[实用新型]一种无纵梁中承式拱桥安全预警梁结构

说明书

技术领域

    本实用新型属于公路桥梁施工技术领域，具体涉及一种无纵梁中承式拱桥安全预警梁结构。

背景技术

无纵梁中承式拱桥是早期修建较多的拱桥形式，其上部恒载、活载作用在桥面板上，通过桥面板传至横梁，由横梁传至吊杆，再传到主拱肋，最后通过主拱肋传递到拱座及地基上，受力明确，施工方便。由于该结构未采用纵向主梁，当拱桥吊杆发生断裂时，会引起落梁事故，对桥上行驶车辆安全造成威胁。

新疆库尔勒孔雀河桥、宜宾小南门桥等桥发生吊杆断裂后，均出现了落梁事故，不仅可能引起人员伤亡，而且为后期结构抢修增加了难度，因此，为该类桥梁增加纵梁已经成为该类桥梁改造的趋势。《钢管混凝土拱桥技术规范》（GB 50923-2013）14.3.21条提出“对中承式、下承式钢管混凝土拱桥仅有横梁无加劲纵梁的悬吊桥面系，宜根据桥梁使用状况进行加固改造。加固改造后的结构应具有一根横梁两端相对应的吊索失效后不落梁的能力。”

目前，针对无纵梁中承式拱桥改造增加纵梁方案存在的主要问题包括：

（1）新增纵梁同时按照正常使用状态和极限状态进行设计，新增纵梁在正常使用阶段与原结构共同承受桥面荷载，吊杆发生破断的极限状态下纵梁承受破断吊杆承担的荷载，并且均处于弹性工作阶段，一般纵梁的截面尺寸和刚度较大。但是，为提高老、旧拱桥的安全系数，拱桥改造中一般包括更换安全系数更高的吊杆，对吊杆下锚头防水构造进行改进，避免降水进入下导管内，显著降低了吊杆发生破断的可能性，按上述设计方法会造成不必要的浪费。

（2）吊杆破断一般是由于吊杆内部钢丝由于锈蚀，有效承载截面减小造成，该过程是一个材料逐渐劣化的过程，通过对相邻吊杆在恒载作用下高差进行监测，可以对该过程进行预警。然而目前设计的纵梁一般刚度较大，当吊杆发生腐蚀后，相邻吊杆的高差变化会由于纵梁约束减小，不利于通过监测相邻吊杆高差对吊杆安全的预警。

（3）由于新增纵梁与原有结构共同承受荷载，新增纵梁需要与原结构之间进行较好的连接，因此，需要对原结构进行一定的改造，该改造过程可能会对原有结构造成损伤。并且新增纵梁改变了原有结构的受力状态，新旧结构之间的相互协调使结构受力更加复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无纵梁中承式拱桥安全预警梁结构，以克服现有技术在无纵梁中承式拱桥改造中新增纵梁截面尺寸大、费用高，难以对吊杆安全进行预警，容易对原有结构造成损伤，结构受力复杂的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种无纵梁中承式拱桥安全预警梁结构，其特征在于：

包含有由中跨连接梁、中跨支撑梁、边跨连接梁和边跨支撑梁组成的连续纵梁，延伸至肋间横梁；中跨连接梁和中跨支撑梁在中跨部分间隔设置；两端边跨部分依次为边跨连接梁和边跨支撑梁；

中跨支撑梁纵向前后两侧向下设置有连接吊杆，并通过连接吊杆固定下方设置的横梁支撑梁，横梁支撑梁上方设置有吊杆横梁，中跨支撑梁通过横梁支撑梁和连接吊杆对吊杆横梁形成兜吊；

边跨支撑梁设置于肋间横梁上方。

中跨连接梁顶面设置有纵向的半透明连通管，两端上折，管口位置设置刻度，端部通过连通器封闭盖封闭；

半透明连通管上纵向设置有若干连通管限位器，呈倒U形；

半透明连通管内部灌注有低挥发性润滑油；

连通器封闭盖上设置有封闭盖透气孔。

中跨支撑梁上设置连接吊杆的通孔为纵向变形孔，为纵向的长圆端孔。

中跨支撑梁顶面的连接吊杆端头通过吊杆螺母固定，吊杆螺母下方垫有螺母支撑垫板和聚四氟乙烯板；

吊杆螺母外罩有螺母防护盖。

中跨支撑梁下方与桥面板之间垫有中跨支撑橡胶垫块。

连续纵梁外侧设置有隔水墙，中跨部分为中跨隔水墙，边跨部分为边跨隔水墙；

中跨隔水墙为竖直墙；

边跨隔水墙为L形墙，边跨支撑梁置于L形墙上并垫有边跨支撑橡胶垫块。

中跨支撑梁竖向高度大于中跨连接梁的竖向高度。

中跨连接梁与边跨支撑梁横向错开，使边跨支撑梁避开拱桥主拱位置。

本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型基于极限状态方法对纵梁进行设计，纵梁在运营阶段基本不承担荷载，当吊杆断裂这种小概率事件发生时，纵梁才开始发挥作用，防止落梁事故发生，减小纵梁的截面尺寸，降低了造价。

（2）本实用新型纵梁在温度力作用下可以自由变形，纵梁基本不会产生温度应力，改善了纵梁受力，提高了纵梁的利用效率。