一种公路市政桥梁单片梁架设防倾加固装置的制作方法

1.本发明属于建筑桥梁技术领域，具体涉及一种公路市政桥梁单片梁架设防倾加固装置。


背景技术：

2.随着现代城市的发展，城市的交通压力愈加紧张，为了缓解交通压力，在城市中建造了众多城市公路市政桥梁，公路市政桥梁一般包括高架桥和立交桥，而独柱墩桥梁凭借占地小、桥下空间大、外形简单等优点被广泛应用在公路市政桥梁中。然而独柱墩桥梁在横桥向采用单支座形式，对桥梁单片梁的横向约束较弱，独柱墩桥梁用支撑装置并没有设置防倾覆的功能，而近些年来，由于车辆轴重的增加，车辆超载现象不断出现，因超重车辆的偏载导致支座出现脱空现象，造成桥梁单片梁侧向倾覆的重大事故。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种公路市政桥梁单片梁架设防倾加固装置，解决了现有技术中的独柱墩桥梁因无防倾覆的功能，而导致桥梁单片梁在承载过重车辆过程中出现桥梁倾覆的问题。
4.为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
5.本发明提供一种公路市政桥梁单片梁架设防倾加固装置，其包括设置于桥墩和桥梁单片梁之间的安装箱，所述安装箱与桥墩固定连接，安装箱沿横桥向设置，安装箱的两端分别对称设置有两个用于调整桥梁单片梁相对水平面倾斜角度的倾角调节装置，每个所述倾角调整装置均匹配有一个位移计；两个所述位移计用于测量桥梁单片梁两端相对于桥墩顶部的位移变化值；
6.两个倾角调节装置之间设置有多组支撑单元；两个倾角调节装置和多组支撑单元的顶部均与桥梁单片梁的底部抵紧接触；
7.桥梁单片梁的底部设置有用于侦测桥梁单片梁相对水平面倾斜角度的倾角仪；
8.安装箱内设置有数据分析仪，两个倾角调整装置、两个位移计和倾角仪均与所述数据分析仪电性连接。
9.本发明的基本原理为：通过倾角仪可以实时监测桥梁单片梁的倾斜角度，当桥梁单片梁因承受过重的车辆通过时，桥梁单片梁发生倾斜，同时两个位移计实时采集桥梁单片梁横桥向两端的位移量，而数据分析仪通过采集桥梁单片梁的倾斜角度和桥梁单片梁横桥向两端的位移量控制倾角调整装置工作，倾角调整装置工作补偿桥梁单片梁的倾斜角度，使得桥梁单片梁在预设范围内，避免出现倾覆现象。
10.进一步地，为了实现安装箱与桥墩顶部固定连接，避免整个公路市政桥梁单片梁架设防倾加固装置因受力沿纵桥向滑动，所述安装箱呈矩形柱状结构，安装箱的底部四周外壁上均设置有带有安装孔的固定板，所述固定板通过高强度螺栓连接件与所述桥墩顶部固定连接。
11.进一步地，两个所述倾角调节装置均为电动千斤顶，电动千斤顶的电动泵站设置于所述安装箱内部，电动千斤顶的液压缸穿过安装箱顶部与桥梁单片梁的底部抵紧接触。两个电动千斤顶分别于桥梁单片梁桥横向的两端，当桥梁单片梁出现倾角过大的情况时，可以通过数据分析仪控制两个电动千斤顶的液压缸伸出或者回缩，直至实现桥梁单片梁的倾角在预设范围内，有效避免了桥梁单片梁在承载过重车辆过程中出现桥梁倾覆的现象。
12.进一步地，作为将位移计固定在桥墩顶部的一种具体实施方式，每个所述位移计均匹配一个支架，每个所述支架的底部均与所述桥墩的顶部固定连接，每个支架的侧壁上均设置有一个位移计，每个位移计的顶部均与桥梁单片梁的底部相接触。
13.进一步地，作为支撑单元的一种具体设置方式，每组所述支撑单元均包括支撑底座，所述支撑底座设置于所述桥墩的顶部，支撑底座内部设置有支撑杆，所述支撑杆顶部与所述桥梁单片梁的底部连接。多组支撑单元用于支撑位于两个倾角调节装置之间的桥梁单片梁底部，并通过多住支撑单元将桥梁单片梁的重力传递至桥墩，实现桥梁单片梁重力的均匀分布，可以避免整个桥梁单片梁的重量全部集中在两个倾角调节装置上，防止两个倾角调节装置出现损坏。
