基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置

本技术涉及桥梁工程，具体是涉及一种基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置。

背景技术：

1、独柱墩梁桥梁因具有空间利用率高、适应性强、结构简单、经济效益好、建设周期短、施工便捷度好、后期养护容易、美观、视野开阔、结构轻盈雅致等特点，在我国应用极其广泛。虽然独柱墩桥梁的上下部结构受力性能可以满足桥梁设计规范要求，但是由于其桥墩横向支承体系为单支点支承，在汽车偏载作用下，对结构的横向抗倾覆稳定非常不利，导致桥梁整体抗倾覆稳定性的安全储备不足，在超载车辆偏载通过时，存在桥梁整体侧翻和墩柱被破坏的安全隐患。

2、目前，国内外的独柱墩梁桥在运行过程中有较多通病，在超载严重时甚至发生梁体整体倾翻事故。对独柱墩梁桥下部结构，混凝土盖梁在外荷载长期作用下容易产生竖向裂缝，承载力就会降低，难以达到原有设计标准，因此，独柱墩的抗倾覆问题成为了广大专家和学者最为关注的研究重点。

3、同时，针对现有的独柱墩桥梁，由于盖梁的宽度大小不一，涉及到的桥梁存在高墩身、宽梁底，以及低墩身、窄梁底的形式的桥梁类型，针对上述的底墩身、窄梁底的结构形式，一般采用增设抗倾覆装置，在桥墩与梁底之间设置刚性或者柔性抗拉拔装置，作为一种辅助的加固措施。

4、如在申请号为cn105421250a的中国实用新型专利文件中公开了一种独柱墩桥梁抗倾覆装置，其包括两个结构相同的钢抱箍，钢抱箍的外侧焊接连接有钢牛腿，通过钢抱箍的抱箍力、粘结力与锚固螺栓将桥墩立柱与钢抱箍和钢牛腿组成的整体钢结构连接为一体；通过抱箍力，实现钢抱箍和钢牛腿组成的整体钢结构与桥墩立柱连接。

5、但是上述的抗倾覆装置在实际的使用过程中，针对高墩身、宽梁底的工况，上述抗倾覆装置由于钢牛腿的结构宽度限制，无法实现对宽梁底的形式的梁底的稳定有效支撑，具体存在以下问题：（1）若为了实现钢牛腿对宽梁底的工况实现稳定支撑，需要加长钢牛腿的长度，而由于钢牛腿的钢板结构设计，增加钢牛腿的长度，会极大的增加该抗倾覆装置的整体重量，在支撑时，独柱墩除了承载梁底的重量外，还需要承载抗倾覆装置的整体重量，额外增加了独柱墩的载荷量，对独柱墩的承载性能造成影响，无法实现轻质化要求；（2）采用单抱箍形式的结构，在针对宽梁底的梁底结构时，其受力点较为单一，容易导致独柱墩局部受力过大导致损伤，且在增加钢牛腿的长度时，还需要保证抱箍的支撑性能，单抱箍仅仅承受压力，无法保证受力的稳定性，影响长时间承载的稳定性要求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，以解决现有技术中的抗倾覆装置采用单抱箍、钢牛腿的结构形式，无法使用不同宽度尺寸的梁底形式、导致不具备通用性的问题。

2、为了解决上述问题，本实用新型所涉及的基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置采用以下技术方案：

3、基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，包括左右两部分对称布置的用于套设在独柱墩的上端的钢抱箍结构，所述钢抱箍结构包括沿上下方向间隔布置的两片钢抱箍，所述钢抱箍为半圆筒型钢板结构，两片等高对称布置的钢抱箍之间通过若干对高强螺栓连接以箍套在独柱墩的外侧；所述钢抱箍结构还包括连接在上下两个钢抱箍之间的钢桁架盖梁，所述钢桁架盖梁包括水平桁架和斜向桁架，斜向桁架的外端与水平桁架的外端连接，所述水平桁架的内端与上方钢抱箍焊接连接，所述斜向桁架的内端与下方的钢抱箍焊接连接，水平桁架、斜向桁架与独柱墩合围形成三角支撑结构。

