技术领域
[0001] 本
发明涉及
桥梁改造加固技术领域，具体地说，涉及一种具有抗倾覆装置的单柱式桥墩梁式桥及用于对现有单柱式桥墩梁式桥进行加固改造的方法。
背景技术
[0002] 单柱式桥墩梁式桥由于采用单柱墩对主梁板进行
支撑，占地面积小、成本低，在高架桥的架设中较为常用；但是，其存在受理不尽合理，单侧超载容易造成倾覆。
[0003] 为了充分利用单柱式桥墩占地面积少而便于在用地面积较少的城市高架中使用，且要克服其在单侧超载时易倾覆的
缺陷，公告号为CN203096599U的
专利文献中公开了一种拉压杆式
钢与
混凝土组合梁桥抗倾覆装置，其包括
腹板、支座、盖梁和墩柱，盖梁设置在墩柱上，支座设置在盖梁上，腹板设置在支座上，抗倾覆装置包括
耳板、叉形耳板和拉压杆，耳板设置在腹板的侧面，叉形耳板与耳板通过销轴连接，拉压杆的一端固定在盖梁的一侧，拉压杆的另一端连接叉形耳板。该抗倾覆装置通过设置拉压杆而提高主梁的抗倾覆性能，但是，该结构难以对现有道路中存有大量已建造的单柱式桥墩梁式桥进行改造，而提高其抗倾覆性能。
[0004] 为了解决上述专利文献的技术方案所存在的技术问题，在公告号为CN203160116U的专利文献中公开了一种抗倾覆桥墩机构，其包括墩柱、
碳纤维布、钢抱箍组件、六个支撑柱及多个连接件；钢抱箍组件包括两个
水平支撑板、两个半圆形筒体、四个连接板、多个半圆形筋板、多个支撑肋板和多个长方形筋板；两个半圆形筒体通过四个连接板组成圆形筒体，水平支撑板上设有支撑柱，水平支撑板设置在圆形筒体的上表面上，每个支撑肋板的上端与相对应的水平支撑板的下表面连接，
碳纤维布缠绕在墩柱的顶端，圆形筒体套装在墩柱外侧的碳纤维布上；基于该结构设计的桥墩机构能很好地对现有单柱式桥墩进行改造，但是其存在以下问题，不仅因为需要为主梁提高抗倾覆支撑而不能快速地进行改造，成本高，且在出现问题时不易改造。
发明内容
[0005] 本发明的主要目的是提供一种单柱式桥墩梁式桥的加固改造方法，在便于加固改造施工的同时，加固改造成本低，且便于后续维护过程中零部件地更换；
[0006] 本发明的另一目的是提供一种具有抗倾覆装置的单柱式桥墩梁式桥，在具备抗倾覆性能的同时，成本低，且便于后续维护过程中零部件地更换。
[0007] 为了实现上述主要目的，本发明提供用于对现有单柱式桥墩梁式桥进行加固改造的方法包括以下步骤：
[0008] 测量步骤，分别测量主梁侧面部与桥墩侧面部的倾斜
角度；
[0009] 备料步骤，依据所测得的倾斜角度配置固定至主梁的两侧侧面部上的上楔形母板与固定至桥墩的两侧侧面部上的下楔形母板，且使上下两楔形母板在固定至对应侧面部上后，两母板的外
板面大致共面布置；再在两母板的外板面上固设有
槽口相对布置的拉杆卡槽，拉杆卡槽的槽长方向沿平行于其所固定外板面的板面方向布置，拉杆卡槽的槽口相对槽腔为缩口结构，且至少一端部为敞口端；
[0010] 安装步骤，在主梁侧面部与桥墩侧面部的预定
位置处打入锚固
螺栓，并利用
螺母与锚固螺栓的旋合配合，而将上下两楔形母板固定在对应的侧面部上；
[0011] 卡装步骤，将拉杆的两膨胀端部从卡槽的敞口端处卡入上下两个拉杆卡槽的槽腔内，且使每个拉杆的两膨胀端部与其所卡持槽腔的各腔壁间均能存有活动间隙；
