平面曲线梁桥防爬移限位装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种平面曲线梁桥防爬移限位装置，本装置自上而下由锚固钢板、限位钢板、限位组件组成。其中，锚固钢板由上锚固板、加劲肋板组成；限位组件为可拆分结构，自内向外由以下主要部件组成：与墩柱连接锚固板、内侧钢板、外侧钢板；内侧与外侧滑动块放置在内外侧钢板顶面，滑动块与内外钢板、限位钢板之间设置不锈钢板和摩擦副；内外侧钢板顶面安装顶面钢板、防尘罩。本发明可以通过拼装连接，满足可检查、易养护、可维修、可更换的要求。该装置重量较轻，对墩柱承载能力影响小。同时该装置具有构造简单、工程造价低、施工方便，适合工厂批量生产，现场栓接安装，不影响桥面交通、外观美观等特点。
【专利说明】平面曲线梁桥防爬移限位装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种平面曲线梁桥防爬移限位装置，特别是指中支承设计为双向活动支座、固定支座，存在横向爬移隐患和病害、或横向固定支座承载力不足的平面曲线梁桥，进行横向爬移病害维修中应用的一种横向防爬移限位装置。
【背景技术】
[0002]随着国内外桥梁建设的飞速发展，曲线梁桥在城市立交桥中的应用也越来越广泛。曲线梁桥对于各种复杂的地形地物有着良好的适应性。特别是在城市的立交桥中，其优美的线条相互交织，不仅仅能提高路口的通行能力，更是城市中的一道优美风景线。
[0003]近年来，各地一些修建较早的桥梁先后出现各种病害，甚至出现塌桥等严重的公共安全事故，对国家造成巨大的经济损失，在社会上也造成了很大负面影响。其中，曲线梁桥的“爬移”问题也逐渐引起了广泛的重视。
[0004]曲线梁桥受力机制和直线桥有很大差异，早期设计者限于当时的计算理论，对曲线梁桥结构力学机理了解不够深入，通常采用直线梁模型计算后根据经验予以修正，得到的数据往往不够精确，结果造成现在的曲线桥普遍出现了爬移病害。平面曲线梁桥因其自身构造特点，在汽车活载、均匀温差、横向梯度温差、混凝土收缩徐变等作用下易产生横向位移。特别是中支承采用了或部分采用了双向活动支座的平面曲线梁桥，随着时间的累积，此种横向位移部分无法恢复，位移逐渐增大即形成了横向“爬移”病害。在一定时间后，支座处梁体水平位移如超出设计允许值，支座承载力将下降。爬移问题轻则降低行车舒适性，重则危害桥梁结构安全。
[0005]随着计算理论的不断完善，工程师对曲线梁桥的分析更加精确了，对曲线梁桥受力及变形特性亦能进行更好的把握，可通过合理布置支座位置，采用横向固定支座等措施可解决爬移问题。但对于已建的采用双向活动支座，存在横向爬移病害的桥梁，可把中支承双向活动支座更换为横向固定支座，甚至可采用更换支点位置来解决爬移问题。此种方式需要对桥梁受力体系进行重新设计，且其实施难度很大，需要对主梁进行同步顶升；连续梁同步顶升过程中控制不当，梁体易产生裂缝，且需采取必要的横向临时限位措施，主梁顶升对桥上桥下交通均会造成严重影响。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种平面曲线梁桥防爬移限位装置，以解决利用简便的操作实现防止平面曲线梁桥发生爬移或限制其进一步爬移的技术问题；同时此装置结合墩柱抗震加固还可同时解决支座横向抗震承载力不足的技术问题，也可用于独柱支撑桥梁的抗倾覆加固。
[0007]为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下:
