本发明专利技术公开了一种花瓶墩防脱空抗倾覆装置及方法，该装置包括外包钢板、连接板和支撑板，外包钢板包覆固定在花瓶墩的顶面和上端四周，且外包钢板上设有供支座穿过的通孔；连接板对称竖直设置于主梁两侧，且连接板的上端与主梁的腹板连接；支撑板对称设于外包钢板的两侧，支撑板包括两个耳板，耳板的一端与外包钢板连接，耳板的另一端通过连接件与连接板的下端铰接，连接板的下端设于两个耳板之间，且连接板与耳板之间设有空隙；耳板上设有供连接件穿过的耳孔，且耳孔的孔径大于连接件的外径。该装置可提供两级保护，即正常运营状态下的支座防脱空以及极端超载状态下的主梁抗倾覆，并保证了装置适应主梁在温度、收缩徐变、向心力作用下的变形。
【技术实现步骤摘要】
一种花瓶墩防脱空抗倾覆装置及方法
本专利技术涉及公路、市政桥梁工程
，尤其涉及一种花瓶墩防脱空抗倾覆装置及方法。
技术介绍
由于城市交通线较为繁忙，高架桥跨越现有道路，因此要求桥梁的墩柱要落在有限的范围之内，为了节省地面空间，提升城市景观效果，将常规的横向双柱改为花瓶墩。采用独柱现浇连续箱梁结构形式，尤其以小半径曲线形布置居多。独柱现浇连续箱梁结构形式优势在于，减少占用土地、改善下部结构布局、开阔视野、增加桥型美观等等。但近些年来，随着我国经济快速发展，交通流量与车辆载重的不断增大，同时由于部分司机缺乏安全行车知识，车辆超载偏行导致桥梁在使用过程中已发生多起倾覆事故，造成了严重的人员伤亡和经济损失。为了防范事故，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)要求基本组合下支座不脱空，标准组合下抗倾覆稳定系数不小于2.5。大量旧桥的花瓶墩由于支座间距偏小，需要重新加固，满足新规范要求。桥梁抗倾覆加固工程主要是针对单支座独柱墩和独柱盖梁，现有加固方式通常以以下两种方式实现：(1)单支座独柱墩加固(如CN106012874A所示)：桥墩采用铆钉固定支承钢板，主梁底板通过铆钉安装圆弧支承，通过一个支撑结构铰接于桥墩和主梁底板，形成包括原有支座的三支点多点支撑体系，达到对独柱墩梁桥进行抗倾覆加固的目的；(2)独柱墩盖梁加固(如CN203096599U所示)：抗倾覆装置包括耳板、叉形耳板和拉压杆，耳板设置在腹板的侧面，叉形耳板与耳板通过销轴连接，拉压杆的一端固定在盖梁的一侧，拉压杆的另一端连接叉形耳板。在超载作用下，可以防止梁体坠落或脱开。上述两种加固已有实际工程应用，但是也有其不足的地方：(1)方式一、方式二中均通过铆钉或者锚栓与独柱墩或盖梁连接，抗剪力和抗拔力受限于混凝土边缘或者局部椎体的破坏程度，且支撑钢板嵌入主墩必须凿掉部分桥墩的保护层混凝土，一方面对原来的桥墩的结构进行破坏，另一方面减少了桥墩主筋的保护层厚度，影响主筋受力和桥墩耐久性；(2)方式一中通过铰接球体嵌入圆弧支承钢板，两者进行滑动/滚动接触，适应主梁纵向位移变化，铰接球和圆弧支承钢板加工难度较大，铰接结构仅受压，仅能单边装置发挥作用，且支承结构与水平形成一定的角度，轴向受力时，对桥墩产生一水平力，水平力对高墩墩底形成较大弯矩，难以通过裂缝宽度验算；支承结构仅受压作用，抗倾覆力仅由单边装置发挥作用，主梁梁底支承点距离桥墩一定的距离，因此支承结构容易侵入道路界线，且装置与主梁的底板连接，抗倾覆力从桥墩通过装置传递给主梁底板，再从主梁底板传递给腹板，实现抗倾覆作用，对于单支座独柱墩或者支座间距较小的花瓶墩，规范要求基本组合下的负反力较大，负反力作用在底板上，底板容易发生局部破坏或者截面畸变破坏；(3)方式二中叉形耳板与耳板通过销轴连接，主梁在温度、收缩徐变、向心力作用下发生横向和纵向的位移，抗倾覆装置限制其位移，产生次内力，长期循环作用，装置容易出现疲劳损坏，且装置局限于独柱墩盖梁形式。