本發(fā)明涉及公路橋梁工程領(lǐng)域，尤其涉及一種柱墩式橋梁防偏移裝置。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)絕大部分在役中小型橋梁（尤其是曲線(xiàn)連續(xù)箱梁橋）在伸縮縫卡死、溫度作用、靜動(dòng)載的偏心等作用下，其主梁均容易發(fā)生大幅度橫向偏移，且偏移量隨著時(shí)間的推移逐漸累加。這些發(fā)生梁體偏位的橋梁已經(jīng)嚴(yán)重威脅著道路運(yùn)營(yíng)的安全，非常有必要對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的維修和加固。同時(shí)對(duì)于橋梁偏移現(xiàn)象的研究，不僅要研究造成梁體偏移的原因和糾偏施工與監(jiān)測(cè)過(guò)程的方法，還要想辦法從根本上解決梁體偏移問(wèn)題—即預(yù)防偏移的措施和糾偏后的防再偏措施的研究。

針對(duì)橋梁梁體防偏移措施的研究，目前國(guó)內(nèi)常常使用的方法有三種，該三種方法及其存在的問(wèn)題為：（1）使用定向支座進(jìn)行橫向約束的方法。該方法主要是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到橋型特點(diǎn)容易引發(fā)偏位這一問(wèn)題，將易偏位梁段的支座設(shè)計(jì)成雙向或三向約束支座。這種方法的缺點(diǎn)在于初試階段約束效果較好，但支座處梁體可能會(huì)發(fā)生較大的約束應(yīng)力；后續(xù)階段由于支座自身的銹蝕、變形、失效等問(wèn)題導(dǎo)致約束失效，如不及時(shí)更換，可能對(duì)橋梁的安全使用造成隱患，而支座的更換施工很麻煩。（2）在梁體兩側(cè)設(shè)置剛性擋板的防偏移方法。該方法主要是在梁底或蓋梁上植筋，通過(guò)植筋設(shè)置剛性擋板，靠剛性擋板的強(qiáng)行阻擋防止梁體發(fā)生偏移。上述方法主要存在以下不利因素：其一，防偏方式過(guò)于剛性，屬于強(qiáng)行阻攔式的防偏，這不僅可能引起較大的梁體內(nèi)應(yīng)力，還可能造成梁體底部、墩頂或蓋梁頂?shù)膿p壞；其二，這種方式強(qiáng)度較低，一般僅適用于地震動(dòng)峰值加速度(Ag≤0.15g)地區(qū)。（3）在梁體兩側(cè)設(shè)置半剛性擋板的防偏移方法。該方法的原理同上述方法2，不同之處就是在方法2的基礎(chǔ)上，在剛性擋板和阻擋物（梁體或墩頂）中間填塞彈性填充物實(shí)現(xiàn)碰撞或擠壓瞬間的過(guò)渡。上述方法雖然在一定程度上減小了橋梁構(gòu)造部分的損害，但與方法2存在同樣的問(wèn)題，即一般僅適用于地震動(dòng)峰值加速度(Ag≤0.15g)地區(qū)。

故如何設(shè)計(jì)一種能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁梁體的橫向約束，且能夠釋放約束應(yīng)力，降低安全隱患的橋梁防偏移技術(shù)，成為有待考慮解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于：怎樣提供一種專(zhuān)用于柱墩式橋梁，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁梁體的橫向約束，且能夠釋放約束應(yīng)力，降低安全隱患的柱墩式橋梁防偏移裝置。使其能有效防止偏移發(fā)生，又能將防偏移過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造物傷害降小，且還可以在以后的橋梁偏移檢測(cè)中有效降低檢測(cè)難度，提高檢測(cè)精度。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案。本申請(qǐng)中涉及方向描述主要以梁體為方向描述基礎(chǔ)，梁體橫向?yàn)閷挾确较蚣醋笥曳较?，梁體縱向?yàn)槠溟L(zhǎng)度方向即前后方向。

一種柱墩式橋梁防偏移裝置，其特征在于，包括設(shè)置在梁體下表面沿寬度方向的左右兩側(cè)的兩組梁體固定組件，梁體固定組件包括一塊錨固底板，錨固底板沿梁體寬度方向設(shè)置并錨固連接在梁體上，錨固底板中具有一個(gè)沿梁體縱向豎直向下設(shè)置的位移跟進(jìn)板，兩個(gè)位移跟進(jìn)板下方之間在左右方向上水平地設(shè)置有彈性構(gòu)件，彈性構(gòu)件以梁體下方的橋墩為安裝支承基礎(chǔ)并安裝在一個(gè)固定在橋墩的抱箍上。

