一种独柱墩桥梁的抗倾覆装置的制作方法

本实用新型属于桥梁结构加固领域，具体涉及一种独柱墩桥梁的抗倾覆装置。

背景技术：

独柱墩桥梁占用空间小，造型美观，相较多柱墩可节省桥墩材料用量，经济指标好，被广泛应用于公路匝道桥、跨线桥和城市立交桥中。但是，独柱墩桥梁的缺点也较为明显，由于独柱墩结构多为单支撑结构，当车辆超载且偏心行驶在桥梁上时，就会使桥梁两侧的受力产生较大差距，严重时会使桥梁支座脱空，更甚者会导致桥梁侧翻，造成严重的安全事故。

近年来，独柱墩桥梁的安全事故时有发生。2019年10月10日晚，江苏无锡312国道一座高架桥发生桥面侧翻事故，致使3人死亡，2人受伤，这起事故的发生引发了桥梁工作者对独柱墩桥梁安全性的思考，特别是亟待研究出一种效果明显的独柱墩桥梁抗倾覆装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中独柱墩桥梁安全系数不足的问题，提供一种独柱墩桥梁的抗倾覆装置，能够较为明显的增强独柱墩桥梁在运营期间的安全性能。

为了实现上述目的，本实用新型有如下的技术方案：

一种独柱墩桥梁的抗倾覆装置，包括固定在独柱墩顶部的悬臂梁，悬臂梁通过环形抱箍与独柱墩的顶部周面相连，所述的悬臂梁平行于主梁的悬臂板延展至独柱墩的两侧；主梁的两侧腹板与悬臂梁之间安装斜撑，所述主梁的悬臂板与悬臂梁之间竖直连接有若干根预应力索；所述独柱墩的顶面与主梁的底板之间设置独柱墩支座，独柱墩两侧主梁的底板与悬臂梁之间设置有多个悬臂梁支座，底板的边缘与悬臂梁之间设置有缓冲块。

作为优选，所述的环形抱箍由半圆形的两部分组成，两部分环形抱箍的边缘之间通过第一螺栓对接，所述环形抱箍的表面安装有若干个第二螺栓与独柱墩顶部的周面进行连接。

作为优选，所述的独柱墩支座设置在独柱墩的顶面中心与主梁的底板中心线位置之间，所述独柱墩的轴线与主梁的中心线垂直正交，所述的悬臂梁、环形抱箍、斜撑、预应力索以及悬臂梁支座关于独柱墩的轴线对称布置在独柱墩的两侧。

作为优选，悬臂梁上表面与独柱墩顶面保持平齐，悬臂梁支座与独柱墩支座的高度相等。

作为优选，所述的缓冲块采用橡胶缓冲块，缓冲块的底面固定在悬臂梁上，缓冲块的顶面与主梁的底板之间留有间隙，主梁两侧的缓冲块与主梁底板之间的间隙相等。

作为优选，所述的缓冲块沿纵桥向的长度与悬臂梁一致。

作为优选，悬臂梁、环形抱箍、斜撑均采用钢材制成，悬臂梁支座采用盆式橡胶支座。

作为优选，所述的预应力索表面涂刷一层环氧树脂防腐涂料并套设pvc管；预应力索穿过主梁的梁体中预留孔道锚固于主梁顶部，穿过悬臂梁的梁体中预留孔道锚固于悬臂梁底部。

相较于现有技术，本实用新型有如下的有益效果：在独柱墩的上部采用环形抱箍进行加固，能够防止桥梁在倾覆弯矩作用下，桥墩上部受到悬臂梁体传来的较大的力而破坏。在悬臂梁表面布置多个悬臂梁支座，能够在主梁倾覆时，提供多点支撑，增强抗倾覆能力。主梁的底板边缘下方设置有缓冲块，在主梁倾覆时减小冲击力，额外提供一处支撑，增强主梁的抗倾覆能力。主梁的两侧腹板与悬臂梁之间安装斜撑，当主梁在倾覆弯矩作用时，倾覆一侧斜撑提供压力，另一侧斜撑提供拉力，能够有效增强主梁的抗倾覆能力。主梁悬臂板与悬臂梁之间竖直连接多根预应力索，相较于以往在主梁边侧设置单根预应力索的方案，在主梁倾覆时，主梁自重与车辆荷载之和较大，容易使预应力索中的拉力过大，进而导致预应力索被拉断，无法有效提供抗倾覆能力。本实用新型由多根预应力索共同提供拉力，在倾覆弯矩相同时，减小每根预应力索所要提供的拉力。在倾覆变形相同时，可以提供更大的拉力。因此，本实用新型可以有效防止预应力索被拉断，并显著提高抗倾覆能力。在以往的技术方案中，在主梁倾覆时，由于单根预应力索中拉力较大，容易导致预应力索锚固点处产生破坏。本实用新型能够减小每根预应力索中的拉力，进而有效避免锚固点处产生破坏。通过延展至独柱墩的两侧的悬臂梁，能够使预应力索靠主梁悬臂板的外侧布置，增大预应力索与主梁中心线之间的距离，进而增大力臂，在相同拉力下可提供更大的抗倾覆力矩。本实用新型悬臂梁、多个悬臂梁支座、缓冲块、斜撑以及预应力索，这五部分结构共同提供抗倾覆能力，彼此间相互结合，互为补充，进而能够大大的增强独柱墩桥梁在运营期间的安全性能。

