一种防止桥梁横向倾覆的构造及其施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种防止桥梁横向倾覆的构造及其施工方法，属于桥梁结构技术领域。本发明包括桥面板底部预埋钢板、槽形钢板、牛腿、钢锚杆和螺帽。在桥面板底部沿横向两侧预埋钢板，钢板通过锚固件与桥面板牢固相连，槽形钢板与预埋钢板焊接连接，在桥墩接近顶部的位置设置钢牛腿或钢筋混凝土牛腿，其中槽形钢板底部与牛腿上均预留椭圆形孔洞，钢锚杆的直径小于椭圆孔宽度，沿竖向穿过预留孔洞，两端采用螺帽进行拧固，下端螺帽与牛腿底面之间留有微小间隙，以允许桥面系沿桥梁纵向自由滑动，同时又能形成桥面系与桥墩之间的拉接。本发明的防止桥梁横向倾覆的构造受力合理，取材容易，构造简单，施工方便，经济实用。
【专利说明】
一种防止桥梁横向倾覆的构造及其施工方法
技术领域
[0001]本发明一种防止桥梁横向倾覆的构造，应用于桥梁结构中桥面系与桥墩的连接部位，属于桥梁结构领域。【背景技术】
[0002]在城市公路桥梁及高速公路桥梁建设中，受地形、地物等影响，桥梁下部桥墩往往采用独立柱或类似独立柱的支承方式，以减少占地面积，避免建筑之间的布局冲突。虽然独柱墩桥梁具有结构简洁、适应性强等诸多优点，但其单点支撑的桥面系的横向稳定性和安全性较差，尤其当发生车辆严重偏载时，由于上部桥面的竖向位移仅在中部受到约束，因而易发生桥面横向整体倾覆的恶性事故。
[0003]为了提高桥梁的横向抗倾覆能力，同时不影响桥梁结构的整体设计方案，需要对桥梁的支座加强局部构造连接，主要目的在于增加桥面系在承受偏心荷载时的抗倾覆力矩，从而增强桥面结构的整体性和牢固性。
【发明内容】
[0004]本发明提出了一种设置在桥梁支座位置的防止桥梁横向倾覆的构造，用于解决现有桥梁支座尤其是独柱墩桥梁桥面系抗倾覆能力弱的问题。所述的防止桥梁横向倾覆的构造，力学概念明确，一方面提供足够的抗拔力，约束桥面系的竖向位移，防止倾覆事故的发生，另一方面，不约束桥面系由于混凝土收缩徐变以及温度效应引起的变形，避免在桥面系内部引起附加应力，构造简单，施工方便，经济实用，易于实现。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]—种防止桥梁横向倾覆的构造，其特征在于，所述的构造包括桥面板底部预埋钢板、槽形钢板、牛腿、钢锚杆和螺帽;所述预埋钢板沿桥梁横向布置于桥面板底部两侧，通过锚固件与桥面系牢固相连，槽形钢板的竖向翼缘板通过焊接与预埋钢板相连，牛腿位于桥墩接近顶部的位置，其中槽形钢板的水平腹板与牛腿上均预留椭圆形孔洞;钢锚杆的直径小于椭圆孔宽度，竖向穿过预留孔洞，将槽形钢板和牛腿进行拉接，在钢锚杆两端采用螺帽进行拧固；所述预埋钢板与槽形钢板形成中空的箱形构造，内部可容纳螺帽的布置和施拧。
[0007]所述槽形钢板的水平腹板预留椭圆形孔洞，孔洞的短轴与桥面系横方向平行，允许钢锚杆穿过，孔洞的长轴与桥长方向平行，允许钢锚杆在其中滑动。
[0008]所述牛腿为钢牛腿或钢筋混凝土牛腿。
[0009]所述钢牛腿，在牛腿的上下翼缘板预留椭圆孔;所述混凝土牛腿，在牛腿上预留竖向贯穿椭圆孔;牛腿上的预留孔的大小和形状与槽形钢板水平腹板上的预留孔相同，同时所有开孔位置在竖向保持一致。
[0010]所述钢锚杆的直径小于椭圆孔宽度，竖向穿过槽形钢板与牛腿的预留孔洞，两端采用螺帽进行拧固，下端螺帽与牛腿底面之间留有间隙3_?5_。
