防止曲线梁桥水平侧移的装置及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种梁桥的保护装置及方法，特别是涉及一种防止曲线梁桥水平侧移的装置及施工方法。
【背景技术】
[0002]由于交通功能和地形条件的限制，城市高架桥和立交桥多采用曲线桥、异形变宽桥或匝道桥。曲线梁桥尤其是小半径曲线梁桥因结构受力的特点，很容易出现诸如连续梁曲线内侧端支座脱空或曲线梁体向曲线外侧径向整体侧移等病害。曲线梁桥梁体径向偏移病害发生后不能恢复，只能逐年增加。调查发现，深圳市某半径250米的立交曲线梁桥在使用后不久，测得累计水平侧移达50cm。曲线梁桥梁体发生侧移后，梁体的轴率和桥面的横坡随之会发生相应的变化，使梁体受力发生改变，加剧梁体病害向不利方向转化，当梁体的外偏移量积累到一定程度后，梁体就有失稳、脱落和倾翻的可能。
[0003]目前，城市中心区曲线梁桥上部梁体多为斜腹板箱梁结构，下部为若干独立的桥墩结构，传统防止曲线梁桥梁体水平侧移的装置一是在梁体与桥墩之间采用固定支座，二是在桥墩台、帽上横桥向两侧设置防水平侧移挡块。固定支座在连续梁上设置的数量有限，无法限制曲线梁桥水平侧移。在独立墩台、帽横桥向两侧设置挡块来防止曲线梁桥水平侧移，需要加大桥墩台、帽横桥向尺寸。加大桥墩台、帽横桥向尺寸，既影响桥梁美观又增加工程造价。另外，上述防侧移装置，后期维修养护也较为困难。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的是给出一种结构简单，梁体防水平侧移效果好，维修保养简便的防止曲线梁桥水平侧移的装置。
[0005]本发明的目的是能够实现的。本发明的防止曲线梁桥水平侧移的装置包括曲线梁桥下部每个墩台、帽上使用的至少两个传统支座。本发明防止曲线梁桥水平侧移的装置特征在于:所述曲线梁桥下部若干桥墩的墩台、帽上面外侧均固定有一个桥墩预埋钢板，桥墩预埋钢板通过预埋螺栓由螺母连接下构件，所述桥墩预埋钢板、预埋螺栓、螺母、下构件构成外组件，曲线梁桥上部梁体内在下构件内侧对应处固定有一个预埋钢板，预埋钢板通过预埋螺栓由螺母在梁体外部连接上构件，梁内预埋钢板、预埋螺栓、螺母、上构件构成内组件，所述下构件和上构件均呈L形，且都由平面连接板和垂直主支撑构成，所述下构件的平面连接板固定在桥墩台、帽上面，所述上构件的平面连接板固定在梁体底部，所述下构件的垂直主支撑上端面与梁体贴合连接，所述下构件的垂直主支撑下端面与桥墩台帽贴合连接，所述内组件、外组件于各自的垂直主支撑之间充填有橡胶钢板结合体，所述外组件、内组件和橡胶钢板结合体构成防止曲线梁桥水平侧移的装置，防止曲线梁桥水平侧移的装置两侧各设有至少一个支座，防止曲线梁桥水平侧移的装置和至少两个支座共同支撑曲线梁桥的梁体。
[0006]本发明防止曲线梁桥水平侧移的装置，其中所述下构件和上构件的高度均与所述支座高度相等，所述下构件或上构件的垂直主支撑的左右两个侧面均为上下各处曲率相等的曲面，所述下构件垂直主支撑弯曲半径的中心点处在平面连接板的相反一侧，所述上构件垂直主支撑弯曲半径的中心点处在平面连接板同一侧。
[0007]本发明防止曲线梁桥水平侧移的装置，其中所述下构件和上构件垂直主支撑曲面的弯曲方向与曲线梁桥的弯曲方向一致，且曲面的弯曲半径与曲线梁桥的水平弯曲半径相等。
[0008]本发明另一个目的是给出防止曲线梁桥水平侧移装置的施工方法，本发明的防止曲线梁桥水平侧移装置的施工方法是通过以下步骤完成的，其中包括:
步骤1:计算曲线梁桥水平荷载值；计算相应桥墩台、帽顶部处梁体的允许水平位移值；计算曲线梁桥的水平荷载产生的水平剪切力并依据上述值分别确定桥墩预埋钢板、预埋螺栓、螺母、下构件、梁内预埋钢板、预埋螺栓、螺母、上构件和橡胶钢板结合体采用的材料牌号、规格型号、设计尺寸和数量；
步骤2:依据曲线梁桥的设计，选定支座的型号，并依据支座的高度计算下构件、上构件的垂直高度。
[0009]步骤3:依据步骤1、步骤2的计算结果，设计制作桥墩预埋钢板、预埋螺栓、螺母、下构件、梁内预埋钢板、上构件和橡胶钢板结合体。
[0010]步骤4:曲线梁桥墩台、帽浇筑施工时，将桥墩预埋钢板、预埋螺栓、螺母组合在一起，根据设计尺寸将桥墩预埋钢板预埋在曲线梁桥墩台、帽的外侧并与墩台、帽内的预埋钢筋固定，之后用预埋螺栓、螺母通过下构件的平面连接板将下构件连接在桥墩预埋钢板上构成外组件；梁体预制施工时，将梁内预埋钢板、预埋螺栓、螺母组合在一起，根据设计尺寸将预埋钢板预埋在梁体内并与梁体的预埋钢筋固定，之后用预埋螺栓、螺母通过上构件的平面连接板将上构件连接在梁体底部构成内组件。