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有的技术缺陷，提供一种花瓶墩防脱空抗倾覆装置及方法，可提供两级保护，即正常运营状态下的支座防脱空以及极端超载状态下的主梁抗倾覆，并保证了装置适应主梁在温度、收缩徐变、向心力作用下的变形。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种安装在花瓶墩与主梁之间的花瓶墩防脱空抗倾覆装置，花瓶墩的顶端设有支撑主梁的支座，该装置包括：外包钢板，所述外包钢板包覆固定在所述花瓶墩的顶面和上端四周，且所述外包钢板上设有供所述支座穿过的通孔；连接板，所述连接板对称竖直设置于所述主梁两侧，且所述连接板的上端与所述主梁的腹板连接；支撑板，所述支撑板对称设于所述外包钢板的两侧，所述支撑板包括两个前后对称设置的耳板，所述耳板的一端与所述外包钢板连接，所述耳板的另一端通过连接件与所述连接板的下端铰接，所述连接板的下端设于两个所述耳板之间，且所述连接板与耳板之间设有空隙；所述耳板上设有供所述连接件穿过的耳孔，且所述耳孔的孔径大于所述连接件的外径。进一步的，所述外包钢板与所述花瓶墩之间设有间隙，所述间隙内填充有胶黏剂。进一步的，所述间隙的宽为5mm。进一步的，所述胶黏剂采用改性环氧胶粘剂。进一步的，所述连接板与其两侧的耳板之间均设有20mm宽的所述空隙。进一步的，所述耳孔为椭圆孔，且所述连接件与所述耳孔的上缘抵接。进一步的，所述连接板的两侧与所述腹板之间以及所述耳板的外侧与所述外包钢板之间均设有若干加劲肋。进一步的，所述连接板的上端连接于所述主梁的腹板和横隔板的交界处。本专利技术还提供了一种花瓶墩防脱空抗倾覆方法，在花瓶墩和主梁之间采用如上任一项所述的花瓶墩防脱空抗倾覆装置进行加固。进一步的，所述花瓶墩防脱空抗倾覆装置的安装包括以下步骤：S1、将用于组成外包钢板的若干钢板件提升至花瓶墩的顶端，临时固定钢板件，调整钢板件与花瓶墩的间距，而后将钢板件焊接在一起形成为外包钢板；S2、在外包钢板与花瓶墩之间的间隙中填充胶黏剂并使其固化；S3、将连接板的上端固定在主梁的横隔板与腹板之间的交界处；S4、根据连接板的位置以及耳板与连接板之间的间距确定两耳板的安装位置，将耳板的一端焊接至外包钢板上，使连接板的下端置于两耳板之间，且连接板与耳板之间设有空隙；S5、将连接件依次穿过耳板上的耳孔和连接板，使耳板和连接板铰接固定；S6、最后在连接板的两侧与腹板之间以及耳板的外侧与外包钢板之间安装固定加劲肋。进一步的，步骤S4中，当主梁采用金属制成时，通过焊接的方式将连接板与腹板固定连接；当主梁为混凝土主梁时，通过螺栓将连接板与腹板固定连接。本专利技术具有以下有益效果：(1)、采用包覆的方式将外包钢板固定在花瓶墩的顶端，整个装置对桥墩无损伤安装，确保旧桥墩安全性，且外包钢板与桥墩之间的咬合力可提供极大的抗倾覆力，避免了抗倾覆力受限于现有固定方式中销钉处混凝土边缘和局部锥体的破坏程度；(2)、该装置与主梁的腹板连接，直接传递剪力，受力简单明确，避免了主梁的底板受力集中出现畸变破坏的问题；(3)、连接板与耳板的耳孔通过连接件连接，且连接板与耳板之间留有空隙以及连接件可在耳孔中移动，保证了主梁在温度和收缩徐变下的横向和纵向位移的空间，确保整个装置适应主梁在温度、收缩徐变、向心力作用下的变形；(4)、外包钢板与花瓶墩之间通过胶粘剂粘合，对原结构无损伤，施工简单；(5)、将连接板的上端固定在主梁的腹板和横隔板的交界处，抗倾覆力直接传递给腹板和横隔板，避免主梁内的