独柱墩桥梁抗倾覆结构制造技术

本发明专利技术公开了一种独柱墩桥梁抗倾覆体系，用于解决独柱墩桥梁易倾覆问题。它包括安装在桥墩立柱两侧的辅助支撑块,安装在桥墩立柱和桥梁梁底之间的调心支座，以及安装在辅助支撑块和桥梁梁底之间的防坠落装置，调心支座包括上、中、下三部分，其中，中部分包括自上而下叠加的第一滑动板和第二滑动板，进行滑动配合。本发明专利技术具备良好的抗震性能，其中调心支座在地震发生时，可以通过摩擦吸收部分地震能量，尤其是水平方向的地震能量，同时，配合辅助防坠落装置，可以增加整体的弹性。

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及桥梁
，具体地说是一种独柱墩桥梁抗倾覆体系。
技术介绍
城市立交、高速匝道等曲线桥梁多采用独柱现浇连续箱梁结构形式，该种桥梁的下部结构形式具有减少占地、增加视野和桥梁美观的优点。但目前我国载重车辆普遍存在超载现象，个别车辆超载甚至达到200％～300％，导致该种结构形式的桥梁在使用过程中已发生多起倾覆事故。桥梁的抗弯、抗剪承载能力方面，对于偏心偶然超载作用的关注不足。近年来国内独柱墩连续箱梁桥倾覆事故频繁发生，逐渐引起相关人员的反思。究其原因，多数事故桥梁墩柱横桥向采用单支点支撑，在超载车辆偏载作用下，结构的横向抗倾覆性较差，尤其是小半径曲线独柱匝道箱梁桥的桥面狭窄，自重小，车辆荷载在荷载组合中所占的比重大。同时因为现行的公路桥梁规范对于横向倾覆稳定性没有相关的规定，处于空白状态，设计时往往又会忽略偏心偶然超载作用下的桥梁横向稳定计算分析，使得在偶然作用下的结构使用带来隐患。结构倾覆是较复杂的力学现象，属于支座非线性分析的范畴。在结构倾覆之前，必然会先产生支座偏压甚至脱空现象。支座脱空之后，脱空的支座失去对结构的支撑作用，只剩下其余的支座对结构产生约束，这必然会导致支座反力的重分布，此过程中必然会出现诸如支座竖向压力超过支座设计强度引起支座破坏，倾覆过程中支座转角变形过大所引起的梁体滑移现象，因此结构倾覆与支座支撑作用是否失效紧密相关。
技术实现思路
本专利技术提供一种独柱墩桥梁抗倾覆体系，提高了独柱墩桥梁的抗倾覆性能，具有较好的施工便捷性、较广的适用性和优良的经济性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：独柱墩桥梁抗倾覆体系，包括安装在桥墩立柱两侧的辅助支撑块,安装在桥墩立柱和桥梁梁底之间的调心支座，以及安装在辅助支撑块和桥梁梁底之间的防坠落装置，其特征在于，在桥墩立柱的上部设置水平穿孔，所述水平穿孔内插入一个横梁，所述横梁是由水平钢板和竖向钢板焊接形成的，断面为井字形，所述横梁两端延伸至桥墩立柱的外侧，且对称设置；在横梁的两端分别安装所述辅助支撑块，所述辅助支撑块包括方形套筒、竖板和加强肋板，其中，所述方形套筒的断面为方形，在方形套筒的下侧靠近桥墩立柱的一侧焊接有一个向下延伸的竖板，并在竖板和方形套筒之间焊接三角形的加强肋板进行支撑，在竖板上设置有第一长条孔，竖板与桥墩立柱通过化学锚栓紧固；在所述方形套筒的上、下面板上设置一个彼此贯穿、同心的圆孔，在横梁上设置有第二长条孔，所述第二长条孔沿着横梁的长度方向设置，且与所述圆孔对应；调心支座包括上、中、下三部分，其中，上部分为方形的块状结构，上表面为平整的面，在上部分的下部设置有向下敞口的圆形凹槽和环状凹槽，其中圆形凹槽与环状凹槽同圆心设置，且环状凹槽位于圆形凹槽的外侧，中部分包括自上而下叠加