[发明专利]独柱墩桥梁抗倾覆结构

说明书

技术领域

该发明涉及桥梁技术领域，具体地说是一种独柱墩桥梁抗倾覆结构。

背景技术

城市立交、高速匝道等曲线桥梁多采用独柱现浇连续箱梁结构形式，该种桥梁的下部结构形式具有减少占地、增加视野和桥梁美观的优点。但目前我国载重车辆普遍存在超载现象，个别车辆超载甚至达到200％～300％，导致该种结构形式的桥梁在使用过程中已发生多起倾覆事故。

桥梁的抗弯、抗剪承载能力方面，对于偏心偶然超载作用的关注不足。近年来国内独柱墩连续箱梁桥倾覆事故频繁发生，逐渐引起相关人员的反思。究其原因，多数事故桥梁墩柱横桥向采用单支点支撑，在超载车辆偏载作用下，结构的横向抗倾覆性较差，尤其是小半径曲线独柱匝道箱梁桥的桥面狭窄，自重小，车辆荷载在荷载组合中所占的比重大。同时因为现行的公路桥梁规范对于横向倾覆稳定性没有相关的规定，处于空白状态，设计时往往又会忽略偏心偶然超载作用下的桥梁横向稳定计算分析，使得在偶然作用下的结构使用带来隐患。

结构倾覆是较复杂的力学现象，属于支座非线性分析的范畴。在结构倾覆之前，必然会先产生支座偏压甚至脱空现象。支座脱空之后，脱空的支座失去对结构的支撑作用，只剩下其余的支座对结构产生约束，这必然会导致支座反力的重分布，此过程中必然会出现诸如支座竖向压力超过支座设计强度引起支座破坏，倾覆过程中支座转角变形过大所引起的梁体滑移现象，因此结构倾覆与支座支撑作用是否失效紧密相关。

发明内容

本发明提供一种独柱墩桥梁抗倾覆结构，提高了独柱墩桥梁的抗倾覆性能，具有较好的施工便捷性、较广的适用性和优良的经济性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

独柱墩桥梁抗倾覆结构，包括安装在桥墩立柱两侧的辅助支撑块,安装在桥墩立柱和桥梁梁底之间的调心支座，以及安装在辅助支撑块和桥梁梁底之间的防坠落装置，其特征在于，

在桥墩立柱的上部设置水平穿孔，所述水平穿孔内插入一个横梁，所述横梁是由水平钢板和竖向钢板焊接形成的，断面为井字形，所述横梁两端延伸至桥墩立柱的外侧，且对称设置；

在横梁的两端分别安装所述辅助支撑块，所述辅助支撑块包括方形套筒、竖板和加强肋板，其中，所述方形套筒的断面为方形，在方形套筒的下侧靠近桥墩立柱的一侧焊接有一个向下延伸的竖板，并在竖板和方形套筒之间焊接三角形的加强肋板进行支撑，在竖板上设置有第一长条孔，竖板与桥墩立柱通过化学锚栓紧固；在所述方形套筒的上、下面板上设置一个彼此贯穿、同心的圆孔，在横梁上设置有第二长条孔，所述第二长条孔沿着横梁的长度方向设置，且与所述圆孔对应；

调心支座，包括自上而下设置的第一板、第二板和第三板，其中，在第一板的上表面设置有第一安装部，在第一板的下表面设置有第一插接板和第一缓冲组件，所述第一插接板为多个且均匀的垂直焊接在第一板的下侧，所述第一插接板的下表面为下凸的弧形面，在第一插接板的弧形面内镶嵌有钢球滚子，通过钢球滚子与第二板之间形成滚动配合；

在两两相邻第一插接板之间的第一板的下表面中设置有居中的第一滚子凹槽，用于和第二板上的钢球滚子进行配合；

第一插接板阵列的两端的第一板上分别固定一组第一缓冲组件；

第三板与第一板结构相同，在第三板的下表面设置有第二安装部，在第三板的上表面设置有第三插接板、第三缓冲组件和第三滚子凹槽，第三插接板阵列的两端的第三板上分别固定一组第三缓冲组件；

第二安装部为焊接在第三板下侧的钢板，居中设置，所述第二安装部通过预浇筑的方式与桥墩立柱进行固定；

在第二板的上表面设置有第二插接板、第二滚子凹槽和第二缓冲组件，第二插接板和第一插接板结构完全相同且交错插接连接；

在第二板的下表面设置有第四插接板、第四滚子凹槽和第四缓冲组件，第四插接板和第三插接板结构完全相同且交错插接连接，所述第二插接板和第四插接板彼此垂直设置；

在桥梁梁底的两侧，关于调心支座位置为中心对称的安装两套防坠落装置，所述防坠落装置包括预埋件、导向柱、蝶形弹簧、防松锁紧件和防尘罩，其中，预埋件预先设置在桥梁底座中，在预埋件上设置朝向下方的导向柱，在导向柱的下部设置有一个环形的凹槽，并在凹槽处安装放松锁紧件；所述导向柱自上而下穿过第二长条孔，并在横梁和桥梁梁底之间、以及横梁与防松锁紧件之间设置彼此叠加的蝶形弹簧，并在蝶形弹簧外围的桥梁底座上设置下垂的柔性防尘罩。

进一步地，在横梁上的圆孔中设有圆形套筒。

进一步地，所述导向柱上安装一个测力应变片。

进一步地，所述方形套筒的上侧也设置有辅助加强肋板结构。