[0011]—种防止桥梁横向倾覆构造的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0012]a.在桥面板底部沿桥梁横向布置预埋钢板，钢板通过锚固件与桥面板牢固相连；
[0013]b.预制完成槽形钢板的拼接和开孔，将其与预埋钢板通过焊接相连，形成中空的箱形构造；
[0014]c.完成牛腿安装；
[0015]d.将钢锚杆自下而上穿过牛腿和槽形钢板的预留孔，在两端采用螺帽进行拧固， 但下端螺帽与牛腿底面之间留有微小间隙。
[0016]上述步骤c的牛腿采用钢牛腿，首先在工厂预制完成牛腿的焊接和开孔，在现场将钢牛腿与桥墩一起施工；牛腿采用钢筋混凝土牛腿，则牛腿在现场与桥墩一起施工并在牛腿的开孔位置预留套管。
[0017]本发明相对于现有技术具有以下显著效果:
[0018](1)钢锚杆将桥面系和牛腿在竖向进行有效拉接，使桥面系在承受偏心荷载时，能够产生足够的抗倾覆力矩，避免了桥面向一侧倾斜发生过大的竖向位移甚至整体的倾覆； (2)钢锚杆沿桥长方向可以自由滑动，不会对桥面系由于混凝土收缩徐变或温度效应引起的纵向变形产生约束。(3)该构造力学概念明确，根据车辆偏载情况容易得到所需要的抗拔力，进而确定所需要的钢锚杆的直径和数量，受力合理，取材容易，构造简单，施工方便，经济实用。【附图说明】
[0019]图1为本发明的的立面图；其中，图la为采用钢牛腿;图lb为采用钢筋混凝土牛腿。
[0020]图2为本发明的各组成部分相对关系透视图；其中图2a为采用钢牛腿;图2b为采用钢筋混凝土牛腿。
[0021]图3为图2的俯视图(不包含螺帽5和预埋钢板1的锚固件)。
[0022]图中:1 一预埋钢板;2—槽形钢板;3—牛腿;4一钢锚杆;5—螺帽。【具体实施方式】
[0023]以下结合附图，对本发明的结构、施工过程作进一步描述如下。
[0024]如图1所示，本发明的防止桥梁横向倾覆的构造包括桥面板底部预埋钢板1、槽形钢板2、牛腿3、钢锚杆4和螺帽5,其中预埋钢板1沿桥梁横向布置于桥面板底部两侧，通过锚固件与桥面板牢固相连，槽形钢板2的竖向翼缘板通过焊接与预埋钢板1相连，形成中空的箱形构造，内部可容纳螺帽5的布置和施拧。牛腿3可以为钢牛腿，如图1(a)所示，或钢筋混凝土牛腿，如图1(b)所示。
[0025]如图2所示，槽形钢板2水平腹板预留椭圆形孔洞。牛腿3位于接近桥墩顶部的位置，其中图2(a)采用钢牛腿，在牛腿3的上下翼缘板预留椭圆孔，图2(b)采用钢筋混凝土牛腿，在牛腿3上预留竖向贯穿椭圆孔。位于牛腿3上的预留孔的大小和形状与槽形钢板2水平腹板上的预留孔相同，同时所有开孔位置在竖向保持一致。钢锚杆4的直径小于椭圆孔宽度，竖向穿过槽形钢板2与牛腿3的预留孔洞，两端采用螺帽5进行拧固，但下端螺帽与牛腿底面之间留有微小间隙3mm?5mm，以允许桥面系沿桥梁纵向自由滑动，同时又能形成桥面系与桥墩之间的拉接。
[0026]如图3所示，槽形钢板2水平腹板以及牛腿3上均预留椭圆形孔洞，孔洞短轴与桥面系横方向平行，允许钢锚杆4穿过，长轴与桥长方向平行，钢锚杆4可自由滑动。[〇〇27]本发明的施工方法为:
