一种含预应力梁的独柱墩桥梁加固装置的制作方法

本实用新型涉及工程建设领域的桥梁工程领域，具体是一种含预应力梁的独柱墩桥梁加固装置。

背景技术：

由于具有减少占用土地、增加视野和桥型美观的优点，独柱墩桥梁被广泛应用于我国城市高架桥中。但独柱墩桥梁的抗倾覆能力较差，在卡车超载情况下，容易诱发倾覆倒塌。今年来独柱墩桥梁倾覆的案例屡见不鲜，往往造成较大的经济损失与人员伤亡。

随着社会经济发展交通车流量日益增大，特别是偶现超载严重的卡车违规上桥(有的超载高达200％以上)，导致独柱墩高架桥存在较大的安全隐患。有必要对部分重点路段的独柱墩弯桥的外侧进行提前加固，消除倾覆隐患，防止产生较大的经济损失与人员伤亡。

但现有的多数技术是在桥墩上设置加固装置，需对桥墩进行切槽、植筋等操作，对桥墩具有一定的破损作用。有必要发展一种对桥墩基本无影响的加固装置。

技术实现要素：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种含预应力梁的独柱墩桥梁加固装置，在原桥墩外围焊接形成加固装置，不需对桥墩进行切槽与植筋，加固结构的整体强度与刚度较大，能有效阻止偏心荷载导致桥梁的倾覆与侧翻。

本实用新型的技术方案如下：

含预应力梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于：包括钢柱、预应力梁；所述的钢柱工作面呈凹槽形状，在凹槽面内间隔焊接有固定半环二，每个固定半环二设置有与其配合的固定半环一；

所述的钢柱底部焊接有应力扩散板，钢柱顶部焊接有托板，托板与钢柱顶部之间焊接有多道对称的加劲肋；

基于固定半环二与固定半环一的相互固定连接，所述的钢柱被安装在桥墩周围；所述的托板上方设置预应力梁，预应力梁的顶面与桥面的底部接触。

所述的含预应力梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于：所述的钢柱底部的应力扩散板埋入承台内，应力扩散板与承台相互固定相连。

所述的含预应力梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于：所述的固定半环二与固定半环一的相对两侧分别设置相互匹配的耳板，耳板上设置连接孔，基于连接件将固定半环二与固定半环一相互固定组装、包裹在桥墩的外围。

所述的含预应力梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于：所述的预应力梁采用混凝土结构或钢结构，预应力梁内设置预应力管道，通过在预应力管道内设置钢绞线构成预应力梁。