14.进一步地，作为支撑杆和支撑底座的具体设置方式，所述支撑杆呈矩形柱状结构，支撑杆的两侧外壁沿其长度方向对称设置有多个支撑片，所述支撑底座内部设置有多个用于与多个所述支撑片配合的安装槽，每个支撑片匹配一个安装槽，支撑片与安装槽之间设置有间隙。
15.桥梁单片梁承受反复荷载情况下，多个支撑片与多个安装槽配合上下接触碰撞挤压，不仅可以消耗桥梁单片梁受到的震动能，而且有效分摊桥梁单片梁的巨大载荷，实现分级耗能，减少桥梁单片梁出现倾覆现象，桥梁单片梁在发生微形变时，多片支撑片可自动复位，实现桥梁单片梁具有自我恢复能力。
16.进一步地，所述支撑杆顶部设置有连接杆，所述桥梁单片梁的底部设置有连接座，所述连接杆通过转动销与连接座固定连接，所述转动销的轴线方向与横桥向方向垂直。在两个倾角调节装置对桥梁单片梁的倾角进行调整过程中，桥梁单片梁会出现倾斜现象，而支撑杆顶部需要与桥梁单片梁底部接触才能进行支撑作用，而如果支撑杆顶部与桥梁单片梁底部固定连接，那么会阻碍桥梁单片梁的调整，所以为了使得支撑杆顶部在支撑桥梁单片梁底部的同时，还不阻碍桥梁单片梁倾角的调整，所以通过连接杆、转动销和连接座实现支撑杆顶部与桥梁单片梁底部铰接。
17.进一步地，为了使桥梁单片梁承在承受巨大载荷时具有缓冲功能，避免巨大载荷直接作用于多组支撑单元和两个倾角调节装置，每个所述支撑底座底部与所述桥墩的顶部之间均设置有一个液压阻尼器，每个所述液压阻尼器的两端分别于支撑底座底部和桥墩的顶部固定连接；
18.每根支撑杆的底部均贯穿所述支撑底座和液压阻尼器，每根支撑杆的底部与桥墩的顶部之间均设置有一个导向装置，所述导向装置包括固定设置于桥墩顶部的导向杆，支撑杆底部的端面上设置有用于与所述导向杆滑动配合的导向孔，导向杆圆周外壁套上有弹簧，所述弹簧的两端分别于支撑杆底部的端面和桥墩顶部抵紧接触。
19.进一步地，作为数据分析仪的一种具体实施方式，所述数据分析仪包括数据采集器、a/d转换器、数据存取器、微处理器和信号发射器；
20.所述两个位移计和倾角仪均通过所述数据采集器和a/d转换器与所述微处理器电性连接；所述微处理器分别与两个所述倾角调节装置、所述信号发射器和所述数据存取器电连接。
21.本发明提供的一种公路市政桥梁单片梁架设防倾加固装置，具有以下有益效果：1、通过倾角仪可以实时监测桥梁单片梁的倾斜角度，当桥梁单片梁因承受过重的车辆通过时，桥梁单片梁发生倾斜，同时两个位移计实时采集桥梁单片梁横桥向两端的位移量，而数据分析仪通过采集桥梁单片梁的倾斜角度和桥梁单片梁横桥向两端的位移量控制倾角调整装置工作，倾角调整装置工作补偿桥梁单片梁的倾斜角度，使得桥梁单片梁在预设范围内，避免出现倾覆现象。
22.2、多组支撑单元用于支撑位于两个倾角调节装置之间的桥梁单片梁底部，并通过多住支撑单元将桥梁单片梁的重力传递至桥墩，实现桥梁单片梁重力的均匀分布，可以避免整个桥梁单片梁的重量全部集中在两个倾角调节装置上，防止两个倾角调节装置出现损坏，同时将支撑单元设置为多个支撑片与多个安装槽配合的方式，桥梁单片梁承受反复荷载情况下，多个支撑片与多个安装槽配合上下接触碰撞挤压，不仅可以消耗桥梁单片梁受到的震动能，而且有效分摊桥梁单片梁的巨大载荷，实现分级耗能，减少桥梁单片梁出现倾覆现象，桥梁单片梁在发生微形变时，多片支撑片可自动复位，实现桥梁单片梁具有自我恢复能力。
附图说明
23.图1为一种公路市政桥梁单片梁架设防倾加固装置安装在桥墩和桥梁单片梁之间的结构示意图。