[0028]本发明所述的防止桥梁横向倾覆的构造，其施工方法如下:在桥面板底部沿桥梁横向布置预埋钢板1，钢板通过锚固件与桥面板牢固相连，工厂预制完成槽形钢板2的拼接和开孔，将其与预埋钢板1通过焊接相连，形成中空的箱形构造。牛腿3的施工方法分为两种情况:若采用钢牛腿，则首先在工厂预制完成牛腿3的焊接和开孔，在现场与桥墩一起施工， 保证钢牛腿传力可靠;若采用钢筋混凝土牛腿，则牛腿3在现场与桥墩一起施工并在牛腿3 的开孔位置预留套管。钢锚杆4自下而上穿过牛腿3和槽形钢板2的预留孔，在上下两端采用螺帽5进行拧固，但下端螺帽与牛腿底面之间留有微小间隙3mm?5mm，完成对桥面系与桥墩之间的拉接。需要说明的是，图2中设置钢锚杆4的直径和数量并不固定，可根据实际所需抗拔力进行设计和布置。
[0029]本发明提供了一种防止桥梁横向倾覆的构造，能够在桥面系承受偏心荷载时提供足够的抗倾覆力矩，大幅提高桥面系(尤其是独柱墩桥梁的桥面系)的整体牢固性。该构造力学概念明确，受力合理，取材容易，构造简单，施工方便，经济实用。
【主权项】
1.一种防止桥梁横向倾覆的构造，其特征在于，所述的构造包括桥面板底部预埋钢板、 槽形钢板、牛腿、钢锚杆和螺帽；所述预埋钢板沿桥梁横向布置于桥面板底部两侧，通过锚 固件与桥面系牢固相连，槽形钢板的竖向翼缘板通过焊接与预埋钢板相连，牛腿位于桥墩 接近顶部的位置，其中槽形钢板的水平腹板与牛腿上均预留椭圆形孔洞;钢锚杆的直径小 于椭圆孔宽度，竖向穿过预留孔洞，将槽形钢板和牛腿进行拉接，在钢锚杆两端采用螺帽进 行拧固；所述预埋钢板与槽形钢板形成中空的箱形构造，内部可容纳螺帽的布置和施拧。2.根据权利要求1所述的防止桥梁横向倾覆的构造，其特征在于，所述槽形钢板的水平 腹板预留椭圆形孔洞，孔洞的短轴与桥面系横方向平行，允许钢锚杆穿过，孔洞的长轴与桥 长方向平行，允许钢锚杆在其中滑动。3.根据权利要求1或2所述的防止桥梁横向倾覆的构造，其特征在于，所述牛腿为钢牛 腿或钢筋混凝土牛腿。4.根据权利要求3所述的防止桥梁横向倾覆的构造，其特征在于，所述钢牛腿，在牛腿 的上下翼缘板预留椭圆孔;所述混凝土牛腿，在牛腿上预留竖向贯穿椭圆孔;牛腿上的预留 孔的大小和形状与槽形钢板水平腹板上的预留孔相同，同时所有开孔位置在竖向保持一致。5.根据权利要求1至4中任一项所述的防止桥梁横向倾覆的构造，其特征在于，所述钢 锚杆的直径小于椭圆孔宽度，竖向穿过槽形钢板与牛腿的预留孔洞，两端采用螺帽进行拧 固，下端螺帽与牛腿底面之间留有间隙3_?5_。6.—种防止桥梁横向倾覆构造的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:a.在桥面板底部沿桥梁横向布置预埋钢板，钢板通过锚固件与桥面板牢固相连；b.预制完成槽形钢板的拼接和开孔，将其与预埋钢板通过焊接相连，形成中空的箱形 构造；c.完成牛腿安装；d.将钢锚杆自下而上穿过牛腿和槽形钢板的预留孔，在两端采用螺帽进行拧固，但下 端螺帽与牛腿底面之间留有间隙3_?5_。7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，步骤c的牛腿采用钢牛腿，首先在工厂 预制完成牛腿的焊接和开孔，在现场将钢牛腿与桥墩一起施工;牛腿采用钢筋混凝土牛腿， 则牛腿在现场与桥墩一起施工并在牛腿的开孔位置预留套管。
【文档编号】E01D21/00GK105970799SQ201610332727
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】聂鑫, 杨悦
【申请人】清华大学