[0012] 填充密封步骤，在拉杆卡槽的槽腔内填充非亲水
润滑剂，并将拉杆卡槽的槽腔封口成密封腔。
[0013] 由以上方案可见，采用楔形母板构建拉杆卡槽的布设
基础，能很好地匹配不同结构的主梁与桥墩结构，并基于相对拉杆卡槽相对活动的拉杆对主梁与桥墩施加拉
力，从而可在主梁出现单侧超载时，能利用另一侧的拉杆提供超载抵消力，该侧拉杆因为存在卡持端与槽腔之间具有活动间隙而避免受压
变形，且利用主梁与桥墩之间的
支点构成省力杠杆，而有效避免出现超载倾覆问题；且拉杆卡槽的槽口布设在侧面上而便于从侧面卡入拉杆的卡持端部，并在后续使用过程中，可以拆下封板而对各个部件进行更换。此外，在加固改造过程中，仅需钻孔少量的螺栓固定孔即可，大部分工序为可在现场外进行预制，从而减少改造所需时间，而减少对交通正常运行的阻碍。
[0014] 具体的方案为填充密封步骤依序包括以下步骤：
[0015] 利用拉杆卡槽的敞口向其槽腔内填充非亲水润滑剂，并利用盖板对卡槽敞口端进行封盖处理；
[0016] 再利用拉杆与卡槽槽口间的间隙向槽腔内补充非亲水润滑剂，并在完成补充后向槽口处密实地塞紧止水
橡胶条。
[0017] 由以上方案可见，有效的防水及非亲水润滑剂的外漏。
[0018] 更具体的方案为止水橡胶条的包括用于塞入拉杆与槽口壁之间间隙内的密封塞体部，及用于固定的外连部；外连部上设有安装通孔；在拉杆卡槽的槽口端面上设有螺孔，用于与穿过安装通孔的螺钉配合，而将止水橡胶条可拆卸地固定在拉杆卡槽上。提高止水橡胶条的安装牢固度。
[0019] 优选的方案为在螺母与楔形母板的外板面间垫有楔形
子板，楔形子板的外板面平行于母板所固定的侧面部表面。有效地确保锚固螺栓能沿垂直于主梁侧面部或桥墩侧面部的方向布置，而提高锚固牢固度。
[0020] 进一步的方案为楔形母板的里外两板面间的最小间距均大于第一预设间距，以提高楔形母板的结构强度，而提高安装牢固度；楔形子板的里外两板面间的最小间距均大于第二预设间距，以提高楔形母板的结构强度，而提高安装牢固度；楔形母板与楔形子板均为沿拉杆卡槽的槽长方向延伸布置的长条状结构，便于安装多条拉杆而提高抗拉力度；在长条状的楔形母板上布设有多个拉杆卡槽。
[0021] 优选的方案为拉杆卡槽的槽口的延伸方向沿水平方向布置；拉杆在铅垂面上的投影沿铅垂向布置，提高拉杆拉力的抗倾覆效果。
[0022] 优选的方案为拉杆为板体结构；拉杆卡槽通过
焊接而固设在楔形母板的外板面上；非亲水润滑剂为凡士林；拉杆卡槽为两端均敞口的敞口槽结构。
[0023] 为了实现上述另一目的，本发明提供的单柱式桥墩梁式桥包括桥墩，支承在桥墩上的主梁，及布设在单柱桥墩与主梁之间的抗倾覆装置；在单柱桥墩的两侧均布设有抗倾覆装置；抗倾覆装置包括用于固装在主梁侧面部上的上拉杆卡槽组件，用于固装在桥墩侧面部上的下拉杆卡槽组件，及两端均为卡持端部的拉杆；拉杆卡槽组件包括设有安装通孔的楔形母板，及固设在楔形母板的外板面上的拉杆卡槽；拉杆卡槽的槽口相对槽腔为缩口结构，拉杆卡槽的槽长方向沿平行于其所固定外板面的板面方向布置，且至少一端部为敞口端，用于使卡持端部可拆卸地套装在槽腔内；在卡槽敞口端部上可拆卸地布设有盖板，卡持端部能与槽腔的各腔壁间均存有活动间隙，且在槽腔内填充有非亲水润滑剂。