[0011]步骤5:向桥梁墩台、帽上吊装(或者现浇)梁体，吊装(或者现浇)梁体时应保证处在外组件内侧的内组件定位尺寸正确，同时还应保证下构件、上构件的垂直主支撑的弯曲方向与曲线梁桥的弯曲方向一致。
[0012]步骤6:在内组件与外组件之间放置按规定制作的橡胶钢板结合体。
[0013]本发明防止曲线梁桥水平侧移装置的施工方法，其中所述桥墩预埋钢板或梁体预埋钢板预埋时其边缘距混凝土边缘均应大于5cm，平面连接板连接时，其边缘距梁底混凝土边缘均应大于5cm，平面连接板连接时，其边缘距墩台、帽混凝土边缘均应大于5cm。
[0014]本发明防止曲线梁桥水平侧移的装置及施工方法与现有技术不同之处在于本发明防止曲线梁桥水平侧移的装置中，由桥墩预埋钢板、预埋螺栓、螺母、下构件构成外组件，由梁内预埋钢板、预埋螺栓、螺母、上构件构成内组件。下构件和上构件均呈由平面连接板和垂直主支撑构成的L形。上、下构件垂直主支撑的左右两个侧面都是上下各处曲率相等的曲面，该曲面的弯曲半径与曲线梁桥的水平弯曲半径相等，与曲线梁桥的弯曲方向一致，以保证梁体的约束是侧向水平位移约束，避免不利方向的约束使梁体和桥墩台、帽发生破坏。内组件和外组件的垂直主支撑之间充填有橡胶钢板结合体。外组件、内组件和橡胶钢板结合体构成防止曲线梁桥水平侧移的装置。在防止曲线梁桥水平侧移的装置两侧分别各设置至少一个传统使用的支座。防止曲线梁桥水平侧移的装置和两侧的支座共同支撑曲线梁桥的梁体。本装置放置在桥墩台、帽和梁体底部之间，直接传递梁体水平位移。当曲线梁桥由于车辆荷载和温差变化下发生梁体水平侧移时，其较小的水平位移由内组件和外组件之间的橡胶钢板结合体承担；较大水平位移由桥墩台、帽外侧的下构件约束并吸收一定允许量值。当梁体位移引起橡胶钢板结合体破坏时，根据橡胶钢板结合体被破坏程度判定水平位移量值和水平荷载大小，并更换据计算重新设计制作的橡胶钢板结合体来阻止过大的侧向位移。
[0015]下面结合附图对本发明的防止曲线梁桥水平侧移的装置及施工方法作进一步说明。
【附图说明】
[0016]图1为本发明防止曲线梁桥水平侧移的装置结构示意图。
[0017]图2为图1中的E-E剖面结构示意图。
[0018]图3为本发明防止曲线梁桥水平侧移的装置中的上构件结构示意图。
[0019]图4为上构件结构仰视示意图。
[0020]图5为本发明防止曲线梁桥水平侧移的装置中的下构件结构示意图。
[0021]图6为下构件结构俯视示意图。
【具体实施方式】
[0022]如图1、图2所示，在曲线梁桥下部每个墩台、帽2上使用至少两个传统支座I的情况下，本发明的【具体实施方式】是:
在曲线梁桥下部若干桥墩的墩台、帽2上面外侧均固定有一个桥墩预埋钢板3。桥墩预埋钢板3通过预埋螺栓4由螺母5连接下构件6。桥墩预埋钢板3、预埋螺栓4、螺母5、下构件6构成外组件。在曲线梁桥上部梁体7内于下构件6左侧对应固定有一个梁内预埋钢板8。梁内预埋钢板8通过预埋螺栓4-1由螺母5-1在梁体7外部连接上构件9。梁内预埋钢板8、预埋螺栓4-1、螺母5-1、上构件9构成内组件。下构件6和上构件9均呈L形，且都由平面连接板6-1、9-1和垂直主支撑6-2、9-2构成。下构件6的平面连接板6_1固定在桥墩台、帽2上面，垂直主支撑6-2上端面与梁体7贴合连接。上构件9的平面连接板9-1固定在梁体7底部，垂直主支撑9-2下端面与桥墩台帽2贴合连接。内组件、外组件于各自的垂直主支撑6-2、9-2之间充填有橡胶钢板结合体10。内组件左侧设置传统的支座I。外组件、内组件和橡胶钢板结合体10构成防止曲线梁桥水平侧移的装置。防止曲线梁桥水平侧移的装置两侧各设有至少一个支座1，防止曲线梁桥水平侧移的装置和至少两个支座I共同支撑曲线梁桥的梁体7。
[0023]如图1所示，构件6和上构件9的高度均与所述支座I高度相等。
[0024]如图2、图3、图4、图5、图6所示，下构件6或上构件9的垂直主支撑6_2、9_2的左右两个侧面均为上下各处曲率相等的曲面。下构件6垂直主支撑6-2弯曲半径的中心点处在平面连接板6-1的相反一侧。上构件9垂直主支撑9-2弯曲半径的中心点处在平面连接板9-1同一侧。
[0025]如图1、图2所示，下构件6和上构件9垂