的第一滑动板和第二滑动板，其中，第一滑动板上部为圆柱状，圆柱状的上部周向设置一个环形的凹槽，所述圆形凹槽和凹槽之间使用第一钢球进行转动配合，在第一滑动板的中部具有翼部，所述翼部上表面和上部分之间通过设置在环状凹槽中的第二钢球进行配合，在翼部下表面的每个边沿位置设置弹性元件，所述第一滑动板的下部为内凹的第一弧形凹槽，且在第一弧形凹槽内沿着弧形方向具有第一弧形齿状突起，所述第二滑动板为向上拱起的弧形板，在第二滑动板的上表面沿着横向设置的第二弧形齿状突起，在第二滑动板的下表面为纵向设置且内凹的第二弧形凹槽，且第二弧形凹槽内沿着弧形方向具有第三弧形齿状突起，所述第二滑动板的上、下表面上的第二、第三弧形齿状突起是彼此垂直设置的，下部分是由底部和四个挡边构成的槽状结构，且在凹槽中部向上凸起，在凸起和挡边之间的区域内形成一个环形凹槽，在凸起顶部具有与所述第二滑动板下表面进行配合第四弧形齿状突起；在第二滑动板的上、下表面的第二、第三弧形齿状突起中，表面设置有间隔设置的第一摩擦部和第一导向部；在桥梁梁底的两侧，关于调心支座位置为中心对称的安装两套防坠落装置，所述防坠落装置包括预埋件、导向柱、蝶形弹簧、防松锁紧件和防尘罩，其中，预埋件预先设置在桥梁底座中，在预埋件上设置朝向下方的导向柱，在导向柱的下部设置有一个环形的凹槽，并在凹槽处安装放松锁紧件；所述导向柱自上而下穿过第二长条孔，并在横梁和桥梁梁底之间、以及横梁与防松锁紧件之间设置彼此叠加的蝶形弹簧，并在蝶形弹簧外围的桥梁底座上设置下垂的柔性防尘罩。进一步地，在横梁上的圆孔中设有圆形套筒。进一步地，所述导向柱上安装一个测力应变片。进一步地，所述方形套筒的上侧也设置有辅助加强肋板结构。进一步地，在所述方形套筒和横梁之间使用对拉高强度螺栓进行紧固。进一步地，所述第一摩擦部使用汽车刹车片材料热压合在第二滑动板上一体成型。进一步地，所述第一弧形齿状突起至第四弧形齿状突起的断面轮廓为相同尺寸的梯形。进一步地，所述弹性元件为板簧。进一步地，所述防松锁紧件为两个，防松锁紧件具有一个半圆弧形的卡槽，并在两侧分别设置一个螺栓孔，两个防松锁紧件对称的合拢并抱在环形的凹槽中。本专利技术的有益效果是：具备良好的抗震性能，其中调心支座在地震发生时，可以通过摩擦吸收部分地震能量，尤其是水平方向的地震能量，同时，配合辅助防坠落装置，可以增加整体的弹性。具备良好的抗倾覆性能，调心支座和防坠落装置共同作用下，可以实现快速的复位，防止发生倾覆事件。结构简单，可以适用于所有的独柱桥墩，适用范围广，可以适用于新桥梁的建设，也可适用于旧桥改造。附图说明图1为专利技术的结构示意图。图2为本专利技术改造的步骤之一。图3为本专利技术改造的步骤之二。图4为辅助支撑块的立体图。图5为图4的全剖视图。图6为导向柱下端的锁紧状态。图7为防松锁紧件的立体图。图8为调心支座的结构示意图。图9为图8的俯视图。图10为图9中B-B剖视图。图11为图9中A-A剖视图。图12为上部分的立体图。图13为第一滑动板的立体图。图14为第二滑动板的立体图。图15为下部分的立体图。图16为省略下部分之后的部分结构立体图。图17位再次省略第二滑动板后的立体图。图18为摩擦部的局部结构图图19为相对滑动过程中滑动板的加速度示意图。