一种可减震的多跨简支桥梁及施工方法与流程

文档序号:13729194阅读:426来源:国知局
一种可减震的多跨简支桥梁及施工方法与流程

本发明涉及桥梁工程技术及施工技术领域,特别是涉及一种可减震的多跨简支梁桥及其施工方法。



背景技术:

多跨简支梁桥投入运营后,在地震作用下,可能出现主梁碰撞、落梁等危害。

针对上述危害,桥梁抗震规范及相关论文文献、专利提出了一些解决的措施,如梁体间增加橡胶垫块,或增大盖梁尺寸防止落梁等。但上述措施存在以下不足:

(1)在发生地震时,主梁间的橡胶垫块由于主梁间隙过大,未能有效发挥吸能作用;

(2)增大盖梁尺寸只是被动的防落梁方式,没有减震效果。

为了克服上述缺陷,本领域技术人员积极创新研究,以期创设出一种新型的可减震的多跨简支桥梁及施工方法。



技术实现要素:

针对现有技术存在的问题,本发明提供一种经济、施工快捷、可减震的多跨简支梁桥及其施工方法。

为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种可减震的多跨简支桥梁,包括支座,所述支座上设有主梁,所述主梁包括至少两段主梁,相邻两段主梁之间设有橡胶垫块,主梁的两侧面分别设有至少一组加固结构,每一所述加固结构皆包括两转向块、两混凝土锚固块和一连接所述转向块和混凝土锚固块的预应力钢筋,所述转向块包括上转向块和下转向块,所述混凝土锚固块包括上混凝土锚固块和下混凝土锚固块,所述预应力钢筋依次穿过所述上转向块和所述下转向块,且两端分别锚固于所述上混凝土锚固块和所述下混凝土锚固块;

每一所述转向块埋入所述主梁内的一端为埋入端,且露于所述主梁外的另一端为伸出端,所述转向块的伸出端的前端设有供所述预应力钢筋通过的第一孔洞,所述混凝土锚固块的形成于所述主梁的侧面,且所述混凝土锚固块设有供所述预应力钢筋通过的第二孔洞,所述预应力钢筋穿过所述转向块的第一孔洞和所述混凝土锚固块的第二孔洞并张拉后锚固于所述混凝土锚固块。

进一步地说,所述预应力钢筋由n根钢绞线组成,且钢绞线的数量n按下列公式计算:

其中:n为预应力钢绞线的根数,

roundup[number,num_digits],number为需要向上舍入的任意实数,num_digits为舍入后的数字的小数位数,

fpd为钢绞线的抗拉设计强度,单位mpa,

ap1为单根钢绞线的截面面积,单位mm2

ml为所有段的主梁的总质量,单位kg,

a为多跨简支梁桥所处场地的设计基本地震加速度,单位m/s2,可通过查询《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)中的表3.2.2得到。

进一步地说,所述主梁的每一侧面皆设有一组所述加固结构,且两侧面之间的加固结构对称设置。

进一步地说,取桥梁的长度方向作为左右方向,所述加固结构的转向块位于最左端的主梁的侧面,所述混凝土锚固块位于最右端的主梁的侧面。

进一步地说,取桥梁的长度方向作为左右方向,所述加固结构的转向块位于最右端的主梁的侧面,所述混凝土锚固块位于最左端的主梁的侧面。

进一步地说,所述橡胶垫块在所述主梁的长度方向的厚度为5-10cm。

本发明还提供了一种所述的一种可减震的多跨简支桥梁的施工方法,按照下述步骤进行:

s1.搭设支架及模板,浇筑混凝土主梁,浇筑主梁时,在最左端的主梁中预埋带有第一孔洞的转向块,在最右端的主梁中同时浇筑形成带穿送预应力钢筋的第二孔洞的混凝土锚固块;

s2.拆除支架及模板,在主梁之间设置橡胶垫块;

s3.将预应力钢筋穿过混凝土锚固块的第二孔洞及转向块的第一孔洞后,对预应力钢筋进行张拉,张拉完成后将其锚固于所述混凝土锚固块上,即可完成施工。

进一步地说,步骤s3中所述的对预应力钢筋进行张拉,采用的张拉应力大小为0.5fpd。

本发明的有益效果是:

1、本发明包括转向块、混凝土锚固块和一连接转向块和混凝土锚固块的预应力钢筋,由于预应力钢筋张拉应力的作用,可使得主梁与橡胶垫块紧密贴合,当发生地震时,在地震波为纵桥向的条件下,可通过橡胶垫块吸收能量,形成缓冲作用;

2、根据本发明技术方案限定的预应力钢筋的根数及预应力钢筋按张拉应力大小为0.5fpd进行张拉,可有效保证当发生地震时,在地震波为纵桥向的条件下,预应力钢筋的张拉应力在梁体产生的作用力可恰好能抵消单跨的主梁的地震力;

3、当发生地震时,在地震波为纵桥向的条件下,由于地震力传输有一个过程,假设这有三段主梁且地震波按照第一主梁、第二主梁和第三主梁的顺序传递,则在一开始地震波传递至第一主梁时,地震力将使得第一主梁发生压缩变形,使得第一主梁与第二主梁之间的橡胶垫块也发生压缩变形,此时,由于上述压缩变形的产生,预应力钢筋将产生一个与地震力相反的恢复力,由于橡胶垫块的缓冲作用及预应力钢筋的恢复力作用,可有效抵消地震作用;

4、本发明形成了一套完整、有效、独特的施工方案,可有效地防止多跨简支梁桥投入运营后,在地震作用下,出现主梁碰撞或落梁等危害。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的主视图(以设有三段主梁为例);

图2是本发明的俯视图(以设有三段主梁为例);

