[发明专利]一种复合材料抢修桥墩结构形式及其快速化架设方法

说明书

本发明提供了一种复合材料抢修桥墩结构形式，包括设于顶部的帽梁，用于支撑帽梁的人字柱，一组水平支撑，一组斜杆；人字柱由一组标准拼装节段拼接而成；相邻标准拼装节段采用预应力齿连接的套筒连接，套筒外设置有带耳法兰；一组水平支撑水平设置于人字柱内，一组斜杆倾斜设置于人字柱内，水平支撑端部和斜杆的端部均设置带耳法兰。本发明还提供了上述抢修桥墩的快速化架设方法。本发明提供的抢修桥墩结构形式简单，结构形式是利用复合材料管结合预应力齿连接技术及铝合金等金属材料节点而实现的轻型结构形式，便于运输与安装；同时，抢修桥墩采用标准模块拼装，拼装快速化，架设周期短，能有效地适应现代战争与抢险救灾快速化抢修的要求。

技术领域

本发明涉及一种复合材料抢修桥墩结构形式及其快速化架设方法，属于桥梁工程技术领域。

背景技术

从公开资料来看，较少见到国外开发专门用于桥墩抢修的专用器材。国内的桥梁抢修墩一般可以分为铁路抢修桥墩和公路抢修桥墩两大类，铁路抢修桥墩装备主要包括八三式铁路军用桥墩(5～10m)和六五式铁路军用桥墩(10～40m)，还有少量的铁路抢修高墩(70m以上)。公路抢修桥墩主要包括装配式公路钢桥墩和利用装配式公路钢桥桁架片(321或ZB-200型)拼装的临时桥墩，另外还有钢管临时墩。由此可见，在抢修墩制式装备研发和使用方面，国内主要以铁路桥梁抢修墩为主，公路桥梁抢修墩只有两款器材，而且适应高度最大为30米，已经远远不能满足大量出现的高墩公路桥梁抢修需求；且现有抢修墩均为钢制结构，存在的主要问题为构件类型与数量多、重量大，拼装架设周期随墩高增加呈非线性增长，一般20米以内桥墩可以控制在数小时以内，但是超过50米的高墩架设时间以数天计，难以完全满足现代战争与抢险救灾快速化抢修的要求。抢修墩主要采用扒杆或吊车进行构件吊装、高空人工拼装为主的架设方式，只有铁路抢修高墩采用了底部人工进行构件拼装、桥墩整体液压顶升的方法进行架设，其架设过程复杂，架设周期长。

综上所述，现有抢修桥墩基本上都存在钢制构件类型和数量多，重量大等缺点，导致拼装架设周期长，从而难以完全满足现代战争与抢险救灾快速化抢修的要求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种结构形式简单、轻量化的抢修桥墩及其快速化架设的方法。

技术方案：本发明提供了一种复合材料抢修桥墩结构形式，即一种结构形式简单且轻量化的抢修桥墩，包括设于顶部的帽梁，用于支撑帽梁的人字柱，一组水平支撑，一组斜杆；人字柱由一组标准拼装节段拼接而成；相邻标准拼装节段采用预应力齿连接的套筒连接，套筒外设置有带耳法兰；所述一组水平支撑水平设置于人字柱内，一组斜杆倾斜设置于人字柱内，水平支撑端部和斜杆的端部均设置带耳法兰；套筒外设置的带耳法兰与水平支撑端部、斜杆的端部设置的带耳法兰之间通过螺栓连接；所述标准拼装节段、水平支撑、斜杆均为FRP管。

作为改进，所述帽梁与人字柱顶部的标准拼装节段之间通过变截面连接装置进行连接。

作为另一种改进，所述帽梁和/或变截面连接装置分别独立的为金属帽梁，优选地为铝合金帽梁；所述帽梁的横截面为矩形。

作为另一种改进，所述人字柱底部的标准拼装节段与地面设置的槽钢铰接；所述标准拼装节段的长度为～m。

本发明还提供了上述抢修桥墩的快速化架设方法，包括以下步骤：

(1)首先在架设现场搭设工作架，工作架为两层框架结构；

(2)在工作架上，通过手动葫芦将帽梁提升至工作架顶部；将拼装好的两节标准拼装节段安装在帽梁底部；同时将稳定索一端锚固于帽梁侧面中心处，另一端锚固于地面锚卡装置上；张拉稳定索，实时监测柱顶位移和索力；

(3)在工作架的顶层平台上，利用提升装置提升已部分安装的抢修桥墩至底部的标准拼装节段至预定高度；提升过程中稳定索随提升缓慢滑动；使用限位装置将已部分安装的抢修桥墩的人字架在工作架上进行限位，同时在部分安装的抢修桥墩底部继续拼装标准拼装节段；