、帽橫橋向尺寸，既影響橋梁美觀又增加工程造價(jià)。另外，上述防側(cè)移裝置，后期維修養(yǎng)護(hù)也較為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的是給出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，梁體防水平側(cè)移效果好，維修保養(yǎng)簡(jiǎn)便的防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)的。本發(fā)明的防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置包括曲線梁橋下部每個(gè)墩臺(tái)、帽上使用的至少兩個(gè)傳統(tǒng)支座。本發(fā)明防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置特征在于:所述曲線梁橋下部若干橋墩的墩臺(tái)、帽上面外側(cè)均固定有一個(gè)橋墩預(yù)埋鋼板，橋墩預(yù)埋鋼板通過預(yù)埋螺栓由螺母連接下構(gòu)件，所述橋墩預(yù)埋鋼板、預(yù)埋螺栓、螺母、下構(gòu)件構(gòu)成外組件，曲線梁橋上部梁體內(nèi)在下構(gòu)件內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)處固定有一個(gè)預(yù)埋鋼板，預(yù)埋鋼板通過預(yù)埋螺栓由螺母在梁體外部連接上構(gòu)件，梁內(nèi)預(yù)埋鋼板、預(yù)埋螺栓、螺母、上構(gòu)件構(gòu)成內(nèi)組件，所述下構(gòu)件和上構(gòu)件均呈L形，且都由平面連接板和垂直主支撐構(gòu)成，所述下構(gòu)件的平面連接板固定在橋墩臺(tái)、帽上面，所述上構(gòu)件的平面連接板固定在梁體底部，所述下構(gòu)件的垂直主支撐上端面與梁體貼合連接，所述下構(gòu)件的垂直主支撐下端面與橋墩臺(tái)帽貼合連接，所述內(nèi)組件、外組件于各自的垂直主支撐之間充填有橡膠鋼板結(jié)合體，所述外組件、內(nèi)組件和橡膠鋼板結(jié)合體構(gòu)成防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置，防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置兩側(cè)各設(shè)有至少一個(gè)支座，防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置和至少兩個(gè)支座共同支撐曲線梁橋的梁體。
[0006]本發(fā)明防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置，其中所述下構(gòu)件和上構(gòu)件的高度均與所述支座高度相等，所述下構(gòu)件或上構(gòu)件的垂直主支撐的左右兩個(gè)側(cè)面均為上下各處曲率相等的曲面，所述下構(gòu)件垂直主支撐彎曲半徑的中心點(diǎn)處在平面連接板的相反一側(cè)，所述上構(gòu)件垂直主支撐彎曲半徑的中心點(diǎn)處在平面連接板同一側(cè)。
[0007]本發(fā)明防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置，其中所述下構(gòu)件和上構(gòu)件垂直主支撐曲面的彎曲方向與曲線梁橋的彎曲方向一致，且曲面的彎曲半徑與曲線梁橋的水平彎曲半徑相等。
[0008]本發(fā)明另一個(gè)目的是給出防止曲線梁橋水平側(cè)移裝置的施工方法，本發(fā)明的防止曲線梁橋水平側(cè)移裝置的施工方法是通過以下步驟完成的，其中包括:
步驟1:計(jì)算曲線梁橋水平荷載值；計(jì)算相應(yīng)橋墩臺(tái)、帽頂部處梁體的允許水平位移值；計(jì)算曲線梁橋的水平荷載產(chǎn)生的水平剪切力并依據(jù)上述值分別確定橋墩預(yù)埋鋼板、預(yù)埋螺栓、螺母、下構(gòu)件、梁內(nèi)預(yù)埋鋼板、預(yù)埋螺栓、螺母、上構(gòu)件和橡膠鋼板結(jié)合體采用的材料牌號(hào)、規(guī)格型號(hào)、設(shè)計(jì)尺寸和數(shù)量；
步驟2:依據(jù)曲線梁橋的設(shè)計(jì)，選定支座的型號(hào)，并依據(jù)支座的高度計(jì)算下構(gòu)件、上構(gòu)件的垂直高度。
[0009]步驟3:依據(jù)步驟1、步驟2的計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)制作橋墩預(yù)埋鋼板、預(yù)埋螺栓、螺母、下構(gòu)件、梁內(nèi)預(yù)埋鋼板、上構(gòu)件和橡膠鋼板結(jié)合體。
[0010]步驟4:曲線梁橋墩臺(tái)、帽澆筑施工時(shí)，將橋墩預(yù)埋鋼板、預(yù)埋螺栓、螺母組合在一起，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸將橋墩預(yù)埋鋼板預(yù)埋在曲線梁橋墩臺(tái)、帽的外側(cè)并與墩臺(tái)、帽內(nèi)的預(yù)埋鋼筋固定，之后用預(yù)埋螺栓、螺母通過下構(gòu)件的平面連接板將下構(gòu)件連接在橋墩預(yù)埋鋼板上構(gòu)成外組件；梁體預(yù)制施工時(shí)，將梁內(nèi)預(yù)埋鋼板、預(yù)埋螺栓、螺母組合在一起，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸將預(yù)埋鋼板預(yù)埋在梁體內(nèi)并與梁體的預(yù)埋鋼筋固定，之后用預(yù)埋螺栓、螺母通過上構(gòu)件的平面連接板將上構(gòu)件連接在梁體底部構(gòu)成內(nèi)組件。
[0011]步驟5:向橋梁墩臺(tái)、帽上吊裝(或者現(xiàn)澆)梁體，吊裝(或者現(xiàn)澆)梁體時(shí)應(yīng)保證處在外組件內(nèi)側(cè)的內(nèi)組件定位尺寸正確，同時(shí)還應(yīng)保證下構(gòu)件、上構(gòu)件的垂直主支撐的彎曲方向與曲線梁橋的彎曲方向一致。
[0012]步驟6:在內(nèi)組件與外組件之間放置按規(guī)定制作的橡膠鋼板結(jié)合體。
