一种钢管砼拱桥吊杆加固结构

技术领域

本申请涉及钢管混凝土拱桥加固技术领域，尤其涉及一种钢管砼拱桥吊杆加固结构。

背景技术

从上世纪九十年代开始，我国开始大量建造钢管混凝土拱桥，限于当时经济水平与建造技术手段，经过多年的超荷运营后，大量拱桥出现不同程度的病害。并且随着社会发展，交通量显著增加，且重载车辆越来越多，大量桥梁带病运营，安全事故时有发生；而根据现行公路桥涵技术标准，吊杆设计使用年限为20年，从上世纪九十年代至今已逾30多年，因此有大量拱桥吊杆即将达到设计使用寿命，需要对其进行加固处理。

目前的加固处理方法通常为对钢管混凝土拱桥吊杆进行更换，对钢管混凝土拱桥吊杆进行更换时，通过设置临时吊杆或临时兜吊装置后，对旧吊杆进行拆除，再安装新的吊杆，最后再将临时吊杆和临时兜吊装置进行拆除。由于在拆除和安装新吊杆时，均会破坏拱肋的结构，对拱肋造成一定的损坏，故会影响拱肋的结构强度，从而影响拱桥的稳定性，引发安全问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种钢管砼拱桥吊杆加固结构，旨在解决目前对吊杆进行加固处理时影响拱肋结构强度的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种钢管砼拱桥吊杆加固结构，用于对原有的第一吊杆进行加固处理，所述第一吊杆位于拱桥的两个拱肋弦杆之间，且所述第一吊杆的底部与拱桥横梁连接，所述钢管砼拱桥吊杆加固结构包括加固装置，所述加固装置包括第二吊杆、上加固组件和下加固组件；其中，

所述第二吊杆包括从上至下依次连接的上锚头、杆体和下锚头；

所述上加固组件的两侧分别与两个所述拱肋弦杆焊接，所述上加固组件的中心沿竖直方向设置有与所述杆体相匹配的连接通道，所述上锚头与所述上加固组件的顶部连接；

所述下加固组件与所述下锚头和所述拱桥横梁连接。

可选地，所述加固装置的数量为两个，且两个所述加固装置分别位于所述第一吊杆的两侧。

可选地，所述上加固组件包括锚固横板、锚固纵板、锚固顶板、锚固底板和填充料；其中，

所述锚固横板和所述锚固纵板的数量均为两个，两个所述锚固横板均垂直且横跨设置于两个所述拱肋弦杆上，所述锚固横板的底部两侧分别与各自相邻的所述拱肋弦杆焊接；两个所述锚固纵板分别垂直设置于两个所述拱肋弦杆上，且所述锚固纵板的两端分别与两个所述锚固横板的内侧连接，两个所述锚固纵板的底部分别与各自相邻的所述拱肋弦杆焊接；所述锚固顶板盖设于所述锚固横板和所述锚固纵板的顶部；所述锚固底板盖设于所述锚固横板的底部，且所述锚固底板的两端分别与各自相邻的所述拱肋弦杆焊接；

所述锚固顶板、所述锚固底板、所述锚固横板、所述锚固纵板和所述拱肋弦杆之间形成密封腔体，所述密封腔体内填充有所述填充料。

可选地，所述上加固组件还包括锚固横向加劲板和锚固纵向加劲板，所述锚固横向加劲板和锚固纵向加劲板的数量均为两个，且均位于所述密封腔体内，两个所述锚固横向加劲板的一端分别与各自相邻的所述锚固纵板连接，另一端均与所述连接通道的外壁连接，两个所述锚固纵向加劲板的一端分别与各自相邻的所述锚固横板连接，另一端均与所述连接通道的外壁连接。

可选地，所述锚固横板的两端分别朝远离所述密封腔体的方向延伸设置。

可选地，所述下加固组件包括固定座和固定柱，所述固定柱设置于所述固定座的顶面，所述固定柱与所述下锚头连接，所述固定座与所述拱桥横梁连接，所述固定柱与所述拱桥横梁之间设置有减震垫块。