图中：1上部分，11圆形凹槽，12环状凹槽，13第一钢球，14第二钢球，2中部分，21第一滑动板，211圆柱状，212凹槽，213翼部，214弹性元件，215第一弧形凹槽，216第一弧形齿状突起，22第二滑动板，221第二弧形齿状突起，2211第一导向部，2212第一摩擦部，2213耐磨结构，222第二弧形凹槽，223第三弧形齿状突起，3下部分，31底部，32挡边，33凸起，34环形凹槽，35第四弧形齿状突起，36聚四氟乙烯隔垫；7辅助支撑块，71方形套筒，72竖板，73加强肋板，711圆孔，712圆形套筒，721第一长条孔，722化学锚栓，74辅助加强肋板结构，8防坠落装置，81预埋件，82导向柱，821凹槽，83蝶形弹簧，84防松锁紧件，85防尘罩，841卡槽，842螺栓孔，91桥墩立柱，911水平穿孔，912横梁，9121第二长条孔，9122拉高强度螺栓，92桥梁梁底，A调心支座。具体实施方式如图1和图19所示，本专利技术提供一种独柱墩桥梁抗倾覆体系，包括两侧的辅助支撑块7，和安装在桥墩立柱91和桥梁梁底92之间的调心支座A，以及安装在辅助支撑块和桥梁梁底之间的防坠落装置8。本文档来自技高网...

【技术保护点】
独柱墩桥梁抗倾覆体系，包括安装在桥墩立柱两侧的辅助支撑块(7),安装在桥墩立柱(91)和桥梁梁底(92)之间的调心支座(A)，以及安装在辅助支撑块和桥梁梁底之间的防坠落装置(8)，其特征在于，在桥墩立柱(91)的上部设置水平穿孔(911)，所述水平穿孔(911)内插入一个横梁(912)，所述横梁(912)是由水平钢板和竖向钢板焊接形成的，断面为井字形，所述横梁(912)两端延伸至桥墩立柱的外侧，且对称设置；在横梁的两端分别安装所述辅助支撑块(7)，所述辅助支撑块包括方形套筒(71)、竖板(72)和加强肋板(73)，其中，所述方形套筒(71)的断面为方形，在方形套筒的下侧靠近桥墩立柱的一侧焊接有一个向下延伸的竖板(72)，并在竖板和方形套筒之间焊接三角形的加强肋板进行支撑，在竖板(72)上设置有第一长条孔(721)，竖板与桥墩立柱通过化学锚栓(722)紧固；在所述方形套筒(71)的上、下面板上设置一个彼此贯穿、同心的圆孔(711)，在横梁(912)上设置有第二长条孔(9121)，所述第二长条(9121)孔沿着横梁的长度方向设置，且与所述圆孔对应；调心支座(A)包括上、中、下三部分，其中，上部分(1)为方形的块状结构，上表面为平整的面，在上部分的下部设置有向下敞口的圆形凹槽(11)和环状凹槽(12)，其中圆形凹槽(11)与环状凹槽(12)同圆心设置，且环状凹槽(12)位于圆形凹槽的外侧，中部分(2)包括自上而下叠加的第一滑动板(21)和第二滑动板(22)，其中，第一滑动板(21)上部为圆柱状(211)，圆柱状的上部周向设置一个环形的凹槽(212)，所述圆形凹槽(11)和凹槽(212)之间使用第一钢球(13)进行转动配合，在第一滑动板(21)的中部具有翼部(213)，所述翼部(213)上表面和上部分之间通过设置在环状凹槽(12)中的第二钢球进行配合，在翼部(213)下表面的每个边沿位置设置弹性元件(214)，所述第一滑动板(21)的下部为内凹的第一弧形凹槽(215)，且在第一弧形凹槽内沿着弧形方向具有第一弧形齿状突起(216)，所述第二滑动板(22)为向上拱起的弧形板，在第二滑动板(22)的上表面沿着横向设置的第二弧形齿状突起(221)，在第二滑动板(22)的下表面为纵向设置且内凹的第二弧形凹槽(222)，且第二弧形凹槽(222)内沿着弧形方向具有第三弧形齿状突起(223)，所述第二滑动板(22)的上、下表面上的第二、第三弧形齿状突起彼此垂直设置，下部分(3)是由底部(31)和四个挡边(32)构成的槽状结构，且