[0024] 由以上方案可见，采用楔形母板构建拉杆卡槽的布设基础，能很好地匹配不同结构的主梁与桥墩结构，并基于相对拉杆卡槽相对活动的拉杆对主梁与桥墩施加拉力，从而可在主梁出现单侧超载时，能利用另一侧的拉杆提供超载抵消力，另一侧拉杆因为存在卡持端与槽腔之间具有活动间隙而避免受压变形，且利用主梁与桥墩之间的支点构成省力杠杆，而有效避免出现超载倾覆问题；且拉杆卡槽的槽口布设在侧面上而便于从侧面卡入拉杆的卡持端部，并在后续使用过程中，可以拆下封板而对各个部件进行更换。
[0025] 具体的方案为拉杆卡槽的槽腔由封口结构密封成用于填充非亲水润滑剂的密封腔；上下两套拉杆卡槽组件的楔形母板的外板面共面布置；拉杆卡槽组件包括用于塞紧拉杆卡槽的槽口壁与拉杆之间的间隙的止水橡胶条；拉杆卡槽组件包括设有安装通孔的楔形子板，用于垫于楔形母板的外板面上，而使楔形子板的外板面与楔形母板的内板面相平行布置。
[0026] 优选的方案为拉杆卡槽焊接至楔形母板的外板面上；非亲水润滑剂为凡士林；在上下两套拉杆卡槽组件之间布设有多根拉杆；楔形母板的内外两板面间的最小间距均大于第一预设间距；楔形子板的内外两板面间的最小间距均大于第二预设间距；拉杆卡槽为两端均敞口的敞口槽结构；拉杆为板体结构；卡持端部为相对拉杆杆体朝外膨胀的膨胀端部。
附图说明
[0027] 图1为本发明
实施例1中加固改造方法的工作
流程图；
[0028] 图2为本发明实施例1中经加固改造之后的桥墩与主梁的结构示意图；
[0029] 图3为图2中的A局部放大图；
[0030] 图4为图2中的B局部放大图；
[0031] 图5为本发明实施例1中抗倾覆装置的结构示意图；
[0032] 图6为图5中的C局部放大图；
[0033] 图7为本发明实施例1中抗倾覆装置、主梁及桥墩的结构分解示意图；
[0034] 图8为本发明实施例1中楔形母板、楔形子板、拉杆卡槽、止水橡胶条、锚固螺栓及螺母的结构示意图；
[0035] 图9为本发明实施例1中固定在桥墩与主梁的侧旁上的拉杆卡槽组件的结构示意图；
[0036] 图10为本发明实施例1中拉杆与固定在桥墩与主梁的侧旁上的拉杆卡槽组件相配合的结构示意图；
[0037] 图11为本发明实施例1中盖板、止水橡胶
块、拉杆、卡槽及
锁紧螺钉的结构示意图；
[0038] 图12为图11中的D局部放大图；
[0039] 图13为本发明实施例2中楔形母板、楔形子板、拉杆卡槽、止水橡胶条、锚固螺栓及螺母的结构示意图。
具体实施方式
[0040] 以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。
[0041] 实施例1
[0042] 参见图1至图12，本发明的加固改造方法为针对现有已完成建造的单柱式桥墩梁式桥，具体为采用
申请人新设计的抗倾覆装置进行加固改造。如图2所示，已建造的单柱式桥墩梁式桥包括桥墩02及支承在该桥墩02上的主梁01，在桥墩02的两侧个布设有一套抗倾覆装置1。
