智能型支座的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能型支座。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，我國城市立交、高速匝道等曲線橋梁多采用獨(dú)柱現(xiàn)澆連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)形式，該種橋梁的下部結(jié)構(gòu)形式具有減少占地、增加視野和橋梁美觀的優(yōu)點(diǎn)。但目前我國載重車輛普遍存在超載現(xiàn)象，個(gè)別車輛超載甚至達(dá)到200%?300%，導(dǎo)致該種結(jié)構(gòu)形式的橋梁在使用過程中已發(fā)生多起傾覆事故。
[0003]目前橋梁設(shè)計(jì)者關(guān)注的重點(diǎn)在于橋梁的抗彎、抗剪承載能力方面，對于偏心偶然超載作用的關(guān)注不足。近年來國內(nèi)獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁橋傾覆事故頻繁發(fā)生，逐漸引起相關(guān)人員的反思。究其原因，多數(shù)事故橋梁墩柱橫橋向采用單支點(diǎn)支撐，在超載車輛偏載作用下，結(jié)構(gòu)的橫向抗傾覆性較差，尤其是小半徑曲線獨(dú)柱匝道箱梁橋的橋面狹窄，自重小，車輛荷載在荷載組合中所占的比重大。同時(shí)因?yàn)楝F(xiàn)行的公路橋梁規(guī)范對于橫向傾覆穩(wěn)定性沒有相關(guān)的規(guī)定，處于空白狀態(tài)，設(shè)計(jì)時(shí)往往又會忽略偏心偶然超載作用下的橋梁橫向穩(wěn)定計(jì)算分析，使得在偶然作用下的結(jié)構(gòu)使用帶來隱患。
[0004]結(jié)構(gòu)傾覆是較復(fù)雜的力學(xué)現(xiàn)象，屬于支座非線性分析的范疇。在結(jié)構(gòu)傾覆之前，必然會先產(chǎn)生支座偏壓甚至脫空現(xiàn)象。支座脫空之后，脫空的支座失去對結(jié)構(gòu)的支撐作用，只剩下其余的支座對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生約束，這必然會導(dǎo)致支座反力的重分布，此過程中必然會出現(xiàn)諸如支座豎向壓力超過支座設(shè)計(jì)強(qiáng)度引起支座破壞，傾覆過程中支座轉(zhuǎn)角變形過大所引起的梁體滑移現(xiàn)象，因此結(jié)構(gòu)傾覆與支座支撐作用是否失效緊密相關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種智能型支座，提高了獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆性能，具有較好的施工便捷性、較廣的適用性和優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于獨(dú)柱墩橋的智能型支座，該智能型支座設(shè)置在鋼牛腿和橋梁梁底之間，該智能型支座的高度可調(diào)，保證該智能型支座的上表面與橋梁梁底緊密貼合，下表面與鋼牛腿緊密貼合。
[0007]所述的用于獨(dú)柱墩橋的智能型支座包含:支座組件以及設(shè)置在支座組件下方并機(jī)械連接支座組件的調(diào)高組件，該調(diào)高組件調(diào)節(jié)支座組件的高度，給支座組件施加預(yù)壓力，從而保證智能型支座的上表面與橋梁梁底緊密貼合，下表面與鋼牛腿緊密貼合。
[0008]所述的支座組件包含:
支座本體；
壓電陶瓷，其設(shè)置在支座本體內(nèi)部，并電性連接控制器，該壓電陶瓷在自由狀態(tài)下不顯電性，在壓縮狀態(tài)下放電，拉伸狀態(tài)下充電，壓電陶瓷利用壓電效應(yīng)產(chǎn)生電信號，并將電信號傳輸給控制器，控制器根據(jù)壓電陶瓷產(chǎn)生的電信號，判斷智能型支座是否出現(xiàn)脫空和變位。
[0009]所述的支座組件還包含:
設(shè)置在支座本體上部的支座頂板；
以及，設(shè)置在支座本體下部的支座底板。
[0010]所述的調(diào)高組件包含:
支座，其一端放置在鋼牛腿上，另一端固定連接支座底板；
調(diào)高鋼楔，其接觸支座底板，并可沿支座上下移動；
調(diào)高件，其連接調(diào)高鋼楔，使調(diào)高鋼楔沿支座上下移動，從而帶動支座組件上下移動。
[0011]本發(fā)明提高了獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆性能，具有較好的施工便捷性、較廣的適用性和優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0012]圖1是獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是圖1中A-A向的剖視圖。
