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结构，踊跃解决独柱桥梁容易发生倾覆的问题。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，其中，调心支座包括自上而下设置的第一板、第二板和第三板，三个板之间通过插接配合，同时设置有摩擦减速结构。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。本发明专利技术结构简单，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。

【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结构。
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结构，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：独柱墩桥梁抗倾覆结构，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，包括自上而下设置的第一板、第二板和第三板，其中，在第一板的上表面设置有第一安装部，在第一板的下表面设置有第一插接板和第一缓冲组件，所述第一插接板为多个且均匀的垂直焊接在第一板的下侧，所述第一插接板的下表面为下凸的弧形面，在第一插接板的弧形面内镶嵌有钢球滚子，通过钢球滚子与第二板之间形成滚动配合；在两两相邻第一插接板之间的第一板的下表面中设置有居中的第一滚子凹槽，用于和第二板上的钢球滚子进行配合；第一插接板阵列的两端的第一板上分别固定一组第一缓冲组件；第三板与第一板结构相同，在第三板的下表面设置有第二安装部，在第三板的上表面设置有第三插接板、第三缓冲组件和第三滚子凹槽，第三插接板阵列的两端的第三板上分别固定一组第三缓冲组件；第二安装部为焊接在第三板下侧的钢板，居中设置，所述第二安装部通过预浇筑的方式与桥墩立柱进行固定；在第二板的上表面设置有第二插接板、第二滚子凹槽和第二缓冲组件，第二插接板和第一插接板结构完全相同且交错插接连接；在第二板的下表面设置有第四插接板、第四滚子凹槽和第四缓冲组件，第四插接板和第三插接板结构完全相同且交错插接连接，所述第二插接板和第四插接板彼此垂直设置；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，所述第一插接板为20厘米厚，40厘米宽，10厘米高的钢板。进一步地，所述第一缓冲组件包括自第一板向下延伸的突起，突起内侧固定一个板簧，板簧的两端通过固定销固定在突起上。进一步地，所述第一插接板至第四插接板的结构完全相同，在第一插接板的两侧镶嵌有刹车片，所述刹车片为平板状，镶嵌在第一插板的两侧，彼此对称设置，刹车片彼此间隔设置，且刹车片之间的为光滑部位，且间隔距离等于刹车片的宽度。进一步地，所述第一板和第二板之间，以及第二板和第三板之间设置有安全销，且在所述安全销上设置有缺口。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为第一板的结构图。图10为图1的侧视图。图11为相邻插接板之间的初始加速状态展开图。图12为相邻插接板之间的减速状态展开图。图13为第一插接板的断面图。图14为地震过程中相邻插接板之间的加速度。图中：1第一板，11第一安装部，111聚四氟乙烯垫片，12第一插接板，121第一滚子凹槽，13第一缓冲组件，131突起，132板簧，2第二板，21第二插接板，22第二滚子凹槽，23第二缓冲组件，24第四插接板，25第四滚子凹槽，26第四缓冲组件，3第三板，31第三缓冲组件，32第二安装部，33第三插接板，331第三滚子凹槽，4钢球滚子，4’钢球滚子，5安全销，6密封套筒。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，凹槽821，83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14所示，本专利技术提供一种独柱墩桥梁抗倾覆结构，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
独柱墩桥梁抗倾覆结构，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)，包括自上而下设置的第一板(1)、第二板(2)和第三板(3)，其中，在第一板(1)的上表面设置有第一安装部(11)，在第一板(1)的下表面设置有第一插接板(12)和第一缓冲组件(13)，所述第一插接板(12)为多个且均匀的垂直焊接在第一板(1)的下侧，所述第一插接板(12)的下表面为下凸的弧形面，在第一插接板(12)的弧形面内镶嵌有钢球滚子，通过钢球滚子与第二板之间形成滚动配合；在两两相邻第一插接板(12)之间的第一板的下表面中设置有居中的第一滚子凹槽(121)，用于和第二板上的钢球滚子进行配合；第一插接板阵列的两端的第一板上分别固定一组第一缓冲组件；第三板(3)与第一板结构相同，在第三板(3)的下表面设置有第二安装部(32)，在第三板(3)的上表面设置有第三插接板(33)、第三缓冲组件(31)和第三滚子凹槽(331)，第三插接板阵列的两端的第三板上分别固定一组第三缓冲组件；第二安装部(32)为焊接在第三板下侧的钢板，居中设置，所述第二安装部通过预浇筑的方式与桥墩立柱进行固定；在第二板的上表面设置有第二插接板(21)、第二滚子凹槽(22)和第二缓冲组件(23)，第二插接板和第一插接板结构完全相同且交错插接连接；在第二板(2)的下表面设置有第四插接板(24)、第四滚子凹槽(25)和第四缓冲组件(26)，第四插接板和第三插接板结构完全相同且交错插接连接，所述第二插接板和第四插接板彼此垂直设置；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)，并在凹槽处安装放松锁紧件；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.独柱墩桥梁抗倾覆结构，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)，包括自上而下设置的第一板(1)、第二板(2)和第三板(3)，其中，在第一板(1)的上表面设置有第一安装部(11)，在第一板(1)的下表面设置有第一插接板(12)和第一缓冲组件(13)，所述第一插接板(12)为多个且均匀的垂直焊接在第一板(1)的下侧，所述第一插接板(12)的下表面为下凸的弧形面，在第一插接板(12)的弧形面内镶嵌有钢球滚子，通过钢球滚子与第二板之间形成滚动配合；在两两相邻第一插接板(12)之间的第一板的下表面中设置有居中的第一滚子凹槽(121)，用于和第二板上的钢球滚子进行配合；第一插接板阵列的两端的第一板上分别固定一组第一缓冲组件；第三板(3)与第一板结构相同，在第三板(3)的下表面设置有第二安装部(32)，在第三板(3)的上表面设置有第三插接板(33)、第三缓冲组件(31)和第三滚子凹槽(331)，第三插接板阵列的两端的第三板上分别固定一组第三缓冲组件；第二安装部(32)为焊接在第三板下侧的钢板，居中设置，所述第二安装部通过预浇筑的方式与桥墩立柱进行固定；在第二板的上表面设置有第二插接板(21)、第二滚子凹槽(22)和第二缓冲组件(23)，第二插接板和第一插接板结构完全相同且交错插接连接；在第二板(2)的下表面设置有第四插接板(24)、第四滚子凹槽(25)...

【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