在凹槽中部向上凸起(33)，在凸起和挡边之间的区域内形成一个环形凹槽(34)，在凸起(33)顶部具有与所述第二滑动板下表面进行配合第四弧形齿状突起(35)；在第二滑动板(22)的上、下表面的第二、第三弧形齿状突起中，表面设置有间隔设置的第一摩擦部和第一导向部；在桥梁梁底的两侧，关于调心支座位置为中心对称的安装两套防坠落装置，所述防坠落装置(8)包括预埋件(81)、导向柱(82)、蝶形弹簧(83)、防松锁紧件(84)和防尘罩(85)，其中，预埋件(81)预先设置在桥梁底座中，在预埋件(81)上设置朝向下方的导向柱，在导向柱的下部设置有一个环形的凹槽(821)，并在凹槽处安装防松锁紧件；所述导向柱(82)自上而下穿过第二长条孔(9121)，并在横梁和桥梁梁底之间、以及横梁与防松锁紧件之间设置彼此叠加的蝶形弹簧(83)，并在蝶形弹簧外围的桥梁底座上设置下垂的柔性防尘罩(85)。...

【技术特征摘要】
1.独柱墩桥梁抗倾覆体系，包括安装在桥墩立柱两侧的辅助支撑块(7),安装在桥墩立柱(91)和桥梁梁底(92)之间的调心支座(A)，以及安装在辅助支撑块和桥梁梁底之间的防坠落装置(8)，其特征在于，在桥墩立柱(91)的上部设置水平穿孔(911)，所述水平穿孔(911)内插入一个横梁(912)，所述横梁(912)是由水平钢板和竖向钢板焊接形成的，断面为井字形，所述横梁(912)两端延伸至桥墩立柱的外侧，且对称设置；在横梁的两端分别安装所述辅助支撑块(7)，所述辅助支撑块包括方形套筒(71)、竖板(72)和加强肋板(73)，其中，所述方形套筒(71)的断面为方形，在方形套筒的下侧靠近桥墩立柱的一侧焊接有一个向下延伸的竖板(72)，并在竖板和方形套筒之间焊接三角形的加强肋板进行支撑，在竖板(72)上设置有第一长条孔(721)，竖板与桥墩立柱通过化学锚栓(722)紧固；在所述方形套筒(71)的上、下面板上设置一个彼此贯穿、同心的圆孔(711)，在横梁(912)上设置有第二长条孔(9121)，所述第二长条(9121)孔沿着横梁的长度方向设置，且与所述圆孔对应；调心支座(A)包括上、中、下三部分，其中，上部分(1)为方形的块状结构，上表面为平整的面，在上部分的下部设置有向下敞口的圆形凹槽(11)和环状凹槽(12)，其中圆形凹槽(11)与环状凹槽(12)同圆心设置，且环状凹槽(12)位于圆形凹槽的外侧，中部分(2)包括自上而下叠加的第一滑动板(21)和第二滑动板(22)，其中，第一滑动板(21)上部为圆柱状(211)，圆柱状的上部周向设置一个环形的凹槽(212)，所述圆形凹槽(11)和凹槽(212)之间使用第一钢球(13)进行转动配合，在第一滑动板(21)的中部具有翼部(213)，所述翼部(213)上表面和上部分之间通过设置在环状凹槽(12)中的第二钢球进行配合，在翼部(213)下表面的每个边沿位置设置弹性元件(214)，所述第一滑动板(21)的下部为内凹的第一弧形凹槽(215)，且在第一弧形凹槽内沿着弧形方向具有第一弧形齿状突起(216)，所述第二滑动板(22)为向上拱起的弧形板，在第二滑动板(22)的上表面沿着横向设置的第二弧形齿状突起(221)，在第二滑动板(22)的下表面为纵向设置且内凹的第二弧形凹槽(222)，且第二弧形凹槽(222)内...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜桂菊，
申请(专利权)人：杜桂菊，
类型：发明
国别省市：山东;37