附图中各部分标记如下:

1-主梁、1a-第一主梁、1b-第二主梁、1c-第三主梁、2-橡胶垫块、3-支座、41-上转向块、42-下转向块、51-上混凝土锚固块、52-下混凝土锚固块和6-预应力钢筋。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施,即,在不背离本发明所揭示的范畴下,能予不同的修饰与改变。

一种可减震的多跨简支桥梁,如图1到2所示,包括支座3,所述支座上设有主梁1,所述主梁包括至少两段主梁,相邻两段主梁之间设有橡胶垫块2,主梁的两侧面分别设有至少一组加固结构,每一所述加固结构皆包括两转向块、两混凝土锚固块和一连接所述转向块和混凝土锚固块的预应力钢筋6,所述转向块包括上转向块41和下转向块42,所述混凝土锚固块包括上混凝土锚固块51和下混凝土锚固块52,所述预应力钢筋依次穿过所述上转向块和所述下转向块,且两端分别锚固于所述上混凝土锚固块和所述下混凝土锚固块;

每一所述转向块埋入所述主梁内的一端为埋入端,且露于所述主梁外的另一端为伸出端,所述转向块的伸出端的前端设有供所述预应力钢筋通过的第一孔洞,所述混凝土锚固块的形成于所述主梁的侧面,且所述混凝土锚固块设有供所述预应力钢筋通过的第二孔洞,所述预应力钢筋穿过所述转向块的第一孔洞和所述混凝土锚固块的第二孔洞并张拉后锚固于所述混凝土锚固块。

进一步地说,所述预应力钢筋由n根钢绞线组成,且钢绞线的数量n按下列公式计算:

其中:n为预应力钢绞线的根数,

roundup[number,num_digits],number为需要向上舍入的任意实数,num_digits为舍入后的数字的小数位数,

fpd为钢绞线的抗拉设计强度,单位mpa,

ap1为单根钢绞线的截面面积,单位mm2

ml为所有段的主梁的总质量,单位kg,

a为多跨简支梁桥所处场地的设计基本地震加速度,单位m/s2,可通过查询《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)中的表3.2.2得到。

所述主梁的每一侧面皆设有一组所述加固结构,且两侧面之间的加固结构对称设置。

取桥梁的长度方向作为左右方向,所述加固结构的转向块位于最左端的主梁的侧面,所述混凝土锚固块位于最右端的主梁的侧面。

取桥梁的长度方向作为左右方向,所述加固结构的转向块位于最右端的主梁的侧面,所述混凝土锚固块位于最左端的主梁的侧面。

所述橡胶垫块在所述主梁的长度方向的厚度为5-10cm。

一种所述的一种可减震的多跨简支桥梁的施工方法,按照下述步骤进行:

s1.搭设支架及模板,浇筑混凝土主梁,浇筑主梁时,在最左端的主梁中预埋带有第一孔洞的转向块,在最右端的主梁中同时浇筑形成带穿送预应力钢筋的第二孔洞的混凝土锚固块;

s2.拆除支架及模板,在主梁之间设置橡胶垫块;

s3.将预应力钢筋穿过混凝土锚固块的第二孔洞及转向块的第一孔洞后,对预应力钢筋进行张拉,张拉完成后将其锚固于所述混凝土锚固块上,即可完成施工。

步骤s3中所述的对预应力钢筋进行张拉,采用的张拉应力大小为0.5fpd。

实施例:一种可减震的多跨简支桥梁,如图1到2所示,包括设置于支座3上方的第一主梁1a、第二主梁1b和第三主梁1c,所有段的主梁的总质量ml=265000kg,通过查询《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)中的表3.2.2可得,该桥所处场地的设计基本地震加速度a=1.962m/s2

按照本发明对该桥进行减震设计。

在第一主梁1a、第二主梁1b和第三主梁1c间设有厚8cm的橡胶垫块2;

在第一主梁1a侧面设有2个上下间距50cm、采用q345级钢板,厚30mm的转向块,转向块外露50cm,外露部分的前端设有直径为10cm的第一孔洞,转向块有50cm埋设在第一主梁1a中;

在第三主梁1c侧面设有2个上下间距50cm的c50混凝土锚固块5,混凝土锚固块中留有直径为10cm的第二孔洞;

在所述主梁1侧面布设有穿过上转向块41和下转向块42的第一孔洞及上混凝土锚固块51和下混凝土锚固块中的第二孔洞且张拉后锚固于混凝土锚固块的预应力钢筋6,预应力钢筋6由n根钢绞线组成,钢绞线的抗拉设计强度fpd=1260mpa,单根钢绞线的截面面积ap1=140mm2,预应力钢筋6的根数n按下式计算:

一种可减震的多跨简支梁桥的施工方法,包括以下步骤:

s1.搭设支架及模板,浇筑混凝土主梁,浇筑主梁时,在最左端的主梁,即第一主梁中预埋带有第一孔洞的转向块,在最右端的主梁,即第三主梁,同时浇筑形成带穿送预应力钢筋的第二孔洞的混凝土锚固块;

s2.拆除支架及模板,在主梁之间设置橡胶垫块;

s3.将预应力钢筋穿过混凝土锚固块的第一孔洞及转向块的第二孔洞后,按照张拉应力大小为0.5fpd=630mpa对预应力钢筋进行张拉,张拉完成后将其锚固于所述混凝土锚固块上,即可完成施工。

本发明包括转向块、混凝土锚固块和一连接所述转向块和混凝土锚固块的预应力钢筋,由于预应力钢筋张拉应力的作用,可使得主梁与橡胶垫块紧密贴合,当发生地震时,在地震波为纵桥向的条件下,可通过橡胶垫块吸收能量,形成缓冲作用。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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