24.图2为安装箱的内部剖视结构示意图。
25.图3为支撑单元的内部剖视放大结构示意图。
26.图4为位移计与支架的安装结构示意图。
27.图5为数据分析仪的原理框图。
28.其中，1、桥墩；2、桥梁单片梁；3、安装箱；301、固定板；4、倾角调节装置；5、位移计；6、支撑单元；601、支撑底座；602、支撑杆；603、支撑片；604、安装槽；7、倾角仪；8、数据分析仪；9、支架；10、连接杆；11、连接座；12、转动销；13、液压阻尼器；14、导向装置；1401、导向杆；1402、导向孔；15、弹簧。
具体实施方式
29.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
30.如图1～图5所示，本发明中的一种公路市政桥梁单片梁架设防倾加固装置，其包括设置于桥墩1和桥梁单片梁2之间的安装箱3，所述安装箱3与桥墩1固定连接，安装箱3沿横桥向设置，优选但不局限地，所述安装箱3呈矩形柱状结构，安装箱3的底部四周外壁上均设置有带有安装孔的固定板301，所述固定板301通过高强度螺栓连接件与所述桥墩1顶部
固定连接，实现安装箱3与桥墩1顶部固定连接，避免整个公路市政桥梁单片梁架设防倾加固装置因受力沿纵桥向滑动。
31.具体地，安装箱3的两端分别对称设置有两个用于调整桥梁单片梁2相对水平面倾斜角度的倾角调节装置4，而作为两个倾角调节装置4具体的实施方式，两个所述倾角调节装置4均为电动千斤顶，电动千斤顶的电动泵站设置于所述安装箱3内部，电动千斤顶的液压缸穿过安装箱3顶部与桥梁单片梁2的底部抵紧接触。两个电动千斤顶分别于桥梁单片梁2桥横向的两端，当桥梁单片梁2出现倾角过大的情况时，可以通过数据分析仪8控制两个电动千斤顶的液压缸伸出或者回缩，直至实现桥梁单片梁2的倾角在预设范围内，有效避免了桥梁单片梁2在承载过重车辆过程中出现桥梁倾覆的现象。
32.每个所述倾角调整装置均匹配有一个位移计5；两个所述位移计5用于测量桥梁单片梁2两端相对于桥墩1顶部的位移变化值；优选但不局限地，为了实现位移计5的固定，每个所述位移计5均匹配一个支架9，每个所述支架9的底部均与所述桥墩1的顶部固定连接，每个支架9的侧壁上均设置有一个位移计5，每个位移计5的顶部均与桥梁单片梁2的底部相接触。两个位移计5可以采用电阻应变式位移计5。
33.两个倾角调节装置4之间设置有多组支撑单元6；两个倾角调节装置4和多组支撑单元6的顶部均与桥梁单片梁2的底部抵紧接触。
34.桥梁单片梁2的底部设置有用于侦测桥梁单片梁2相对水平面倾斜角度的倾角仪7；
35.安装箱3内设置有数据分析仪8，两个倾角调整装置、两个位移计5和倾角仪7均与所述数据分析仪8电性连接。
36.本发明的基本原理为：通过倾角仪7可以实时监测桥梁单片梁2的倾斜角度，当桥梁单片梁2因承受过重的车辆通过时，桥梁单片梁2发生倾斜，同时两个位移计5实时采集桥梁单片梁2横桥向两端的位移量，而数据分析仪8通过采集桥梁单片梁2的倾斜角度和桥梁单片梁2横桥向两端的位移量控制倾角调整装置工作，倾角调整装置工作补偿桥梁单片梁2的倾斜角度，使得桥梁单片梁2在预设范围内，避免出现倾覆现象。
37.优选但不局限地，作为支撑单元6的一种具体设置方式，每组所述支撑单元6均包括支撑底座601，所述支撑底座601设置于所述桥墩1的顶部，支撑底座601内部设置有支撑杆602，所述支撑杆602顶部与所述桥梁单片梁2的底部连接。多组支撑单元6用于支撑位于两个倾角调节装置4之间的桥梁单片梁2底部，并通过多住支撑单元6将桥梁单片梁2的重力传递至桥墩1，实现桥梁单片梁2重力的均匀分布，可以避免整个桥梁单片梁2的重量全部集中在两个倾角调节装置4上，防止两个倾角调节装置4出现损坏。