进一步的，本实用新型预应力索表面涂刷一层环氧树脂防腐涂料并套设pvc管，能够有效起到防腐作用，且在桥梁正常运营期间预应力索受力较小，使得预应力索的耐久性较好。

附图说明

图1本实用新型装置的装配结构正视图；

图2本实用新型装置的装配结构俯视图；

附图中：1-主梁；2-独柱墩；3-环形抱箍；4-独柱墩支座；5-悬臂梁；6-悬臂梁支座；7-缓冲块；8-斜撑；9-预应力索；10-pvc管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步的详细说明。

参见图1-2，本实用新型所提供的一种独柱墩桥梁的抗倾覆装置，包括固定在独柱墩2顶部的悬臂梁5，悬臂梁5通过环形抱箍3与独柱墩2的顶部周面相连，环形抱箍3由半圆形的两部分组成，两部分环形抱箍3的边缘之间通过第一螺栓11对接，环形抱箍3的表面安装有第二螺栓12，与独柱墩2顶部的周面进行连接。悬臂梁5平行于主梁1的悬臂板延展至独柱墩2的两侧；主梁1的两侧腹板与悬臂梁5之间安装斜撑8，主梁1的悬臂板与悬臂梁5之间竖直连接预应力索9；预应力索9的表面涂刷一层环氧树脂防腐涂料并套设pvc管10；预应力索9穿过主梁1梁体中预留孔道锚固于主梁1顶部，穿过悬臂梁5梁体中预留孔道锚固于悬臂梁5底部。独柱墩2的顶面与主梁1的底板之间设置独柱墩支座4，独柱墩2两侧主梁1的底板与悬臂梁5之间设置有两个悬臂梁支座6，悬臂梁5的上表面与独柱墩2的顶面保持平齐，悬臂梁支座6与独柱墩支座4的高度相等。底板的边缘与悬臂梁5之间设置有缓冲块7。独柱墩支座4设置在独柱墩2的顶面中心与主梁1的底板中心线位置之间，独柱墩2的轴线与主梁1的中心线垂直正交，悬臂梁5、环形抱箍3、斜撑8、预应力索9以及悬臂梁支座6关于独柱墩2的轴线对称布置在独柱墩2的两侧。缓冲块7采用橡胶缓冲块，缓冲块7的底面固定在悬臂梁5上，缓冲块7的顶面与主梁1的底板之间留有间隙，主梁1两侧的缓冲块7与主梁1底板之间的间隙相等，缓冲块7沿纵桥向的长度与悬臂梁5一致。悬臂梁5、环形抱箍3、斜撑8均采用钢材制成，悬臂梁支座6采用盆式橡胶支座。

图1中当主梁1向左发生侧翻时，右侧预应力索9及斜撑8提供拉力，左侧斜撑8提供压力，左侧的悬臂梁支座6可保证主梁1具有多点支撑，进而提高主梁1的抗倾覆能力；当倾覆弯矩较大时，除上述三部分提供抗倾覆力矩外，主梁1左侧腹板处与缓冲块7接触，由缓冲块7提供额外一层支撑，悬臂梁5也能够提供抗倾覆能力。当主梁1向右发生侧翻时，装置抗倾覆机理与之类似。悬臂梁、悬臂梁支座、缓冲块、斜撑以及预应力索五部分部件相互协调，互为补充，共同提供抗倾覆能力，可保证独柱墩桥梁在运营期间的安全。

尽管上述已通过特定实例表示出了本实用新型，但该实例仅限于帮助理解本实用新型的方法及核心思想，不应理解为对本实用新型的限制，例如：新增支座6的个数，预应力索9的根数，斜撑8与梁体的连接方式等，均可以根据桥梁实际情况做出变化。即在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化，而这些简单的修改和替换也均属于本实用新型所附权利要求书的保护范围。