钢结构局部失稳和受力不均匀的问题；(6)、主梁在自重状态下，使连接件与耳孔的上缘抵接，这样主梁在运营状态下，连接板会根据受压状况不断进行往复上下运动，因连接件与耳孔底缘之间的空隙，整个装置不受压力，避免装置疲劳破坏；在一般偏心车载作用下，支座可能发生脱空，该装置单边发挥受拉作用；而在极端偏心车载本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种花瓶墩防脱空抗倾覆装置，安装在花瓶墩(1)与主梁(2)之间，所述花瓶墩(1)的顶端设有支撑所述主梁(2)的支座(3)，其特征在于，所述花瓶墩防脱空抗倾覆装置包括：/n外包钢板(4)，所述外包钢板(4)包覆固定在所述花瓶墩(1)的顶面和上端四周，且所述外包钢板(4)上设有供所述支座(3)穿过的通孔(41)；/n连接板(5)，所述连接板(5)对称竖直设置于所述主梁(2)两侧，且所述连接板(5)的上端与所述主梁(2)的腹板连接；/n支撑板，所述支撑板对称设于所述外包钢板(4)的两侧，所述支撑板包括两个前后对称设置的耳板(6)，所述耳板(6)的一端与所述外包钢板(4)连接，所述耳板(6)的另一端通过连接件(7)与所述连接板(5)的下端铰接，所述连接板(5)的下端设于两个所述耳板(6)之间，且所述连接板(5)与耳板(6)之间设有空隙(8)；所述耳板(6)上设有供所述连接件(7)穿过的耳孔(61)，且所述耳孔(61)的孔径大于所述连接件(7)的外径。/n
【技术特征摘要】
1.一种花瓶墩防脱空抗倾覆装置，安装在花瓶墩(1)与主梁(2)之间，所述花瓶墩(1)的顶端设有支撑所述主梁(2)的支座(3)，其特征在于，所述花瓶墩防脱空抗倾覆装置包括：
外包钢板(4)，所述外包钢板(4)包覆固定在所述花瓶墩(1)的顶面和上端四周，且所述外包钢板(4)上设有供所述支座(3)穿过的通孔(41)；
连接板(5)，所述连接板(5)对称竖直设置于所述主梁(2)两侧，且所述连接板(5)的上端与所述主梁(2)的腹板连接；
支撑板，所述支撑板对称设于所述外包钢板(4)的两侧，所述支撑板包括两个前后对称设置的耳板(6)，所述耳板(6)的一端与所述外包钢板(4)连接，所述耳板(6)的另一端通过连接件(7)与所述连接板(5)的下端铰接，所述连接板(5)的下端设于两个所述耳板(6)之间，且所述连接板(5)与耳板(6)之间设有空隙(8)；所述耳板(6)上设有供所述连接件(7)穿过的耳孔(61)，且所述耳孔(61)的孔径大于所述连接件(7)的外径。
2.根据权利要求1所述的花瓶墩防脱空抗倾覆装置，其特征在于，所述外包钢板(4)与所述花瓶墩(1)之间设有间隙，所述间隙内填充有胶黏剂。
3.根据权利要求2所述的花瓶墩防脱空抗倾覆装置，其特征在于，所述间隙的宽为5mm。
4.根据权利要求1所述的花瓶墩防脱空抗倾覆装置，其特征在于，所述连接板(5)与其两侧的耳板(6)之间均设有20mm宽的所述空隙(8)。
5.根据权利要求1所述的花瓶墩防脱空抗倾覆装置，其特征在于，所述耳孔(61)为椭圆孔，且所述连接件(7)与所述耳孔(61)的上缘抵接。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：麦梓浩，颜日锦，朱俊，赖子钦，凌晨，魏开波，粟洪，郭钰瑜，李新春，王如寒，刘也萍，欧俊伟，李鸿斌，曹志光，邓灿，
申请(专利权)人：广州市市政工程设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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