[0013]本發(fā)明防止曲線梁橋水平側(cè)移裝置的施工方法，其中所述橋墩預(yù)埋鋼板或梁體預(yù)埋鋼板預(yù)埋時(shí)其邊緣距混凝土邊緣均應(yīng)大于5cm，平面連接板連接時(shí)，其邊緣距梁底混凝土邊緣均應(yīng)大于5cm，平面連接板連接時(shí)，其邊緣距墩臺(tái)、帽混凝土邊緣均應(yīng)大于5cm。
[0014]本發(fā)明防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置及施工方法與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置中，由橋墩預(yù)埋鋼板、預(yù)埋螺栓、螺母、下構(gòu)件構(gòu)成外組件，由梁內(nèi)預(yù)埋鋼板、預(yù)埋螺栓、螺母、上構(gòu)件構(gòu)成內(nèi)組件。下構(gòu)件和上構(gòu)件均呈由平面連接板和垂直主支撐構(gòu)成的L形。上、下構(gòu)件垂直主支撐的左右兩個(gè)側(cè)面都是上下各處曲率相等的曲面，該曲面的彎曲半徑與曲線梁橋的水平彎曲半徑相等，與曲線梁橋的彎曲方向一致，以保證梁體的約束是側(cè)向水平位移約束，避免不利方向的約束使梁體和橋墩臺(tái)、帽發(fā)生破壞。內(nèi)組件和外組件的垂直主支撐之間充填有橡膠鋼板結(jié)合體。外組件、內(nèi)組件和橡膠鋼板結(jié)合體構(gòu)成防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置。在防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置兩側(cè)分別各設(shè)置至少一個(gè)傳統(tǒng)使用的支座。防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置和兩側(cè)的支座共同支撐曲線梁橋的梁體。本裝置放置在橋墩臺(tái)、帽和梁體底部之間，直接傳遞梁體水平位移。當(dāng)曲線梁橋由于車輛荷載和溫差變化下發(fā)生梁體水平側(cè)移時(shí)，其較小的水平位移由內(nèi)組件和外組件之間的橡膠鋼板結(jié)合體承擔(dān)；較大水平位移由橋墩臺(tái)、帽外側(cè)的下構(gòu)件約束并吸收一定允許量值。當(dāng)梁體位移引起橡膠鋼板結(jié)合體破壞時(shí)，根據(jù)橡膠鋼板結(jié)合體被破壞程度判定水平位移量值和水平荷載大小，并更換據(jù)計(jì)算重新設(shè)計(jì)制作的橡膠鋼板結(jié)合體來阻止過大的側(cè)向位移。
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置及施工方法作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1中的E-E剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置中的上構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為上構(gòu)件結(jié)構(gòu)仰視示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置中的下構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6為下構(gòu)件結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1、圖2所示，在曲線梁橋下部每個(gè)墩臺(tái)、帽2上使用至少兩個(gè)傳統(tǒng)支座I的情況下，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】是:
在曲線梁橋下部若干橋墩的墩臺(tái)、帽2上面外側(cè)均固定有一個(gè)橋墩預(yù)埋鋼板3。橋墩預(yù)埋鋼板3通過預(yù)埋螺栓4由螺母5連接下構(gòu)件6。橋墩預(yù)埋鋼板3、預(yù)埋螺栓4、螺母5、下構(gòu)件6構(gòu)成外組件。在曲線梁橋上部梁體7內(nèi)于下構(gòu)件6左側(cè)對(duì)應(yīng)固定有一個(gè)梁內(nèi)預(yù)埋鋼板8。梁內(nèi)預(yù)埋鋼板8通過預(yù)埋螺栓4-1由螺母5-1在梁體7外部連接上構(gòu)件9。梁內(nèi)預(yù)埋鋼板8、預(yù)埋螺栓4-1、螺母5-1、上構(gòu)件9構(gòu)成內(nèi)組件。下構(gòu)件6和上構(gòu)件9均呈L形，且都由平面連接板6-1、9-1和垂直主支撐6-2、9-2構(gòu)成。下構(gòu)件6的平面連接板6_1固定在橋墩臺(tái)、帽2上面，垂直主支撐6-2上端面與梁體7貼合連接。上構(gòu)件9的平面連接板9-1固定在梁體7底部，垂直主支撐9-2下端面與橋墩臺(tái)帽2貼合連接。內(nèi)組件、外組件于各自的垂直主支撐6-2、9-2之間充填有橡膠鋼板結(jié)合體10。內(nèi)組件左側(cè)設(shè)置傳統(tǒng)的支座I。外組件、內(nèi)組件和橡膠鋼板結(jié)合體10構(gòu)成防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置。防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置兩側(cè)各設(shè)有至少一個(gè)支座1，防止曲線梁橋水平側(cè)移的裝置和至少兩個(gè)支座I共同支撐曲線梁橋的梁體7。
[0023]如圖1所示，構(gòu)件6和上構(gòu)件9的高度均與所述支座I高度相等。
[0024]如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，下構(gòu)件6或上構(gòu)件9的垂直主支撐6_2、9_2的左右兩個(gè)側(cè)面均為上下各處曲率相等的曲面。下構(gòu)件6垂直主支撐6-2彎曲半徑的中心點(diǎn)處在平面連接板6-1的相反一側(cè)。上構(gòu)件9垂直主支撐9-2彎曲半徑的中心點(diǎn)處在平面連接板9-1同一側(cè)。
[0025]如圖1、圖2所示，下構(gòu)件6和上構(gòu)件9垂