可选地，所述钢管砼拱桥吊杆加固结构还包括加强组件，两个所述固定座相对的一侧相连接、相背的一侧均连接有所述加强组件，以使得全桥的所述拱桥横梁连接形成整体。

可选地，所述加强组件与所述固定座通过连接组件相连接。

可选地，所述连接组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件用于连接所述加强组件与所述固定座的顶部和/或底部，所述第二连接件用于连接所述加强组件与所述固定座的侧面。

可选地，所述加强组件的顶部两侧均设置有防护栏杆。

本申请所能实现的有益效果：

本申请实施例提出的一种钢管砼拱桥吊杆加固结构，用于对原有的第一吊杆进行加固处理，所述第一吊杆位于拱桥的两个拱肋弦杆之间，且所述第一吊杆的底部与拱桥横梁连接，所述钢管砼拱桥吊杆加固结构包括加固装置，所述加固装置包括第二吊杆、上加固组件和下加固组件；其中，所述第二吊杆包括从上至下依次连接的上锚头、杆体和下锚头；所述上加固组件的两侧分别与两个所述拱肋弦杆焊接，所述上加固组件的中心沿竖直方向设置有与所述杆体相匹配的连接通道，所述上锚头与所述上加固组件的顶部连接；所述下加固组件与所述下锚头和所述拱桥横梁连接。因此，本申请在不拆除第一吊杆的前提下，通过设置上加固组件将第二吊杆的上锚头与拱肋弦杆连接，设置下加固组件将第二吊杆的下锚头与拱桥横梁连接，使得第二吊杆成为拱桥的辅助传力构件，参与全桥的结构受力，降低第一吊杆的内力，延长旧吊杆的使用寿命，对第一吊杆起到加固的作用。同时，由于上加固组件与拱肋弦杆通过焊接的方式连接，不会破坏拱肋弦杆的结构，故不会影响拱肋弦杆的结构强度，整体提升拱桥的稳定性。

附图说明

图1为本申请一种钢管砼拱桥吊杆加固结构的安装示意图；

图2为本申请一种钢管砼拱桥吊杆加固结构的上加固组件的结构示意图；

图3为本申请一种钢管砼拱桥吊杆加固结构的上加固组件的另一视角的结构示意图；

图4为本申请一种钢管砼拱桥吊杆加固结构的上加固组件去除锚固顶板后的俯视示意图；

图5为本申请一种钢管砼拱桥吊杆加固结构的局部放大示意图；

图6为本申请一种钢管砼拱桥吊杆加固结构的加强组件的剖视示意图。

其中，附图标记为：

1-第一吊杆；2-拱桥横梁；3-第二吊杆；31-上锚头；32-杆体；33-下锚头；4-下加固组件；41-固定柱；42-固定座；5-上加固组件；51-锚固横板；52-锚固纵板；53-锚固顶板；54-锚固底板；55-连接通道；56-锚固纵向加劲板；57-密封腔体；58-锚固横向加劲板；6-拱肋弦杆；7-连接组件；71-第一连接件；72-第二连接件；8-加强组件；9-防护栏杆；10-减震垫块；11-检修通道。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。。

由于钢管混凝土拱桥具有结构轻盈、造型优美，承载能力高、地形适应能力强、施工易控制的特性。拱桥吊杆是指在拱桥结构中悬挂于拱顶和拱脚之间的一类杆件，主要用于加强拱桥的抗弯刚度和抗侧倾能力，同时可以转移部分桥载荷至拱腿，拱桥吊杆的作用在于减小拱桥结构的变形和振动，提高拱桥的稳定性和安全性。从上世纪九十年代开始，我国开始大量建造钢管混凝土拱桥，限于当时经济水平与建造技术手段，经过多年的超荷运营后，大量拱桥出现不同程度的病害。并且随着社会发展，交通量显著增加，且重载车辆越来越多，大量桥梁带病运营，安全事故时有发生；而根据现行公路桥涵技术标准，吊杆设计使用年限为20年，从上世纪九十年代至今已逾30多年，因此有大量拱桥吊杆即将达到设计使用寿命，需要对其进行加固处理。