38.进一步地，作为支撑杆602和支撑底座601的具体设置方式，所述支撑杆602呈矩形柱状结构，支撑杆602的两侧外壁沿其长度方向对称设置有多个支撑片603，所述支撑底座601内部设置有多个用于与多个所述支撑片603配合的安装槽604，每个支撑片603匹配一个安装槽604，支撑片603与安装槽604之间设置有间隙。
39.桥梁单片梁2承受反复荷载情况下，多个支撑片603与多个安装槽604配合上下接触碰撞挤压，不仅可以消耗桥梁单片梁2受到的震动能，而且有效分摊桥梁单片梁2的巨大载荷，实现分级耗能，减少桥梁单片梁2出现倾覆现象，桥梁单片梁2在发生微形变时，多片支撑片603可自动复位，实现桥梁单片梁2具有自我恢复能力。
40.所述支撑杆602顶部设置有连接杆10，所述桥梁单片梁2的底部设置有连接座11，所述连接杆10通过转动销12与连接座11固定连接，所述转动销12的轴线方向与横桥向方向垂直。在两个倾角调节装置4对桥梁单片梁2的倾角进行调整过程中，桥梁单片梁2会出现倾斜现象，而支撑杆602顶部需要与桥梁单片梁2底部接触才能进行支撑作用，而如果支撑杆602顶部与桥梁单片梁2底部固定连接，那么会阻碍桥梁单片梁2的调整，所以为了使得支撑杆602顶部在支撑桥梁单片梁2底部的同时，还不阻碍桥梁单片梁2倾角的调整，所以通过连接杆10、转动销12和连接座11实现支撑杆602顶部与桥梁单片梁2底部铰接。
41.为了使桥梁单片梁2承在承受巨大载荷时具有缓冲功能，避免巨大载荷直接作用于多组支撑单元6和两个倾角调节装置4，每个所述支撑底座601底部与所述桥墩1的顶部之间均设置有一个液压阻尼器13，每个所述液压阻尼器13的两端分别于支撑底座601底部和桥墩1的顶部固定连接。
42.每根支撑杆602的底部均贯穿所述支撑底座601和液压阻尼器13，每根支撑杆602的底部与桥墩1的顶部之间均设置有一个导向装置14，所述导向装置14包括固定设置于桥墩1顶部的导向杆1401，支撑杆602底部的端面上设置有用于与所述导向杆1401滑动配合的导向孔1402，导向杆1401圆周外壁套上有弹簧15，所述弹簧15的两端分别于支撑杆602底部的端面和桥墩1顶部抵紧接触。弹簧15一直对支撑杆602施加向上的推力，实现支撑杆602顶部对桥梁单片梁2的支撑作用，同时在对桥梁单片梁2进行倾角调整时，桥梁单片梁2会出现倾斜情况，可能会带动支撑杆602向上或向下移动，而导向杆1401和导向孔1402的配合，限制支撑杆602只能在竖直方向移动，避免支撑杆602因承载载荷而导致出现弯曲现象，也避免了支撑片603与安装槽604在竖直弯矩方向的挤压。
43.所述数据分析仪8包括数据采集器、a/d转换器、数据存取器、微处理器和信号发射器；所述两个位移计5和倾角仪7均通过所述数据采集器和a/d转换器与所述微处理器电性连接；所述微处理器分别与两个所述倾角调节装置4、所述信号发射器和所述数据存取器电连接。数据存取器中预先存储有桥梁单片梁2发生倾覆时临界位移和转角，当位移计5和倾角仪7检测到桥梁单片梁2当前的位移和转角接近倾覆时临界位移和转角时，微处理器控制倾角调节装置4工作，倾角调节装置4中的液压缸伸出或者回缩，实现调整桥梁单片梁2当前的位移和转角，并且通过信号发射器将桥梁单片梁2当前的和调整后的位移和转角信号均发送给临近的交通管理站和养护站，交通管理人员可以过往车辆进行疏导，同时养护站工作人员对桥梁的使用状况进行诊断。
44.虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。