[0043] 如图2至图12所示，每套抗倾覆装置1包括用于固装在主梁侧面部010上的上拉杆卡槽组件2，用于固装在桥墩侧面部020上的下拉杆卡槽组件3，及两端均为卡持端部的拉杆4；在本实施例中，拉杆4的数量为两根以上，具体为三根，拉杆4为扁形板体结构。拉杆4包括均匀粗细的杆体41及布设在两端部上的卡持端部40。
[0044] 上拉杆卡槽组件2包括设有安装通孔201的楔形母板20，固设在该楔形母板20的外板面上的拉杆卡槽5，用于将楔形母板20固定安装至主梁侧面部010上的锚固螺栓21，垫于楔形母板20与紧固螺母22之间的楔形子板23，及用于塞紧拉杆卡槽5的槽口壁与拉杆4之间的间隙的止水橡胶条25；在楔形子板23上设有与安装通孔201相适配而供锚固螺栓21穿过而进行固定的安装通孔230。拉杆卡槽5的槽口50相对其槽腔51为缩口结构，且拉杆卡槽5的槽长方向沿平行于楔形母板20的外板面方向布置，且至少一端部为敞口端，用于使为拉杆4上为膨胀结构的卡持端部40可拆卸地套装在该槽腔51内。在本实施例中，拉杆卡槽5为两端均敞口的敞口槽结构；拉杆卡槽5的槽长方向沿平行于楔形母板20的外板面的板面方向布置，即垂直于如图3及图4所示的纸面方向，桥墩02的高度方向沿纸面的纵向布置，即拉杆卡槽5的槽口50与槽腔51的延伸方向均沿水平方向布置，而拉杆4在铅垂面上的投影沿铅垂向布置，以优化拉杆4与拉杆卡槽5的受力性能；拉杆卡槽5采用焊接方式固定至楔形母板20的外板面上。
[0045] 通过在紧固螺母22与楔形母板20之间垫有楔形子板23，且是楔形子板23的外板面平行于楔形母板20所固定的主梁侧面部010的侧面部表面，即楔形子板23垫于楔形母板20的外板面上，且使楔形子板23的外板面与楔形母板20的内板面相平行布置。
[0046] 在卡槽敞口端部52上可拆卸地布设有盖板24，并采用可拆卸螺丝29进行固定，在完成拉杆4的卡持端部40的卡持后，要求该卡持端部40能与槽腔51的各腔壁间均存有活动间隙，且在该槽腔51内填充有非亲水润滑剂，在本实施例中，采用凡士林构建非亲水润滑剂。
[0047] 对于拉杆4的两卡持端部的具体结构除了图中所示与杆体以一体成型方式浇铸而成的膨胀端结构，还可采用在拉杆端部设置套装在槽口50上的颈缩部结构而构建本实施例中的卡持端部结构，或者在其上固定可转动且支撑于槽腔51内的滚轮而构建本实施例中的卡持端部结构。
[0048] 如图5所示，楔形母板20与楔形子板23均为沿拉杆卡槽5的槽长方向延伸布置的长条状结构，即沿垂直于图3所示的纸面方向布置；并在长条状的楔形母板23上布设有多个拉杆卡槽5，从而可在楔形母板23上卡装多条拉杆4，从而提供更高的抗倾覆拉力，具体数量根据实际序号进行布设，在本实施例中为三个。
[0049] 参见图8所示的下拉杆卡槽组件3的结构形式，楔形母板20的里外两板面间的最小间距均大于第一预设间距，楔形子板23的里外两板面间的最小间距均大于第二预设间距，即二者最薄处的厚度大于预设间距，而有效地确保在主梁01或桥墩02上的固设牢固度。