[0008]一种平面曲线梁桥防爬移限位装置，它包括:上锚固钢板(I)、加劲钢板(2)、限位钢板(3)、墩柱连接锚固板(4)、内侧钢板(5)、内侧顶钢板(6)、内侧滑动块(7)、外侧钢板(8)、外侧顶钢板(9)、外侧滑动块(10)、侧面连接板(11)、不锈钢板与四氟滑板滑动摩擦副(12)、防尘罩(13)、内侧钢板高强螺栓(14)、侧钢板高强螺栓(15)和顶钢板螺栓(16);水平方向设置的上锚固钢板(I)与位于限位钢板(3)上部两侧的加劲钢板(2)及垂直方向设置的限位钢板(3)通过焊接形成整体，上锚固钢板(I)通过螺栓连接安装于主梁底面；墩柱连接锚固板(4)与墩柱顶部外包钢板焊接连接；内侧钢板(5)通过高强螺栓(14)与墩柱连接锚固板(4)连接；外侧钢板(8)通过侧面连接板(11)和高强螺栓(15)与内侧钢板(5)栓接连接；内侧滑动块(7)、外侧滑动块(10)分别放置于L形的内侧钢板(5)和L形的外侧钢板
[8]之上，滑动块(7)、(10)与限位钢板(3)接触的一面为平面，另一面为弧面；内、外侧顶钢板(6)、(9)置于内、外侧滑块(7)、(10)上面，并用顶钢固定，板螺栓(16)与L形的内、外侧钢板(5)、(10) —同形成保护内、外侧滑块(7)、(10)的空腔；限位钢板(3)插于限位组件的内、外侧钢板(5)、(8)和内、外侧滑动块(7)、( 10)之间；所述滑动块(7)、( 10)与内、外侧钢板(5)、(8)、限位钢板(3)的各接触面均设置不锈钢板与四氟滑板滑动摩擦副(12)。
[0009]在所述的限位钢板(3)与下部限位组件中的内侧滑动块(7)、外侧滑动块(10)之间预留一定的空隙。
[0010]上锚固钢板(I)可直接通过锚栓锚固于主梁底面；在锚固条件较差的主梁底板处，在主梁底板粘钢加固，再将上锚固钢板(I)焊接于主梁底；下锚固墩柱连接板(4)焊接于有钢箍的墩顶。
[0011]防尘罩(13)置于内、外侧顶钢板(6)、(9)上面，同样用顶钢固定。
[0012]在限位组件内侧钢板(5)或外侧钢板(8)上安装刻度标尺。
[0013]本发明有以下优点和积极效果:
[0014]为解决曲线梁桥爬移问题，采用平面曲线梁桥防爬移限位装置不但可以约束主梁的法向爬移位移，防止支座横向位移过大时造成承载力不足；也可使各墩均匀分担水平地震力，提高结构的抗震承载力；在独柱支撑桥梁平面曲线梁桥的抗倾覆加固中，此装置也存在应用的空间。
[0015]本装置制作方便，效果可靠，在曲线梁桥大修中具有广泛的应用前景，取得良好的经济效益和社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的防爬移限位装置立剖面图。
[0017]图2是本发明的防爬移限位装置平剖面图。
[0018]图3是本发明的防爬移限位装置侧面图。
[0019]图4是本发明的防爬移限位装置连接图。
[0020]图5是图4的仰视图。
[0021]图6是图4的右视图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0023]参见图1、2、3，平面曲线梁桥防爬移限位装置包括:上锚固钢板(I)、加劲钢板
(2)、限位钢板(3)、墩柱连接锚固板(4)、内侧钢板(5)、内侧顶钢板(6)、内侧滑动块(7)、外侧钢板(8)、外侧顶钢板(9)、外侧滑动块(10)、侧面连接板(11)、不锈钢板与四氟滑板滑动摩擦副(12)、防尘罩(13)、内侧钢板高强螺栓(14)、侧钢板高强螺栓(15)和顶钢板螺栓
(16);水平方向设置的上锚固钢板(I)与位于限位钢板(3)上部两侧的加劲钢板(2)及垂直方向设置的限位钢板(3)通过焊接形成整体，上锚固钢板(I)通过螺栓连接安装于主梁底面；墩柱连接锚固板(4)与墩柱顶部外包钢板焊接连接；内侧钢板(5)通过高强螺栓(14)与墩柱连接锚固板(4)连接；外侧钢板(8)通过侧面连接板(11)和高强螺栓(15)与内侧钢板(5)栓接连接；内侧滑动块(7)、外侧滑动块(10)分别放置于L形的内侧钢板(5)和L形的外侧钢板(8)之上，滑动块(7)、(10)与限位钢板(3)接触的一面为平面，另一面为弧面；内、外侧顶钢板(6)、(9)置于内、外侧滑块(7)、(10)上面，并用顶钢固定，板螺栓(16)与L形的内、外侧钢板(5)、(10) —同形成保护内、外侧滑块(7)、(10)的空腔；限位钢板(3)插于限位组件的内、外侧钢板(5)、(8)和内、外侧滑动块(7)、(10)之间；所述滑动块(7)、(10)与内、外侧钢板(5)、(8)、限位钢板(3)的各接触面均设置不锈钢板与四氟滑板滑动摩擦副