這樣，錨固底板和梁體錨固為一體，可以將梁體左右方向上的偏移應(yīng)力集中傳遞到位移跟進(jìn)板，再依靠彈性構(gòu)件釋放應(yīng)力并將偏移應(yīng)力傳遞到梁體下方的支承構(gòu)件上，故可以較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁梁體的橫向約束，釋放約束應(yīng)力，使其能有效防止偏移發(fā)生，又能將防偏移過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造物傷害降小。

作為優(yōu)化，所述梁體固定組件中，錨固底板采用化學(xué)螺栓錨固。這樣，采用化學(xué)螺栓錨固不會(huì)產(chǎn)生安裝應(yīng)力，提高錨固強(qiáng)度和可靠性，且既方便在橋梁施工時(shí)設(shè)置也可以在后期維護(hù)時(shí)設(shè)置。作為優(yōu)化，化學(xué)螺栓為多個(gè)且呈等距的陣列排布，提高錨固效果。

作為優(yōu)化，所述梁體固定組件還包括設(shè)置在位移跟進(jìn)板前后兩側(cè)的兩塊位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板，位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板上表面和錨固底板下表面貼合并固定為一體，位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板內(nèi)側(cè)面和位移跟進(jìn)板前后端面貼合并固定為一體。這樣，位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板使得位移跟進(jìn)板能夠和錨固底板結(jié)合為一體，使得整個(gè)錨固底板在橫向上的位移能夠完整地傳遞反饋到位移跟進(jìn)板上，提高整體性和一致性。

作為優(yōu)化，兩塊位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板到各自對(duì)應(yīng)的錨固底板前后側(cè)側(cè)邊之間留有小于兩塊位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板間距的一段距離，該段距離的錨固底板上還設(shè)置有縱向加勁板，縱向加勁板為沿梁體縱向設(shè)置的多塊且沿梁體橫向間隔排布，縱向加勁板上表面和錨固底板下表面貼合并固定為一體，縱向加勁板內(nèi)側(cè)端面和對(duì)應(yīng)的位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板外側(cè)面貼合并固定為一體。這樣可以進(jìn)一步加強(qiáng)梁體固定組件的整體性，使得整個(gè)錨固底板在橫向上的位移能夠完整地傳遞反饋到位移跟進(jìn)板上。作為優(yōu)化，錨固底板、位移跟進(jìn)板、位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板以及縱向加勁板均為不銹鋼鋼板制得且相互焊接固定為一體。這樣提高整體剛性且方便施工。作為優(yōu)化，位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板為尖端向下的三角形且尖端處位于和位移跟進(jìn)板連接位置，縱向加勁板下端不超出位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板下表面；這樣，梁體固定組件承力最集中的地方強(qiáng)度最高，并以此向外逐漸降低，使得各處剛度大小和所承受應(yīng)力大小能夠更好地匹配，故在保證梁體固定組件具有足夠的剛度和整體性以承受應(yīng)力的前提下最大程度減少了耗材。

作為優(yōu)化，橋墩和位移跟進(jìn)板之間設(shè)置有橋墩限位導(dǎo)向組件，所述橋墩限位導(dǎo)向組件，包括一個(gè)環(huán)形的抱箍，抱箍安裝固定到橋墩上部靠近梁體位置，抱箍左右兩側(cè)各自固定設(shè)置有一個(gè)橫向外延伸的位移導(dǎo)向桿，上端連接在梁體上的位移跟進(jìn)板下端部具有一個(gè)沿左右方向貫通的導(dǎo)向孔，位移導(dǎo)向桿可水平滑動(dòng)地配合在導(dǎo)向孔內(nèi)，位移跟進(jìn)板的左右兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)套接在位移導(dǎo)向桿上的限位緩沖彈簧，限位緩沖彈簧兩端分別抵接在位移跟進(jìn)板和位移導(dǎo)向桿端部的固定擋板上。

這樣，適用于橋梁梁體下部無(wú)蓋梁的橋墩支撐式橋梁，能夠以橋墩為基礎(chǔ)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)支撐固定，靠位移導(dǎo)向桿實(shí)現(xiàn)梁體偏移在水平方向的導(dǎo)向，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)位移跟進(jìn)板在左右兩個(gè)方向上的緩沖限位減震，靠彈簧彈力防止梁體水平偏移，并釋放梁體偏移應(yīng)力到橋墩上，避免梁體上應(yīng)力集中導(dǎo)致梁體崩壞，極大地提高了梁體安全性。

