[发明专利]一种限制曲线梁桥侧移和倾覆装置及施工方法

说明书

本发明公开了一种限制曲线梁桥侧移和倾覆装置及施工方法，箱梁梁底与桥墩之间设置有至少一个防侧移和倾覆单元，防侧移和倾覆单元包括内部构件与外部构件，外部构件设置在箱梁梁底的底部，内部构件设置在桥墩上部，内部构件与外部构件之间填充有橡胶垫板，内部构件与外部构件的相对处布置有至少一个固定锚杆，固定锚杆的一端配置有一让压机构。安装在箱梁梁底和桥墩上，分列梁支座的两侧，内部构件与外部构件通过上述橡胶垫板相互嵌固，共同限制箱梁梁底因受“弯‑扭耦合”力而发生过大侧移，防止梁体倾覆；同时在设置在内部构件与外部构件间的橡胶垫板通过弹性变形缓和水平位移，而且能起到良好的缓冲减震作用。

技术领域

本发明涉及曲线梁桥的侧移和倾覆领域，尤其涉及一种限制曲线梁桥侧移和倾覆装置及施工方法。

背景技术

随着城市现代化的快速发展以及对交通要求的大幅度提高，曲线梁桥得以广泛应用。曲线梁桥由于其线形布置较为灵活，能够很好地适应复杂多变的地形环境；而且平面线形布置多样，能满足人们越来越高的感官和视觉舒适性的要求，因此在城市高架桥、立交桥以及跨线桥梁工程中被广泛应用。

未来城市人口密度较大，建筑布置更密集，曲线梁桥以其占地面积小，线形布置灵活能很好适应这个特殊的环境，在城市立交桥中应用最为广泛的曲线梁桥是立交匝道桥，在减小城市交通压力的同时解决了城市占地面积匮乏的问题。可以预见，随着交通事业的迅速发展，曲线梁桥的应用将会越来越广泛。

随着曲线梁桥的应用越来越普遍，曲线梁桥的病害也接踵而来；在现有的曲线梁桥设计、施工过程中由于没有充分考虑到曲线梁桥弯扭耦合这种特殊的受力特性和变形形式,特别是弯扭耦合受力特性对梁体的不利影响以及预应力荷载、温度梯度、系统温差和混凝土收缩徐变对曲线梁桥的作用效应等认识不足，加上交通量增长迅猛和超载情况时有发生，导致曲线梁桥的病害日益凸显。常见的病害有：

支座破坏：内侧支座脱空由于存在曲率，曲线梁桥在预应力、自重、外侧车道荷载等作用下，会使梁体产生向外翻转的扭矩，引起梁体产生向外的扭转变形，从而导致内外支座受力不均，内侧支座出现负反力，负反力过大时会使内侧支座脱空。且曲线梁桥顶板升温时顶板有向上挠曲的趋势，此时支座会限制其上挠，支座处出现负反力。除此之外曲线梁桥在预应力荷载、环内外温差、整体升温作用下，曲线梁桥产生径向偏移，引起支座处产生径向支座反力；径向支座反力超过支座极限值时会导致支座发生剪切破坏。

梁体出现横向偏位：曲线梁桥在温度、混凝土收缩徐变、汽车离心力等作用下会使得曲线梁桥弧段半径改变，圆心角不变，致使曲线梁桥产生径向偏移；受支座摩阻系数和曲线梁桥自重的影响，曲线梁桥产生的径向位移无法完全恢复，这样周而复始导致曲线梁桥径向位移不断积累，造成曲线梁桥的横向“爬移”。

梁体发生翻转：曲线梁桥在内外因素同时影响下会产生向外翻转的扭矩，导致内侧支座脱空；曲线梁桥的抗扭转强度大大减弱，加据了梁体向外侧翻转的趋势；随着扭转变形的积累，达到极限后曲线梁桥就会发生整体侧翻。

曲线梁桥是一个典型的“弯-扭耦合”受力构件，由于曲率的存在导致曲线梁桥的受力具有独特性，曲线梁桥和直线桥相比在受力和位移变形方面差异比较大。曲线梁桥在运营期，在内外因素共同作用下会产生横向偏移，由于支座和梁体底部的支座摩擦力以及自身重力作用导致产生的横向偏移在外力消失后无法完全恢复，每一次的外力作用都存在残余侧向位移，经外荷载周而复始的作用，侧向位移量不断积累，同时曲线梁桥梁体内部能量也在不断集聚；当梁体内部能量达到峰值时，在偶然外力作用下梁体开始释放能量，轻则导致梁体开裂、伸缩缝拉裂，重则导致梁体向外滑移和倾覆。因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种限制曲线梁桥侧移和倾覆装置及施工方法，通过弹性变形以缓和水平位移，限制曲线梁桥侧移和倾覆。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：