目前的加固处理方法通常为对钢管混凝土拱桥吊杆进行更换，对钢管混凝土拱桥吊杆进行更换时，通过设置临时吊杆或临时兜吊装置，将原桥旧吊杆的索力传递至临时吊杆或临时兜吊装置，再逐根、分批拆除原桥旧吊杆，安装新吊杆，再将临时吊杆或临时兜吊装置的索力转换至新吊杆，最后拆除临时吊杆或临时兜吊装置，拆除后即可完成吊杆的更换。由于在更换吊杆时，需要在拱肋上钻孔，钻孔过程中对拱肋损伤较大，并且在拆除原桥旧吊杆后，会损坏拱肋的结构，影响拱肋原本的结构强度，从而影响拱桥的稳定性，引发安全问题。同时更换吊杆的整个过程十分繁琐，需要耗费大量的人力和时间成本。

为了提升拱桥的稳定性，简化吊杆的加固步骤，本发明提出一种新的钢管砼拱桥吊杆加固结构。

现对本发明实施例提供的钢管砼拱桥吊杆加固结构进行说明。

参照图1，钢管砼拱桥吊杆加固结构，用于对原有的第一吊杆1进行加固处理。钢管砼拱桥吊杆加固结构包括加固装置，加固装置包括第二吊杆3、上加固组件5和下加固组件4。

第一吊杆1位于拱桥的两个拱肋弦杆6之间，其顶部与两个拱肋弦杆6连接，底部与拱桥横梁2连接。

第二吊杆3包括从上至下依次连接的上锚头31、杆体32和下锚头33。上锚头31用于与拱肋弦杆6相连接，下锚头33用于与拱桥横梁2相连接。

上加固组件5的两侧分别与两个拱肋弦杆6焊接，即上加固组件5横跨于两个拱肋弦杆6，上加固组件5的中心沿竖直方向设置有与杆体32相匹配的连接通道55，上锚头31与上加固组件5的顶部连接。

下加固组件4用于将下锚头33和拱桥横梁2连接。

在本实施例中，首先将第二吊杆3与上加固组件5进行组装，将杆体32穿过连接通道55，上锚头31与上加固组件5进行连接，完成组装。在需要对对钢管砼拱桥进行加固处理时，将上加固组件5放置于两个拱肋弦杆6之间，并对上加固组件5与拱肋弦杆6相接触的部分进行焊接，使得上锚头31与拱肋弦杆6固定连接。将下锚头33与下加固组件4进行连接，使得下锚头33与拱桥横梁2固定连接。安装完成后，第二吊杆3作为拱桥的辅助吊杆，参与全桥结构受力。

需要说明的是，拱肋弦杆6包括上弦杆和下弦杆，上加固组件5可以固定于两个上弦杆之间，也可以固定于两个下弦杆之间。

上述实施例的钢管砼拱桥吊杆加固结构包括加固装置，加固装置包括第二吊杆3、上加固组件5和下加固组件4。第二吊杆3包括从上至下依次连接的上锚头31、杆体32和下锚头33，上锚头31通过上加固组件5与拱肋弦杆6相连接，下锚头33通过下加固组件4与拱桥横梁2相连接。在不拆除第一吊杆1的前提下，通过设置上加固组件5将第二吊杆3的上锚头31与拱肋弦杆6连接，设置下加固组件4将第二吊杆3的下锚头33与拱桥横梁2连接，使得第二吊杆3成为拱桥的辅助传力构件，参与全桥的结构受力，降低第一吊杆1的内力，延长旧吊杆的使用寿命，对第一吊杆1起到加固的作用。同时，由于上加固组件5与拱肋弦杆6通过焊接的方式连接，不会破坏拱肋弦杆6的结构，故不会影响拱肋弦杆6的结构强度，整体提升拱桥的稳定性。

在一些实施例中，上加固组件5可以设置于两个上弦杆或两个下弦杆的顶部之间位置处，能够使得两个上弦杆或两个下弦杆对上加固组件5起到托举的作用，有利于提升吊杆的承载强度。