進(jìn)一步地，抱箍為鋼抱箍，且抱箍開(kāi)口處通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接安裝固定到橋墩上。這樣，提高抱箍和橋墩結(jié)合的可靠性，保證應(yīng)力能夠順利傳遞到橋墩。

進(jìn)一步地，固定擋板背離限位緩沖彈簧的外側(cè)的位移導(dǎo)向桿上還固定設(shè)置有端部加勁板，端部加勁板為沿位移導(dǎo)向桿周向布置的多塊且沿位移導(dǎo)向桿長(zhǎng)度方向設(shè)置。這樣，可以更好地確保固定擋板的承力強(qiáng)度保證應(yīng)力的傳遞穩(wěn)定可靠。進(jìn)一步地，固定擋板和端部加勁板均為不銹鋼材料制得，能夠更好地保證強(qiáng)度且方便焊接固定為一體。

進(jìn)一步地，位移導(dǎo)向桿為方鋼，導(dǎo)向孔為對(duì)應(yīng)的方形孔，這樣方鋼能夠保證強(qiáng)度，且截面呈矩形能夠避免旋轉(zhuǎn)，更好地保證導(dǎo)向孔對(duì)位移導(dǎo)向桿的水平導(dǎo)向的功能。進(jìn)一步地，位移跟進(jìn)板和限位緩沖彈簧端部之間還設(shè)置有套接安裝在位移導(dǎo)向桿上的方形鋼墊片，以更好地方便限位緩沖彈簧傳力。

進(jìn)一步地，限位緩沖彈簧為GB4361油淬火回火硅錳彈簧/60Si2MnA，C類(lèi)或B類(lèi)，簧圈直徑5~14cm，剪切模量G為79000MPa；可以確保緩沖減震應(yīng)力傳遞的使用效果。

再進(jìn)一步地，錨固底板上還固定設(shè)置有刻度標(biāo)尺，刻度標(biāo)尺長(zhǎng)度方向沿梁體左右方向設(shè)置；可以方便更好地讀出梁體偏移位移讀數(shù)。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種柱墩式橋梁防偏移方法，其特點(diǎn)在于采用了如上所述的柱墩式橋梁防偏移裝置得到，在橋梁施工時(shí)即安裝所述柱墩式橋梁防偏移裝置以防止橋梁偏移。

進(jìn)一步地，將所述柱墩式橋梁防偏移裝置安裝設(shè)置于橋梁梁體彎曲部分，安裝后定期監(jiān)視檢測(cè)刻度標(biāo)尺偏移量，如果偏移量小于2cm，對(duì)橋梁進(jìn)行日常維護(hù)即可，如果偏移量為大于等于2cm且小于5cm，應(yīng)對(duì)橋梁進(jìn)行加固維修，如果偏移量為大于等于5cm且小于10cm，應(yīng)立即對(duì)橋梁進(jìn)行加固維修，如果偏移量大于等于10cm，應(yīng)立即封閉交通，然后對(duì)橋梁進(jìn)行加固維修。

上述數(shù)據(jù)為經(jīng)分析和模型模擬得到，能夠更加有效地保證橋梁維修及時(shí)，防止梁體偏移過(guò)大，超出裝置所能夠糾正的范圍后造成的危險(xiǎn)。

綜上所述。本發(fā)明既能有效防止曲線(xiàn)梁橋梁體偏移的發(fā)生，又能將防偏移過(guò)程中對(duì)相關(guān)構(gòu)造物的傷害降低，且還可以在以后的橋梁偏移檢測(cè)中有效降低檢測(cè)難度，提高檢測(cè)精度，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁梁體（尤其是曲線(xiàn)連續(xù)梁梁體）的橫向約束，且能夠釋放約束應(yīng)力，降低安全隱患的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中單獨(dú)梁體固定組件的側(cè)視圖。

