水平活动竖向限位的连梁装置及其施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工，具体涉及一种水平活动竖向限位的连梁装置及其施工方法。

背景技术：

1、对于桥梁工程来说，采取有效措施提高桥梁结构的抗震性能意义重大，降低地震灾害对桥梁结构所造成的影响，以更好地保障出行人员的安全。

2、常规桥梁抗震设计以抵御水平向地震动为主，目前铁路桥梁大量应用的常规减隔震支座、型钢防落梁挡块并不具备竖向限位功能，需要另外设置竖向限位装置。但一些已有的桥梁竖向限位装置，安装时直接连接梁部和桥墩，在竖向限位的同时，也限制了梁、墩的水平相对位移，妨碍减隔震支座水平向的位移耗能发挥作用，不利于结构抗震。近断层地震具有地震烈度高、竖向分量强的显著特征。近断层桥梁抗震设计，在水平向需要通过减隔震支座的位移耗能降低地震力，竖向需要设置限位装置防止落梁。

3、因此，有必要提出新的措施，克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种水平活动竖向限位的连梁装置及其施工方法，以解决目前墩梁连接装置无法同时实现水平活动和竖向限位的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、水平活动竖向限位的连梁装置，所述装置竖向设置在箱梁底板与桥墩墩顶之间，自下而上包括底座板、限位板、滑动轴承和柔性拉索；

4、所述底座板水平设置并固定到所述桥墩墩顶；

5、所述限位板设置有两个，竖向设置并对称固定到所述底座板的顶面，所述限位板上设置有水平并呈条形的限位孔；

6、所述滑动轴承水平设置，两端插入所述限位孔；

7、所述柔性拉索的中部环绕在所述滑动轴承的下方，两端向上穿过所述箱梁底板，并分别锚固在所述箱梁底板上方，两侧的所述柔性拉索对称并斜向布置，呈v字形；

8、所述滑动轴承的长度方向与所述限位孔的长度方向互相垂直，所述柔性拉索的中部能沿所述滑动轴承的长度方向滑动，所述滑动轴承能沿所述限位孔的长度方向滑动。

9、进一步地，所述柔性拉索的两端通过拉索锚固头锚固在所述箱梁底板上方。

10、进一步地，所述拉索锚固头包括保护罩，所述保护罩内自上而下设置有水平的锚垫片和水平的弹簧传力环型开孔垫片，所述锚垫片和所述弹簧传力环型开孔垫片的中央均设置有开孔，所述锚垫片和所述弹簧传力环型开孔垫片之间设置有竖向的缓冲弹簧；

11、所述柔性拉索的顶端向上依次穿过所述弹簧传力环型开孔垫片的开孔、所述缓冲弹簧和所述锚垫片的开孔，并连接到锚头上，所述锚头位于所述锚垫片的上方，所述锚头的直径大于所述锚垫片的开孔直径。

12、进一步地，所述弹簧传力环型开孔垫片的底部设置有阻尼耗能填充片，所述阻尼耗能填充片的中央设置有开孔，所述柔性拉索穿过所述阻尼耗能填充片的开孔。

13、进一步地，所述装置还包括梁部预埋护壁，所述梁部预埋护壁预设于所述箱梁底板内，所述柔性拉索通过所述梁部预埋护壁穿过所述箱梁底板。

14、进一步地，所述梁部预埋护壁自上而下包括第一环形薄片、管道和第二环形薄片；

15、所述第一环形薄片水平设置并位于所述箱梁底板的顶面，所述第二环形薄片水平设置并位于所述箱梁底板的底面，所述管道连接在所述第一环形薄片和所述第二环形薄片之间，并插设在所述箱梁底板内。