作为一种可实施地方式，参照图1，加固装置的数量为两个，且两个加固装置分别位于第一吊杆1的两侧。

在本实施例中，设置两个加固装置，相当于增加了拱桥的辅助传力构件，且两个加固装置分别位于第一吊杆1的两侧，可以更进一步地减少第一吊杆1的内力，对第一吊杆1起到更好的加固作用。

在一些实施例中，在需要对拱桥进行加固处理时，可以在部分第一吊杆1的两侧安装第二吊杆3，也可以在全桥的第一吊杆1的两侧均安装第二吊杆3。具体加固处理方式根据第一吊杆1的使用年限和检修情况而定。

作为一种可实施地方式，参照图2至图4，上加固组件5包括锚固横板51、锚固纵板52、锚固顶板53、锚固底板54和填充料；其中，

锚固横板51和锚固纵板52的数量均为两个，两个锚固横板51均垂直且横跨设置于两个拱肋弦杆6上，锚固横板51的底部两侧分别与各自相邻的拱肋弦杆6焊接；两个锚固纵板52分别垂直设置于两个拱肋弦杆6上，且锚固纵板52的两端分别与两个锚固横板51的内侧连接，两个锚固纵板52的底部分别与各自相邻的拱肋弦杆6焊接；锚固顶板53盖设于锚固横板51和锚固纵板52的顶部；锚固底板54盖设于锚固横板51的底部，且锚固底板54的两端分别与各自相邻的拱肋弦杆6焊接。

锚固顶板53、锚固底板54、锚固横板51、锚固纵板52和拱肋弦杆6之间形成密封腔体57，密封腔体57内填充有填充料。

在本实施例中，锚固横板51横向且垂直设置于两个拱肋弦杆6上，相当于横跨两个拱肋弦杆6，锚固横板51的底部两侧与拱肋弦杆6相接触的部位形状与拱肋弦杆6相匹配，再将锚固横板51的底部两侧与各自相邻的拱肋弦杆6进行焊接。锚固纵板52纵向且垂直设置于两个拱肋弦杆6上，锚固纵板52位于两个锚固横板51之间，且锚固纵板52的两端与两个锚固横板51内侧连接，锚固纵板52的底部与各自相邻的拱肋弦杆6焊接，其中，内侧代表两个锚固横板51相对的一面。可以理解地，两个锚固横板51与两个锚固纵板52的顶部形成上开口，两个锚固横板51的底部与两个拱肋弦杆6形成下开口。锚固顶板53位于锚固横板51和锚固纵板52的顶部，且与锚固横板51和锚固纵板52连接，用于将上开口进行密封。锚固底板54位于锚固横板51的底部，且与锚固横板51连接，用于将下开口进行密封。锚固顶板53、锚固底板54、锚固横板51、锚固纵板52和拱肋弦杆6之间形成密封腔体57，密封腔体57中填充填充料，形成上加固组件5。在填充料填充完毕后，填充料会与两个拱肋弦杆6位于密封腔体57内的部位相接触，在填充料凝固后与锚固顶板53、锚固底板54、锚固横板51、锚固纵板52和拱肋弦杆6形成一个整体。本实施例能够增大上加固组件5与拱肋弦杆6的受力面积，使得上加固组件5稳定地固定于拱肋弦杆6上，将更多的力传递至拱肋弦杆6上，可进一步地提升第二吊杆3的承载强度。

需要说明的是，横向是指与拱肋弦杆6的长度方向相垂直的方向，也即两个拱肋弦杆6间距方向；纵向是指与拱肋弦杆6长度方向相平行的方向。

需要说明的是，连接通道55可以在填充填充料之前进行设置，也可以在填充填充料之后，对其开孔后进行连接通道55的安装。

在一些实施例中，填充料选用环氧砂浆。环氧砂浆的固结体具有高粘结力、高抗压强度和良好的加固作用。

作为一种可实施地方式，参照图4，上加固组件5还包括锚固横向加劲板58和锚固纵向加劲板56，锚固横向加劲板58和锚固纵向加劲板56的数量均为两个，且均位于密封腔体57内，两个锚固横向加劲板58的一端分别与各自相邻的锚固纵板52连接，另一端均与连接通道55的外壁连接，两个锚固纵向加劲板56的一端分别与各自相邻的锚固横板51连接，另一端均与连接通道55的外壁连接。