圖3為圖1中單獨(dú)梁體固定組件的仰視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例：參見(jiàn)圖1-3，一種柱墩式橋梁防偏移裝置，包括設(shè)置在梁體下表面沿寬度方向的左右兩側(cè)的兩組梁體固定組件，梁體固定組件包括一塊錨固底板1，錨固底板1沿梁體寬度方向設(shè)置并錨固連接在梁體上，錨固底板1中具有一個(gè)沿梁體縱向豎直向下設(shè)置的位移跟進(jìn)板2，兩個(gè)位移跟進(jìn)板2下方之間在左右方向上水平地設(shè)置有彈性構(gòu)件，彈性構(gòu)件以梁體下方的支承構(gòu)件為安裝支承基礎(chǔ)。本實(shí)施例中支承構(gòu)件為橋墩3。

這樣，錨固底板和梁體錨固為一體，可以將梁體左右方向上的偏移應(yīng)力集中傳遞到位移跟進(jìn)板，再依靠彈性構(gòu)件釋放應(yīng)力并將偏移應(yīng)力傳遞到梁體下方的支承構(gòu)件上，故可以較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁梁體的橫向約束，釋放約束應(yīng)力，使其能有效防止偏移發(fā)生，又能將防偏移過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造物傷害降小。

其中，所述梁體固定組件中，錨固底板1采用化學(xué)螺栓4錨固。這樣，采用化學(xué)螺栓錨固不會(huì)產(chǎn)生安裝應(yīng)力，提高錨固強(qiáng)度和可靠性，且既方便在橋梁施工時(shí)設(shè)置也可以在后期維護(hù)時(shí)設(shè)置。作為優(yōu)化，化學(xué)螺栓為多個(gè)且呈等距的陣列排布，提高錨固效果。

其中，所述梁體固定組件還包括設(shè)置在位移跟進(jìn)板前后兩側(cè)的兩塊位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板5，位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板5上表面和錨固底板1下表面貼合并固定為一體，位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板5內(nèi)側(cè)面和位移跟進(jìn)板2前后端面貼合并固定為一體。這樣，位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板5使得位移跟進(jìn)板2能夠和錨固底板1結(jié)合為一體，使得整個(gè)錨固底板在橫向上的位移能夠完整地傳遞反饋到位移跟進(jìn)板上，提高整體性和一致性。

其中，兩塊位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板5到各自對(duì)應(yīng)的錨固底板1前后側(cè)側(cè)邊之間留有小于兩塊位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板5間距的一段距離，該段距離的錨固底板1上還設(shè)置有縱向加勁板6，縱向加勁板6為沿梁體縱向設(shè)置的多塊且沿梁體橫向間隔排布，縱向加勁板6上表面和錨固底板1下表面貼合并固定為一體，縱向加勁板6內(nèi)側(cè)端面和對(duì)應(yīng)的位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板5外側(cè)面貼合并固定為一體。這樣可以進(jìn)一步加強(qiáng)梁體固定組件的整體性，使得整個(gè)錨固底板在橫向上的位移能夠完整地傳遞反饋到位移跟進(jìn)板上。

本實(shí)施例中，錨固底板1、位移跟進(jìn)板2、位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板5以及縱向加勁板6均為不銹鋼鋼板制得且相互焊接固定為一體。這樣提高整體剛性且方便施工，優(yōu)選采用10mm厚的普碳鋼沸騰鋼板/GB3274-88保證強(qiáng)度。其中，位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板5為尖端向下的三角形且尖端處位于和位移跟進(jìn)板連接位置，縱向加勁板6下端不超出位移跟進(jìn)方向加勁側(cè)板下表面；這樣，梁體固定組件承力最集中的地方強(qiáng)度最高，并以此向外逐漸降低，使得各處剛度大小和所承受應(yīng)力大小能夠更好地匹配，故在保證梁體固定組件具有足夠的剛度和整體性以承受應(yīng)力的前提下最大程度減少了耗材。

其中，梁體下方的支承構(gòu)件橋墩和位移跟進(jìn)板之間設(shè)置有橋墩限位導(dǎo)向組件，所述橋墩限位導(dǎo)向組件，包括一個(gè)環(huán)形的抱箍7，抱箍7安裝固定到橋墩3上部靠近梁體位置，抱箍左右兩側(cè)各自固定設(shè)置有一個(gè)橫向外延伸的位移導(dǎo)向桿8，上端連接在梁體上的位移跟進(jìn)板2下端部具有一個(gè)沿左右方向貫通的導(dǎo)向孔，位移導(dǎo)向桿8可水平滑動(dòng)地配合在導(dǎo)向孔內(nèi)，位移跟進(jìn)板2的左右兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)套接在位移導(dǎo)向桿8上的限位緩沖彈簧9，限位緩沖彈簧9兩端分別抵接在位移跟進(jìn)板2和位移導(dǎo)向桿8端部的固定擋板10上。位于位移跟進(jìn)板內(nèi)側(cè)的限位緩沖彈簧構(gòu)成所述彈性構(gòu)件。