4、进一步的，所述钢抱箍的内侧填装有用于与独柱墩混凝土贴合的胶体和/或橡胶板。

5、进一步的，所述钢抱箍的内侧壁上开设有容纳槽，所述胶体和/或橡胶板布置在容纳槽内。

6、进一步的，所述容纳槽为半圆弧形槽。

7、进一步的，所述水平桁架和斜向桁架均由上弦杆、下弦杆和腹杆焊接形成。

8、进一步的，所述上弦杆、下弦杆和腹杆均为空心圆钢管。

9、进一步的，所述的等高对称布置的钢抱箍之间留有伸缩缝。

10、进一步的，所述水平桁架的外端顶部焊接有钢垫板，所述钢垫板垫设在独柱墩顶部的梁底底部。

11、本实用新型的有益效果如下：相比于现有技术，本实用新型所涉及的抗倾覆装置，通过两个钢抱箍结构相对合围布置，以及两片钢抱箍上下布置，并通过钢桁架盖梁的设置，箍设在独柱墩上，三者合围形成的三角支撑结构，水平桁架承载拉力，斜向桁架承载压力，其结构更加稳定，能够支撑宽度更大、重量更大的梁底结构，减少了对独柱墩承载力的影响，提高了独柱墩桥梁的抗倾覆能力，降低了安全隐患；同时采用钢桁架盖梁的结构，其水平支撑长度可以更场，能够适用于高墩身、宽梁底的工况，加强了结构的横向抗倾覆稳定性，在超载车辆偏载通过时，结构的抗倾覆能力大大提升。同时，这种上下双抱箍形式，顶部钢抱箍受拉力，底部钢抱箍受压力，能够合理均化载荷，有效保证支撑稳定性，避免单点受力对独柱墩的局部应力过大，影响独柱墩的使用性能；同时，采用钢桁架盖梁的结构形式，能够有保证承载性能的同时，极大的降低了抗倾覆装置的整体重量，有效避免抗倾覆装置本身对独柱墩的影响；针对不同宽度的梁底宽度，仅仅需要选择合适长度的桁架盖梁即可；具有较高的通用性。

技术特征：

1.基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，其特征在于，包括左右两部分对称布置的用于套设在独柱墩的上端的钢抱箍结构，所述钢抱箍结构包括沿上下方向间隔布置的两片钢抱箍，所述钢抱箍为半圆筒型钢板结构，两片等高对称布置的钢抱箍之间通过若干对高强螺栓连接以箍套在独柱墩的外侧；所述钢抱箍结构还包括连接在上下两个钢抱箍之间的钢桁架盖梁，所述钢桁架盖梁包括水平桁架和斜向桁架，斜向桁架的外端与水平桁架的外端连接，所述水平桁架的内端与上方钢抱箍焊接连接，所述斜向桁架的内端与下方的钢抱箍焊接连接，水平桁架、斜向桁架与独柱墩合围形成三角支撑结构。

2.根据权利要求1所述的基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，其特征在于，所述钢抱箍的内侧填装有用于与独柱墩混凝土贴合的胶体和/或橡胶板。

3.根据权利要求2所述的基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，其特征在于，所述钢抱箍的内侧壁上开设有容纳槽，所述胶体和/或橡胶板布置在容纳槽内。

4.根据权利要求3所述的基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，其特征在于，所述容纳槽为半圆弧形槽。

5.根据权利要求1所述的基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，其特征在于，所述水平桁架和斜向桁架均由上弦杆、下弦杆和腹杆焊接形成。

6.根据权利要求5所述的基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，其特征在于，所述上弦杆、下弦杆和腹杆均为空心圆钢管。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，其特征在于，所述的等高对称布置的钢抱箍之间留有伸缩缝。

8.根据权利要求1-6任一项所述的基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，其特征在于，所述水平桁架的外端顶部焊接有钢垫板，所述钢垫板垫设在独柱墩顶部的梁底底部。

技术总结
本技术涉及一种基于钢桁架盖梁的加固独柱墩的抗倾覆装置，包括左右两部分对称布置的用于套设在独柱墩的上端的钢抱箍结构，钢抱箍结构包括沿上下方向间隔布置的两片钢抱箍，钢抱箍为半圆筒型钢板结构，两片等高对称布置的钢抱箍之间通过若干对高强螺栓连接以箍套在独柱墩的外侧；钢抱箍结构还包括连接在上下两个钢抱箍之间的钢桁架盖梁，钢桁架盖梁包括水平桁架和斜向桁架，斜向桁架的外端与水平桁架的外端连接，水平桁架的内端与上方钢抱箍焊接连接，斜向桁架的内端与下方的钢抱箍焊接连接，水平桁架、斜向桁架与独柱墩合围形成三角支撑结构。针对不同宽度的梁底宽度，仅仅需要选择合适长度的桁架盖梁即可；具有较高的通用性。

技术研发人员：窦国涛,丁新,于文杰,张明飞,武书华
受保护的技术使用者：郑州航空工业管理学院
技术研发日：20231024
技术公布日：2024/9/23