所述的含预应力梁的独柱墩桥梁加固装置，其特征在于：所述的预应力梁与钢柱顶部的托板固定相连，预应力梁承担的荷载能基于托板有效传递给钢柱。

与现有技术相比，本实用新型具有下列优点：

1、本实用新型所述的加固装置加装在桥墩的外围，不与桥墩或桥面固定相连，施工过程中无需对桥墩与桥面局部切槽与植筋，故施工对桥墩与桥面无影响；

2、本实用新型的重量基于应力扩散板传递给承台，桥墩不承担加固装置的重量，故对桥墩影响非常小；

3、本实用新型上方与桥面底部接触的梁为预应力梁，其能承担较大的剪力与弯矩，预应力梁与钢柱组成的结构体系能承担较大的倾覆荷载，能有效阻止桥面的倾覆与侧翻；

4、本实用新型整个装置结构简单，加工与组装施工方便，能承担较大的倾覆荷载，总体造价低。

附图说明

图1为加装本实用新型后的桥梁后视工作状态示意图。

图2为加装本实用新型后的桥梁前视工作状态示意图。

图3为本实用新型隐藏桥面的工作状态图。

图4为本实用新型的结构示意图。

图5为本实用新型隐藏预应力梁后的三维结构示意图。

图6为本实用新型钢柱与固定半环二组装的正面结构示意图。

图7为本实用新型钢柱与固定半环二组装的背面结构示意图。

图8为本实用新型钢柱与桥墩紧密接触的结构示意图。

图9为本实用新型钢柱与固定半环二组装的局部结构示意图。

图10为本实用新型固定半环一的结构示意图。

图11为本实用新型钢柱与桥墩固定的局部结构示意图。

附图标记说明：1、桩基；2、承台；3、桥面；4、钢柱；5、预应力梁；6、桥墩；7、固定半环一；8、固定半环二；9、应力扩散板；10、托板；11、加劲肋；a、地面线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见附图，一种含预应力梁的独柱墩桥梁加固装置，包括钢柱4、预应力梁5；所述的钢柱4呈凹槽形状，在凹槽一侧间隔焊接有固定半环二8，钢柱4底部焊接有应力扩散板9，钢柱4顶部焊接有托板10，托板10与钢柱4顶部之间对称的焊接有多道加劲肋11；基于固定半环二8与固定半环一7的相互固定连接，所述的钢柱4被安装在桥墩周围；所述的托板10上方设置预应力梁5，预应力梁5的顶面与桥面3的底部接触。

图1～图5展示了所提加固装置的三维结构示意图。

钢柱4呈凹槽形状，在凹槽一侧间隔焊接有固定半环二8，钢柱4底部焊接有应力扩散板9，钢柱4顶部焊接有托板10，托板10与钢柱4顶部之间对称的焊接有多道加劲肋11，如图6～9所示。

钢柱4底部的应力扩散板9埋入承台2一定深度，应力扩散板9与承台2相互固定相连。即施工时需对承台2进行一定范围、一定深度的凿除，把应力扩散板9埋入承台2后，再用混泥土恢复至原状。

固定半环二8与固定半环一7的两侧设置相互匹配的耳板，耳板上设置连接孔(螺栓孔)，基于连接件(螺栓)可把固定半环二8与固定半环一7相互固定组装、包裹在桥墩6的外围，如图9～图11所示。

预应力梁5采用混凝土结构或钢结构，预应力梁5内设置预应力管道，通过在预应力管道内设置、张拉、固定钢绞线，使其成为预应力梁。该预应力结构部分未在附图中体现。

优选地，预应力梁5采用钢结构形式，钢结构的强度与刚度相对较大，且钢结构梁与下部的钢柱4连接较为牢固。

预应力梁5与钢柱4顶部的托板10固定相连，预应力梁5承担的荷载能基于托板10有效传递给钢柱4。预应力梁5属于悬挑梁。

预应力梁5的顶面与桥面3的底部接触，但互不相连。可在预应力梁5顶部再设置一定厚度的橡胶片，橡胶片的顶面与桥面3的底部直接接触，该细节未在附图中体现。此处的“互不相连”是指无固结或铰接连接，两者仅相互接触而已，本质上是相互分离的，不能传递拉力、水平剪力与弯矩，仅能传递压力。故本实用新型的施工对原桥面无影响，无需对原桥面进行额外特别处理。桥面倾覆时，预应力梁5局部承担压力，该局部压力使预应力梁5体内产生剪力与弯矩，并最终传递给钢柱4，钢柱4与桥墩6共同承担该荷载。

钢柱4与预应力梁5组成的加固装置，需能承担桥面向两侧倾覆时产生的竖直向下的压力而不发生失效。由于钢材具有较高的强度，故设计过程中完全可以实现所提装置确保桥梁不发生倾覆。

本实用新型加装在桥墩的外围，不与桥墩或桥面固定相连，施工过程中无需对桥墩与桥面局部切槽与植筋，故施工对桥墩与桥面无影响；整个加固装置的重量基于应力扩散板传递给承台，桥墩不承担加固装置的重量，故对桥墩影响非常小；加固装置上方与桥面底部接触的梁为预应力梁，其能承担较大的剪力与弯矩，预应力梁与钢柱组成的结构体系能承担较大的倾覆荷载，能有效阻止桥面的倾覆与侧翻；整个装置结构简单，加工与组装施工方便，能承担较大的倾覆荷载，总体造价低。

附图中仅展示了本实用新型的部分形状及部分连接方式，按照所提思路，可以改变各构件的形状、各部分的连接方式，形成其他相关类型的独柱墩桥梁防倾覆加固装置，其均属于本实用新型的等效修改和变更，此处不再赘述。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之内。