[0050] 下拉杆卡槽组件3包括设有安装通孔301的楔形母板30，固设在该楔形母板30的外板面上的拉杆卡槽6，用于将楔形母板30固定安装至主梁侧面部010上的锚固螺栓31，垫于楔形母板30与紧固螺母32之间的楔形子板33，及用于塞紧拉杆卡槽6的槽口壁与拉杆4之间的间隙的止水橡胶条35；在楔形子板33上设有与安装通孔301相适配而供锚固螺栓31穿过而进行固定的安装通孔330。拉杆卡槽6的槽口60相对其槽腔61为缩口结构，且拉杆卡槽6的槽长方向沿平行于楔形母板30的外板面方向布置，且至少一端部为敞口端，用于使为拉杆4上为膨胀结构的卡持端部40可拆卸地套装在该槽腔61内。在本实施例中，拉杆卡槽6为两端均敞口的敞口槽结构；拉杆卡槽6的槽长方向沿平行于楔形母板30的外板面的板面方向布置，即垂直于如图3及图4所示的纸面方向，桥墩02的高度方向沿纸面的纵向布置，即拉杆卡槽6的槽口60与槽腔61的延伸方向均沿水平方向布置，而拉杆4在铅垂面上的投影沿铅垂向布置，以优化拉杆4与拉杆卡槽6的受力性能；拉杆卡槽6采用焊接方式固定至楔形母板30的外板面上。
[0051] 通过在紧固螺母32与楔形母板30之间垫有楔形子板33，且是楔形子板33的外板面平行于楔形母板30所固定的主梁侧面部010的侧面部表面，即楔形子板33垫于楔形母板30的外板面上，且使楔形子板33的外板面与楔形母板30的内板面相平行布置。
[0052] 在卡槽敞口端部62上可拆卸地布设有盖板34，在完成拉杆4的卡持端部40的卡持后，要求该卡持端部40能与槽腔61的各腔壁间均存有活动间隙，且在该槽腔61内填充有非亲水润滑剂，在本实施例中，采用凡士林构建非亲水润滑剂。
[0053] 对于拉杆4的两卡持端部的具体结构除了图中所示与杆体以一体成型方式浇铸而成的膨胀端结构，还可采用在拉杆端部设置套装在槽口60上的颈缩部结构而构建本实施例中的卡持端部结构，或者在其上固定可转动且支撑于槽腔61内的滚轮而构建本实施例中的卡持端部结构。
[0054] 如图5所示，楔形母板30与楔形子板33均为沿拉杆卡槽6的槽长方向延伸布置的长条状结构，即沿垂直于图3所示的纸面方向布置；并在长条状的楔形母板33上布设有多个拉杆卡槽6，从而可在楔形母板33上卡装多条拉杆4，从而提供更高的抗倾覆拉力，具体数量根据实际序号进行布设，在本实施例中为三个。
[0055] 通过在拉杆4与槽口50、60的槽口壁之间塞紧止水橡胶条25、35，从而构建出用于填充所述非亲水润滑剂的密封腔。
[0056] 如图8所示，楔形母板30的里外两板面间的最小间距均大于第一预设间距，楔形子板33的里外两板面间的最小间距均大于第二预设间距，即二者最薄处的厚度大于预设间距，而有效地确保在主梁01或桥墩02上的固设牢固度。
[0057] 本发明加固改造方法具体包括测量步骤S1、预制步骤S2、安装步骤S3、卡装步骤S4及填充密封步骤S5，具体过程如下：
[0058] 测量步骤S1，分别测量主梁侧面部010与桥墩侧面部020的倾斜角度。
[0059] 如图2所示，测量主梁01的两侧侧面部010与桥墩02的两侧侧面部020相对基准面的倾斜角度，在本实施例中，该基准面为水平面或铅垂面。
[0060] 预制步骤S2，依据所测得的倾斜角度配置固定至主梁01的两侧侧面部010上的楔形母板20与固定至桥墩02的两侧侧面部020上的楔形母板30，且使上下两楔形母板在固定至对应侧面部上后，两母板的外板面大致共面布置；再在两母板的外板面上焊接槽口相对布置的拉杆卡槽5与拉杆卡槽6。
[0061] 安装步骤S3，在主梁侧面部010与桥墩侧面部020的预