這樣，適用于橋梁梁體下部無(wú)蓋梁的橋墩支撐式橋梁，能夠以橋墩為基礎(chǔ)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)支撐固定，靠位移導(dǎo)向桿實(shí)現(xiàn)梁體偏移在水平方向的導(dǎo)向，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)位移跟進(jìn)板在左右兩個(gè)方向上的緩沖限位減震，靠彈簧彈力防止梁體水平偏移，并釋放梁體偏移應(yīng)力到橋墩上，避免梁體上應(yīng)力集中導(dǎo)致梁體崩壞，極大地提高了梁體安全性。

其中，抱箍7為鋼抱箍，且抱箍開(kāi)口處通過(guò)高強(qiáng)螺栓11連接安裝固定到橋墩3上。這樣，提高抱箍和橋墩結(jié)合的可靠性，保證應(yīng)力能夠順利傳遞到橋墩。

其中，固定擋板10背離限位緩沖彈簧的外側(cè)的位移導(dǎo)向桿上還固定設(shè)置有端部加勁板12，端部加勁板12為沿位移導(dǎo)向桿8周向布置的多塊且沿位移導(dǎo)向桿長(zhǎng)度方向設(shè)置。這樣，可以更好地確保固定擋板的承力強(qiáng)度保證應(yīng)力的傳遞穩(wěn)定可靠。進(jìn)一步地，固定擋板10和端部加勁板12均為不銹鋼材料制得，能夠更好地保證強(qiáng)度且方便焊接固定為一體。

本實(shí)施例中，位移導(dǎo)向桿8為方鋼，導(dǎo)向孔為對(duì)應(yīng)的方形孔，這樣方鋼能夠保證強(qiáng)度，且截面呈矩形能夠避免旋轉(zhuǎn)，更好地保證導(dǎo)向孔對(duì)位移導(dǎo)向桿的水平導(dǎo)向的功能。進(jìn)一步地，位移跟進(jìn)板和限位緩沖彈簧9端部之間還設(shè)置有套接安裝在位移導(dǎo)向桿上的方形鋼墊片13，以更好地方便限位緩沖彈簧傳力。

其中，限位緩沖彈簧為GB4361油淬火回火硅錳彈簧/60Si2MnA，C類(lèi)或B類(lèi)，簧圈直徑5~14cm，剪切模量G為79000MPa；可以確保緩沖減震應(yīng)力傳遞的使用效果。

其中，錨固底板上還固定設(shè)置有刻度標(biāo)尺14，刻度標(biāo)尺14長(zhǎng)度方向沿梁體左右方向設(shè)置；可以方便更好地讀出梁體偏移位移讀數(shù)，主要用于量取橫向爬移量，方便日后檢測(cè)過(guò)程中偏位的讀數(shù)，同時(shí)還能起到一定的危險(xiǎn)預(yù)警作用。實(shí)施時(shí)，寬度標(biāo)尺的刻度總長(zhǎng)為40cm，其中左偏移和右偏移的最大量程均為20cm。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種柱墩式橋梁防偏移方法，其特點(diǎn)在于采用了如上所述的柱墩式橋梁防偏移裝置得到。進(jìn)一步地，將所述柱墩式橋梁防偏移裝置安裝設(shè)置于橋梁梁體彎曲部分，安裝后定期監(jiān)視檢測(cè)刻度標(biāo)尺偏移量，如果偏移量小于2cm，對(duì)橋梁進(jìn)行日常維護(hù)即可，如果偏移量為大于等于2cm且小于5cm，應(yīng)對(duì)橋梁進(jìn)行加固維修，如果偏移量為大于等于5cm且小于10cm，應(yīng)立即對(duì)橋梁進(jìn)行加固維修，如果偏移量大于等于10cm，應(yīng)立即封閉交通，然后對(duì)橋梁進(jìn)行加固維修。上述數(shù)據(jù)為經(jīng)分析和模型模擬得到，能夠更加有效地保證橋梁維修及時(shí)，防止梁體偏移過(guò)大，超出裝置所能夠糾正的范圍后造成的危險(xiǎn)。