[0014I圖3是智能型支座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是用于獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆加固施工方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下根據(jù)圖1?圖4，具體說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
[0017]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種智能型支座，該智能型支座設(shè)置在獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆結(jié)構(gòu)內(nèi)，該獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆結(jié)構(gòu)包含:
鋼抱箍結(jié)構(gòu)，其套設(shè)在橋墩立柱101上，該鋼抱箍結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的鋼抱箍2，以及設(shè)置在鋼抱箍2上連接處203的若干對拉高強(qiáng)螺栓201，和設(shè)置在鋼抱箍2上預(yù)留孔位中的若干錨固螺栓202，該對拉高強(qiáng)螺栓201使鋼抱箍2結(jié)合成一個(gè)整體的鋼抱箍結(jié)構(gòu)，該錨固螺栓202固定鋼抱箍機(jī)構(gòu)與橋墩立柱101 ；
兩個(gè)鋼牛腿I，其分別與兩個(gè)鋼抱箍2焊接連接；
智能型支座3，其設(shè)置在鋼牛腿I和橋梁梁底104之間，該智能型支座3的上表面與橋梁梁底104緊密貼合，下表面與鋼牛腿I緊密貼合；
如圖3所示，所述的智能型支座3包含:支座組件以及設(shè)置在支座組件下方并機(jī)械連接支座組件的調(diào)高組件，該調(diào)高組件調(diào)節(jié)支座組件的高度，給支座組件施加預(yù)壓力，從而保證智能型支座3的上表面與橋梁梁底104緊密貼合，下表面與鋼牛腿I緊密貼合，不至出現(xiàn)脫空；
所述的支座組件包含:
支座本體302;
壓電陶瓷(圖中未顯示)，其設(shè)置在支座本體302內(nèi)部，并電性連接控制器，該壓電陶瓷在穩(wěn)定狀態(tài)下不顯電性不產(chǎn)生電信號，在壓縮過程中放電產(chǎn)生正電荷信號，拉伸過程中充電產(chǎn)生負(fù)電荷信號，壓電陶瓷利用壓電效應(yīng)產(chǎn)生電信號，并將電信號傳輸給控制器，控制器根據(jù)壓電陶瓷產(chǎn)生的電信號，判斷智能型支座3是否出現(xiàn)脫空和變位；
設(shè)置在支座本體302上部的支座頂板301;
以及，設(shè)置在支座本體302下部的支座底板303; 所述的調(diào)高組件包含:
支座306，其一端放置在鋼牛腿1上，另一端固定連接支座底板303;
調(diào)高鋼楔305，其接觸支座底板303，并可沿支座306上下移動；
調(diào)高件304，其連接調(diào)高鋼楔305，使調(diào)高鋼楔305沿支座306上下移動，從而帶動支座組件上下移動。
[0018]如圖4所示，采用本發(fā)明提供的獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆結(jié)構(gòu)用于獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆加固方法，包含以下步驟:
步驟S1、將鋼抱箍和鋼牛腿預(yù)組裝成整體鋼結(jié)構(gòu)；
將已經(jīng)焊接在一起的鋼抱箍和鋼牛腿運(yùn)至工程現(xiàn)場；
利用橋墩承臺(如圖1所示)作為工作面，兩個(gè)鋼抱箍分別擺放在橋墩立柱的兩側(cè)，兩個(gè)鋼抱箍的連接處相互接觸，將若干高強(qiáng)螺栓初步擰入兩個(gè)鋼抱箍的連接處，使兩個(gè)鋼抱箍形成一個(gè)整體的環(huán)繞橋墩的鋼抱箍結(jié)構(gòu)；
步驟S2、利用提升設(shè)備將鋼抱箍和鋼牛腿組成的整體鋼結(jié)構(gòu)提升至橋墩立柱頂部，此時(shí)的橋墩立柱頂部已經(jīng)設(shè)置了橋梁支座(如圖1所示)；
步驟S3、將鋼抱箍和鋼牛腿組成的整體鋼結(jié)構(gòu)固定在橋墩立柱頂部；
將若干錨固螺栓種植到鋼抱箍上的預(yù)留孔位中；
擰緊鋼抱箍連接處的高強(qiáng)螺栓至設(shè)計(jì)要求的力值；
擰緊錨固螺栓；
將結(jié)構(gòu)膠注入鋼抱箍和橋墩立柱之間的縫隙；
通過注結(jié)構(gòu)膠來填補(bǔ)鋼抱箍和橋墩立柱之間的縫隙，使兩者密貼，以提供強(qiáng)大的抱箍力及粘接力，但由于通過注結(jié)構(gòu)膠來填補(bǔ)鋼抱箍和橋墩立柱之間縫隙，需要較復(fù)雜的工序以及較大的操作平臺，對于獨(dú)柱墩所處環(huán)境復(fù)雜的工程，也可以通過在鋼抱箍和橋墩立柱之間增設(shè)3?5mm的橡膠片，使得兩者緊密貼合，以提供鋼抱箍強(qiáng)大的抱箍力；