(12)。防爬移限位装置通过拼装连接，能满足可检查、易养护、可维修、可更换的要求。该装置重量较轻，对墩柱承载能力影响小。
[0024]防爬移限位装置连接图参见图4、5、6。所述的各部件均采用普通钢板或经简单加工的钢板构件，构件之间连接为焊接或者螺栓连接，制作组装简便快捷，易于批量生产，可模块化制作安装。
[0025]在限位组件内侧钢板(5)或外侧钢板(8)上安装刻度标尺，可直接读取桥梁结构在温度作用下纵向或切向位移值。
[0026]墩柱连接板(4)与墩柱顶部外包加固钢板焊接连接，高强螺栓(14)将内侧钢板
(5)与墩柱连接板(4)栓接，安装内侧滑动块(7);高强螺栓(15)将侧面连接板(11)与外侧钢板⑶及内侧钢板(5)栓接连接；安装外侧滑动块(10)，通过螺栓(16)连接内侧顶钢板(6)及外侧顶钢板(9);各接触面均设有不锈钢板与四氟滑板滑动摩擦副(12)，最终安装防尘罩(13)，参见图3。
[0027]本装置安装于墩柱顶部横桥向内外两侧，上部限位钢板与主梁连接，下部限位组件与墩柱连接，限位钢板插于内外钢板与内外滑动块之间，滑动块一侧面为平面，另一侧面为弧面，各接触面设置滑动摩擦副；限位装置可以达到约束法向位移，切向可自由滑动，满足平面曲线梁体转动自由。
[0028]平面曲线梁桥防爬移限位装置的限位钢板(3)与内侧滑动块(7)、外侧滑动块
(10)之间预留一定的空隙，保证结构在正常的温度作用下法向位移不受限制，只限制曲线梁桥由于长期作用下的无法恢复的法向爬移。
[0029]平面曲线梁桥防爬移限位装置的上锚固钢板⑴可通过锚栓锚固于主梁，在锚固条件较差的主梁底板处，可先进行主梁底板粘钢加固，再将上锚固钢板(I)焊接于主梁底。下锚固墩柱连接板(4)焊接于墩顶抱箍，无钢箍的墩顶应进行包钢后进行焊接。主梁支点处横向约束后，可使各墩分担桥梁结构法向地震力，增加桥梁结构抗震能力。
[0030]平面曲线梁桥防爬移限位装置适用于中支承采用双向活动支座或固定支座的存在爬移病害隐患的或固定支座横向承载能力不足的平面曲线梁桥，同时结合墩柱抗震加固可解决桥梁横向抗震承载力不足的问题，也可用于独柱支撑平面曲线梁桥的抗倾覆加固。
[0031]平面曲线梁桥防爬移限位装置设置防尘罩(13)，保护限位装置内部滑动摩擦副，增加限位装置的耐久性。内侧钢板(5)或外侧钢板(8)上安装刻度标尺，可在桥梁养护或日常巡检中直接读取桥梁结构在温度作用下纵向或切向位移值。
[0032]平面曲线梁桥防爬移限位装置，外观轻盈美观，可快速安装，装置施工对于桥下交通影响较小，不影响桥上交通。
[0033]实施例一
[0034]北京市西二环路某立交桥中的一联平面曲线梁，上部结构形式为现浇预应力混凝土连续箱梁，曲线半径 220m,跨径布置为:31.415+31.415+26.75+24.79+28.42+29.36+21.14+19.31米，联长212.6米。桥梁下部结构边墩采用钻孔桩承台基础上的双圆柱盖梁，中墩均为钻孔桩承台基础上的双圆柱混凝土墩或单圆柱钢管混凝土墩，墩柱直径D=L 3?2.0米；该桥中支承设置2个固结墩，其余各支点均布置为双向活动支座，边墩盖梁上布置四氟滑板支座。