定位置处打入锚固螺栓21与锚固螺栓31，并利用螺母22、32与锚固螺栓21、31的旋合配合，而将上下两楔形母板固定在对应的侧面部上。
[0062] 卡装步骤S4，将拉杆4的两卡持端部从卡槽5、6的敞口端处卡入上下两个拉杆卡槽的槽腔51、61内，且使每根拉杆4的两卡持端部与其所卡持槽腔50、60的各腔壁间均能存有活动间隙；在本实施例中，该活动间歇能确保在一侧拉杆4处于拉伸状态时，而另一侧处于非压缩也非拉伸的自由状态。
[0063] 填充密封步骤S5，在拉杆卡槽5、6的槽腔51、61内填充非亲水润滑剂，并将拉杆卡槽5、6的槽腔封口成密封腔；具体包括以下步骤：
[0064] 填充封口步骤S51，利用拉杆卡槽5的敞口向其槽腔内填充非亲水润滑剂，并利用盖板24、35对卡槽5、6的敞口端进行封盖处理。
[0065] 再填充密封步骤S52，再利用拉杆4与卡槽槽口50、60间的间隙向槽腔内补充非亲水润滑剂至充满整个密封腔室，并在完成补充后向槽口处密实地塞紧止水橡胶条25、35。
[0066] 如上方案可见，在加固改造过程中，仅需在主梁01与桥墩上钻孔少量的螺栓固定孔即可，大部分工序为可在现场外进行预制，从而减少改造所需时间，而减少对交通正常运行的阻碍。
[0067] 经改造之后单柱式桥墩梁式桥，由于在其单柱式桥墩02的两侧各布设有抗倾覆装置，从而提高其抗倾覆性能的同时，保留单柱式桥墩占地面积少的优点，即上述结构也可以用于新造单柱式桥墩梁式桥中，从而构成本发明单柱式桥墩梁式桥实施例，在此不再对其结构进行赘述，并不局限于上述改造方法。
[0068] 实施例2
[0069] 作为对本发明实施例2的说明，以下仅对与上述实施例1的不同之处进行改进，即对止水橡胶条的结构进行改进。
[0070] 参见图13，在本实施例中，以布设在下拉杆卡槽组件3上的止水橡胶条35的结构为例进行示例性说明。该止水橡胶条35包括用于塞入拉杆4与固设在楔形母板30上拉杆卡槽6的槽口60的槽口壁之间间隙内的密封塞体部350，及用于固定的外连部351；在该外连部351上设有安装通孔352；而在在拉杆卡槽6的槽口端面上设有螺孔65，用于与穿过该安装通孔65的螺钉36配合，而将止水橡胶条35可拆卸地固定在拉杆卡槽6上，从而提高其在拉杆卡槽
6上的固定牢固度。本实施例中通过盖板、止水橡胶条35及拉杆4的段部，而对槽腔61的各出口进行密封，从而构建出用于填充所述非亲水润滑剂的密封腔。
[0071] 在上述实施例中，由于抗倾覆装置1采用楔形母板20、30构建拉杆卡槽5、6的布设基础，能很好地匹配不同结构的主梁01与桥墩02的结构，即针对不同桥墩与主梁结构，仅需定制楔形母板与楔形子板，其他零部件可以采用通用零部件进行构建，而能降低其成本，并基于相对拉杆卡槽5、6相对活动的拉杆4对主梁01与桥墩02施加拉力，从而可在主梁01出现单侧超载时，能利用另一侧的拉杆4提供超载抵消力，且该侧拉杆4因为存在卡持端与槽腔之间具有活动间隙而避免受压变形，且利用主梁与桥墩之间的支点构成省力杠杆，而有效避免出现超载倾覆问题；且拉杆卡槽5、6的槽口布设在侧面上而便于从侧面卡入拉杆的卡持端部，并在后续使用过程中，可以拆下封板而对各个部件进行更换。