步驟S4、將若干智能型支座放置在鋼牛腿上，橋梁支座與兩側(cè)的智能型支座構(gòu)成“蹺蹺板”結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)智能型支座的高度，使其上表面與橋梁梁底緊密貼合，下表面與鋼牛腿緊密貼合；
本實(shí)施例中，假設(shè)智能型支座的初始高度為20cm，調(diào)節(jié)智能型支座的高度，使其上表面與橋梁梁底緊密貼合，下表面與鋼牛腿緊密貼合，此時(shí)智能型支座的高度壓縮為15 cm，智能型支座的高度維持15cm時(shí)，智能型支座處于穩(wěn)定狀態(tài)，不顯電性不產(chǎn)生電信號，如果在超載車輛偏載作用下，橋梁梁體發(fā)生傾斜，根據(jù)蹺蹺板原理，橋梁支座一側(cè)的智能型支座受壓(或者說比之前受到的壓力大了)，高度從15 cm壓縮至10cm，壓縮過程中放電產(chǎn)生正電荷信號，橋梁支座另一側(cè)的智能型支座脫空(或者說不受力，或者說比原始受力要小了)，高度從15cm拉伸至20cm，拉伸過程中充電產(chǎn)生負(fù)電荷信號；
步驟S5、實(shí)時(shí)采集智能型支座中壓電陶瓷產(chǎn)生的電信號，判斷智能型支座是否出現(xiàn)脫空和變位。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、通過鋼抱箍的抱箍力、粘結(jié)力與錨固螺栓將橋墩立柱與鋼抱箍和鋼牛腿組成的整體鋼結(jié)構(gòu)連接為一體；
2、主要通過抱箍力，實(shí)現(xiàn)鋼抱箍和鋼牛腿組成的整體鋼結(jié)構(gòu)與橋墩立柱連接，造型簡潔、自重輕、鋼結(jié)構(gòu)開口施工焊接及后期養(yǎng)護(hù)方便、適應(yīng)性強(qiáng)、易推廣；
3、采用智能型可調(diào)節(jié)高度支座，在支座中增設(shè)壓電陶瓷智能材料，具有正壓電效應(yīng)和負(fù)壓電效應(yīng)，通過在線采集和巡檢采集電信號，經(jīng)云平臺實(shí)施傳遞數(shù)據(jù)至手機(jī)或電腦終端，通過數(shù)據(jù)分析來判斷智能型支座是否出現(xiàn)脫空、變位。
[0020]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能型支座，其特征在于，該智能型支座(3)設(shè)置在鋼牛腿(I)和橋梁梁底(104)之間，該智能型支座(3)的高度可調(diào)，保證該智能型支座(3)的上表面與橋梁梁底(104)緊密貼合，下表面與鋼牛腿(I)緊密貼合。2.如權(quán)利要求1所述的智能型支座，其特征在于，所述的智能型支座(3)包含:支座組件以及設(shè)置在支座組件下方并機(jī)械連接支座組件的調(diào)高組件，該調(diào)高組件調(diào)節(jié)支座組件的高度，給支座組件施加預(yù)壓力，從而保證智能型支座(3)的上表面與橋梁梁底(104)緊密貼合，下表面與鋼牛腿(I)緊密貼合。3.如權(quán)利要求2所述的智能型支座，其特征在于，所述的支座組件包含: 支座本體(302); 壓電陶瓷，其設(shè)置在支座本體(302)內(nèi)部，并電性連接控制器，該壓電陶瓷在穩(wěn)定狀態(tài)下不顯電性不產(chǎn)生電信號，在壓縮過程中放電產(chǎn)生正電荷信號，拉伸過程中充電產(chǎn)生負(fù)電荷信號，壓電陶瓷將電信號傳輸給控制器，控制器根據(jù)壓電陶瓷產(chǎn)生的電信號，判斷智能型支座(3)是否出現(xiàn)脫空和變位。4.如權(quán)利要求3所述的智能型支座，其特征在于，所述的支座組件還包含: 設(shè)置在支座本體(302)上部的支座頂板(301); 以及，設(shè)置在支座本體(302)下部的支座底板(303)。5.如權(quán)利要求2所述的智能型支座，其特征在于，所述的調(diào)高組件包含: 支座(306)，其一端放置在鋼牛腿(I)上，另一端固定連接支座底板(303); 調(diào)高鋼楔(305)，其接觸支座底板(303)，并可沿支座(306)上下移動； 調(diào)高件(304)，其連接調(diào)高鋼楔(305)，使調(diào)高鋼楔(305)沿支座(306)上下移動，從而帶動支座組件上下移動。
【專利摘要】一種智能型支座，設(shè)置在鋼牛腿和橋梁梁底之間的智能型支座的高度可調(diào)，保證該智能型支座的上表面與橋梁梁底緊密貼合，下表面與鋼牛腿緊密貼合。本發(fā)明提高了獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆性能，具有較好的施工便捷性、較廣的適用性和優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】E01D19/04
【公開號】CN105421224
【申請?zhí)枴緾N201510789814
【發(fā)明人】韓鵬, 李攀, 馬玉龍, 盛勇
【申請人】上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月17日