[0035]依据现行桥梁设计规范对该桥进行空间模型下的位移分析，曲线梁桥在预应力、收缩、徐变、温度及离心力的作用下，整体产生向曲线外侧的位移，由于支座摩阻力等因素，使主梁产生相反位移的作用很难使其位移恢复，随着时间的增长，位移会越来越大；此种“爬移”病害使得主梁横向位移接近双向活动支座横向位移极限值；“爬移”病害继续发展将严重影响支座承载能力，甚者会产生倾覆落梁危险。由于正常温度作用下主梁梁体法向位移较小，可在中支承处墩柱顶部内外两侧沿主梁法向加设平面曲线梁桥防爬移限位装置，通过约束支点处主梁横向位移，防止主梁进一步爬移。
[0036]工程实施中，平面曲线梁桥防爬移限位装置的上锚固钢板、限位加劲板及限位钢板在构件厂批量预制焊接组装，其余构件在预制场加工试拼装合格后，运送现场，所有钢构件在构件厂采用镀锌防腐保证耐久性能。实际工程中，在设置双向活动支座的中墩墩顶外包钢板、主梁底部预埋锚固螺栓，应用小型升降设备、人工配合进行限位装置分部安装。现场安装时首先将下锚固限位板焊接于墩柱设计位置，依次采用螺栓连接其余限位组件构件，同时将上锚固构件限位钢板插入预留孔位，最终将上锚固钢板固定在主梁梁底设计位置。
[0037]防爬移限位装置所有施工内容均在桥下进行，施工简单，施工作业面小，工期短，对桥下和桥面交通基本无影响。
[0038]此装置有效约束了主梁的横向位移，其结构轻巧，整体协调美观；结合柱底加固，此装置同时解决了桥梁横向抗震问题。
【权利要求】
1.一种平面曲线梁桥防爬移限位装置，它包括:上锚固钢板(I)、加劲钢板(2)、限位钢板(3)、墩柱连接锚固板(4)、内侧钢板(5)、内侧顶钢板(6)、内侧滑动块(7)、外侧钢板(8)、外侧顶钢板(9)、外侧滑动块(10)、侧面连接板(11)、不锈钢板与四氟滑板滑动摩擦副(12)、防尘罩(13)、内侧钢板高强螺栓(14)、侧钢板高强螺栓(15)和顶钢板螺栓(16);其特征在于:水平方向设置的上锚固钢板(I)与位于限位钢板(3)上部两侧的加劲钢板(2)及垂直方向设置的限位钢板(3)通过焊接形成整体，上锚固钢板(I)通过螺栓连接安装于主梁底面；墩柱连接锚固板(4)与墩柱顶部外包钢板焊接连接；内侧钢板(5)通过高强螺栓(14)与墩柱连接锚固板(4)连接；外侧钢板(8)通过侧面连接板(11)和高强螺栓(15)与内侧钢板(5)栓接连接；内侧滑动块(7)、外侧滑动块(10)分别放置于L形的内侧钢板(5)和L形的外侧钢板(8)之上，滑动块(7)、(10)与限位钢板(3)接触的一面为平面，另一面为弧面；内、外侧顶钢板(6)、(9)置于内、外侧滑块(7)、(10)上面，并用顶钢固定，板螺栓(16)与L形的内、外侧钢板(5)、(10) —同形成保护内、外侧滑块(7)、(10)的空腔；限位钢板(3)插于限位组件的内、外侧钢板(5)、(8)和内、外侧滑动块(7)、(10)之间；所述滑动块(7)、(10)与内、外侧钢板(5)、(8)、限位钢板(3)的各接触面均设置不锈钢板与四氟滑板滑动摩擦副(12)。
2.根据权利要求书I所述的一种平面曲线梁桥防爬移限位装置，其特征在于:在所述的限位钢板(3)与下部限位组件中的内侧滑动块(7)、外侧滑动块(10)之间预留一定的空隙。
3.根据权利要求书I所述的一种平面曲线梁桥防爬移限位装置，其特征在于:上锚固钢板(I)可直接通过锚栓锚固于主梁底面；在锚固条件较差的主梁底板处，在主梁底板粘钢加固，再将上锚固钢板(I)焊接于主梁底；下锚固墩柱连接板(4)焊接于有钢箍的墩顶。
4.根据权利要求书I所述的一种平面曲线梁桥防爬移限位装置，其特征在于:防尘罩(13)置于内、外侧顶钢板(6)、(9)上面，同样用顶钢固定。
5.根据权利要求书I所述的一种平面曲线梁桥防爬移限位装置，其特征在于:在限位组件内侧钢板(5)或外侧钢板(8)上安装刻度标尺。
【文档编号】E01D19/00GK103835226SQ201410106659
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】秦大航, 张恺, 张连普, 秦永刚, 王泽宁 申请人:北京市市政工程设计研究总院有限公司