在本实施例中，通过设置锚固横向加劲板58和锚固纵向加劲板56，能够增加上加固组件5的刚度，提高上加固组件5的整体抗弯承载能力，确保上加固组件5不会发生弯曲破坏。

在一些实施例中，锚固横板51、锚固纵板52、锚固顶板53、锚固底板54、锚固横向加劲板58和锚固纵向加劲板56均采用钢材制成。

作为一种可实施地方式，参照图4，锚固横板51的两端分别朝远离密封腔体57的方向延伸设置。

在本实施例中，锚固横板51的两端朝远离密封墙体的方向延伸，即横向延伸设置，能够增大锚固横板51与拱肋弦杆6的受力面积，从而将更多的力传递至拱肋弦杆6上，可进一步地提升第二吊杆3的承载强度。

作为一种可实施地方式，参照图5，下加固组件4包括固定座42和固定柱41，固定柱41设置于固定座42的顶面，固定柱41与下锚头33连接，固定座42与拱桥横梁2连接，固定柱41与拱桥横梁2之间设置有减震垫块10。

在本实施例中，固定座42垂直设置于固定柱41上，且与固定柱41连接，固定柱41与拱桥横梁2连接，下锚头33与固定柱41连接，即通过下加固组件4使得下锚头33与拱桥横梁2连接。通过设置减震垫块10，利用减震垫块10的弹性作用力，对构件之间的冲击力起到缓冲的作用。

在一些实施例中，减震垫块10采用橡胶垫块。通过由多层橡胶片硫化粘合而成，具有足够的竖向刚度。

作为一种可实施地方式，参照图5，钢管砼拱桥吊杆加固结构还包括加强组件8，两个固定座42相对的一侧相连接、相背的一侧均连接有加强组件8，以使得全桥的拱桥横梁2连接形成整体。

在本实施例中，两个固定座42相对的一侧相连接，即两个下固定组件形成一个整体，固定柱41与固定座42之间形成一个U形槽，此时拱桥横梁2位于U形槽中，且与固定座42连接。两个固定座42相背的一侧均连接有加强组件8，每个加强组件8的另一端与相邻的固定座42连接，使得全桥的拱桥横梁2连接形成整体，能够加强拱桥的整体性，更进一步地提升拱桥的稳定性。

在一些实施例中，若加固装置的数量为两个，在制作下加固组件4时，可以将两个下加固组件4一体成型，以增强两个下加固组件4的来凝结稳定性。

在一些实施例中，参照图6，加强组件8由钢板制成，且形成竖直截面呈工字形的结构，具有良好的结构刚度，同时在增大使用面积的情况下，降低自身的重量。加强组件8的顶面可以作为供工作人员对加固结构进行检修的检修通道11，便于对加固结构进行检修工作。

作为一种可实施地方式，参照图5，加强组件8与固定座42通过连接组件7相连接。

可选地，连接组件7包括第一连接件71和第二连接件72，第一连接件71用于连接加强组件8与固定座42的顶部和/或底部，第二连接件72用于连接加强组件8与固定座42的侧面。

在本实施例中，第一连接件71的数量可以为两个，且分别位于加强组件8与固定座42的顶部和底部，用于将加强组件8的顶部与底部均进行连接，第二连接件72将加强组件8与固定座42的侧面进行连接，相当于将加强组件8的中部与固定座42的中部进行连接，通过顶部、中部和底部三个连接点位，增强加强组件8与固定座42连接的稳定性。

在一些实施例中，第一连接件71和第二连接件72均包括连接板和高强螺栓，通过高强螺栓将连接板固定在固定座42与加强组件8的连接处。

作为一种可实施地方式，参照图5和图6，加强组件8的顶部两侧均设置有防护栏杆9。

在本实施例中，在加强组件8的顶部两侧设置防护栏杆9，能够提高检修通道11的安全性，对工作人员起到保护的作用。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。