16、进一步地，所述管道竖向连接在所述第一环形薄片和所述第二环形薄片之间或斜向连接在所述第一环形薄片和所述第二环形薄片之间。

17、进一步地，所述底座板通过螺栓套筒和螺栓固定到所述桥墩墩顶；

18、所述螺栓套筒竖向预设在所述桥墩墩顶，所述底座板上设置有竖向通孔，所述螺栓经过所述竖向通孔插入所述螺栓套筒并固定。

19、另一方面，提供如所述的水平活动竖向限位的连梁装置施工方法，所述方法包括：

20、桥墩施工时，于桥墩墩顶预设螺栓套筒；

21、箱梁施工时，于箱梁底板预设梁部预埋护壁；

22、确定所述装置结构参数；

23、将螺栓插入底座板的竖向通孔，并插入螺栓套筒，从而将底座板固定于桥墩墩顶；

24、将限位板的底部固定于底座板；

25、将滑动轴承两端插入限位板上的限位孔；

26、将柔性拉索环绕在滑动轴承的下方，两端向上穿过梁部预埋护壁，并安装拉索锚固头进行锚固，柔性拉索的中部位于滑动轴承与底座板之间的间隙。

27、进一步地，确定所述装置结构参数，包括：

28、确定柔性拉索的芯材截面面积as：

29、

30、进而确定柔性拉索的芯材截面直径ds；

31、其中：

32、f为竖向抗拉承载力；

33、[σt]为芯材的材料容许抗拉应力；

34、确定滑动轴承中间段长度，即两个限位板之间的净距l1：

35、l1＝2δy+ds；

36、其中：

37、δy为横向位移行程；

38、确定滑动轴承中间段截面半径r：

39、

40、其中：

41、[σw]为轴承的材料容许抗弯应力；

42、确定滑动轴承末端截面直径r：

43、

44、其中：

45、[τ]为轴承的材料容许剪切应力；

46、确定限位板上限位孔的长度b：

47、b＝2δx+2r；

48、其中：

49、δx为纵向水平位移行程；

50、确定限位板上限位孔的高度h范围：

51、r≤h<r；

52、确定螺栓套筒的套数n：

53、

54、其中：

55、[f]为单套螺栓套筒的容许抗拔力。

56、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

57、本发明涉及一种水平活动竖向限位的连梁装置及其施工方法，作为竖向限位装置的同时，兼容墩、梁间的相对位移，其柔性拉索的中部滑动连接在滑动轴承的外周，能沿滑动轴承的长度方向滑动，并且，滑动轴承能沿限位板的限位孔长度方向滑动，实现了纵横两个方向的位移释放，有效强化了抗震能力。另外，两侧的柔性拉索对称斜向布置，形成v字形的结构形式，上下连接更加稳定可靠。

技术特征：

1.水平活动竖向限位的连梁装置，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的水平活动竖向限位的连梁装置，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的水平活动竖向限位的连梁装置，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的水平活动竖向限位的连梁装置，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的水平活动竖向限位的连梁装置，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的水平活动竖向限位的连梁装置，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的水平活动竖向限位的连梁装置，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的水平活动竖向限位的连梁装置，其特征在于：

9.如权利要求1所述的水平活动竖向限位的连梁装置施工方法，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的水平活动竖向限位的连梁装置施工方法，其特征在于：

技术总结本发明涉及一种水平活动竖向限位的连梁装置及其施工方法。所述装置竖向设置在箱梁底板与桥墩墩顶之间；底座板水平设置并固定到桥墩墩顶；限位板设置有两个，竖向设置并对称固定到底座板的顶面，限位板上设置有水平并呈条形的限位孔；滑动轴承水平设置，两端插入限位孔；柔性拉索的中部环绕在滑动轴承的下方，两端向上穿过箱梁底板，并分别锚固在箱梁底板上方，两侧的柔性拉索对称并斜向布置，呈V字形；滑动轴承的长度方向与限位孔的长度方向互相垂直，柔性拉索的中部能沿滑动轴承的长度方向滑动，滑动轴承能沿限位孔的长度方向滑动。本装置作为竖向限位装置的同时，兼容墩、梁间的相对位移，结构紧凑，抗震能力强。技术研发人员：康炜,李侠,刘瑞涛,赵飞,卢皓,周友权,李青,曹翁恺,方亮,张鹏举,史耀君,王晓君,任登宝,李博受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17