[发明专利]梁式桥挂梁段的防落梁加固装置

说明书

本发明公开了梁式桥挂梁段的防落梁加固装置，包括位于相邻悬臂端和挂梁端的牛腿之间的间隔均布有若干个软钢铅芯橡胶阻尼器和高阻尼橡胶缓冲装置，该高阻尼橡胶缓冲装置竖直设置，软钢铅芯橡胶阻尼器水平设置；避开所述软钢铅芯橡胶阻尼器和高阻尼橡胶缓冲装置，在悬臂端和挂梁端之间错开拉设有用于加固的预应力钢绞线和预应力钢筋。本发明将挂梁与悬臂端使用预应力筋连为整体，使用软钢铅芯阻尼器、高阻尼橡胶相连，使结构既能在温度变化下释放温度应力，又能在剧烈振动下产生耗能，防止落梁；在预应力钢绞线中设置光纤光栅传感器，并用可伸缩锚具锚固在梁体上，可定期检测预应力损失，并据此调整预应力值的大小。

技术领域

本发明涉及梁式桥挂梁段的防落梁加固装置，尤其适用于采用了挂梁段的梁式桥防落梁设计以及对老旧挂梁桥进行加固。

背景技术

挂梁桥是一种静定结构，其内力不受基础的不均匀沉降等附加变形的影响，不会因为温度变化等因素产生次内力。与简支梁相比，由于支点负弯矩的存在使跨中正弯矩减小，能减小梁高；与悬臂梁相比，施工过程中无需进行体系转换，可省掉大吨位的支座装置，适宜于悬臂施工方法，施工方便。但是由于挂梁与悬臂端衔接处的挠曲会产生不利于行车的折点，跳车现象严重，且在地震、船撞等剧烈振动下易产生落梁现象，使挂梁体系桥梁的使用受到限制。

目前解决挂梁桥落梁现象的方法有两种，一种是直接做成连续梁桥，此方法简单易行，且通过合理设计能有效控制温度应力，使行车平顺，但对于现有的老旧挂梁桥，将其拆除并重建为连续梁桥并不经济合理；另一种方法是将挂梁和悬臂端使用刚性装置直接连接，但是对温度应力的释放无法进行良好的控制，且在地震作用下无法进行有效的减震耗能作用。因此目前对于挂梁桥防落梁现象并没有十分有效的解决办法，亟待提出一种新的加固装置及其措施。

随着对减振理论和材料性能的深入研究，出现了一系列耗能装置及材料，软钢铅芯阻尼器的工作性能和耗能性能稳定，滞回曲线对称且饱满，在小变形下产生巨大耗能；高阻尼橡胶可在保持橡胶弹性的前提下提高橡胶的阻尼性能；预应力技术是在施工期间给结构预先施加的压应力，结构服役期间预加压应力可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚，以提高结构的承载能力；光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量，其抗电磁干扰能力强、电绝缘性好、耐腐蚀、几何形状可塑、且具有传输容量大、损耗小的优点。这些技术在建筑及桥梁领域的飞速发展为本专利的实施提供了良好的技术基础。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种可保障挂梁在温度变化范围内自由伸缩且不产生附加应力，同时防止挂梁因地震、船撞导致的剧烈振动而产生的落梁现象的梁式桥挂梁段的防落梁加固装置。

技术方案：为实现以上目的，本发明梁式桥挂梁段的防落梁加固装置，包括位于相邻悬臂端和挂梁端的牛腿之间的间隔均布有若干个软钢铅芯橡胶阻尼器和高阻尼橡胶缓冲装置，该高阻尼橡胶缓冲装置竖直设置，软钢铅芯橡胶阻尼器水平设置；避开所述软钢铅芯橡胶阻尼器和高阻尼橡胶缓冲装置，在悬臂端和挂梁端之间错开拉设有用于加固的预应力钢绞线和预应力钢筋。该加固装置为了释放温度应力，在悬臂和挂梁间设置高阻尼橡胶缓冲装置，使挂梁能在温度变化范围内自由伸缩，不产生附加应力；且使用软钢铅芯橡胶阻尼器增大耗能，防止挂梁因地震、船撞导致的剧烈振动而产生的落梁现象；同时该加固装置将挂梁端和悬臂端通过预应力钢筋和预应力钢绞线连为整体，其中为提高牛腿的承载能力，在悬臂端牛腿部位设有预应力钢筋且使之通过挂梁端，使两者连接更加牢固，且在提升悬臂端和挂梁端整体性的同时，可以提高挂梁段的抗弯刚度。

其中，所述软钢铅芯橡胶阻尼器包括软钢铅芯棒和与该软钢铅芯棒铸造连成一体的连接板，该软钢铅芯棒外罩设有高阻尼橡胶；所述软钢铅芯橡胶阻尼器通过连接板固定于悬臂端的牛腿上，软钢铅芯橡胶阻尼器的上部嵌入挂梁端牛腿底部开设的凹槽内。该软钢铅芯橡胶阻尼器中的软钢铅芯棒可以在船撞、地震等剧烈振动下提供耗能作用，高阻尼橡胶可以保护软钢铅芯棒防止锈蚀，在软钢铅芯棒以上的部分嵌入挂梁牛腿底部预留的凹槽中，既能使连接更加稳定，也能通过橡胶的弹性来提供缓冲，释放温度应力。