一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114703768A(43)申请公布日2022.07.05(21)申请号202210233898.1(22)申请日2022.03.10(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区新街口街道四牌楼2号(72)发明人邢晨曦祝青鑫王浩(74)专利代理机构北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙)11357专利代理师张恩慧(51)Int.Cl.E01D22/00(2006.01)E01D19/00(2006.01)E01F9/608(2016.01)E01F9/696(2016.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置(57)摘要本发明公开一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，属于桥梁异常状态预警技术领域，包括桥墩，桥墩的四周对称设有四个竖向拉杆，桥墩的顶端横向对称设有两个抗倾覆机构，竖向拉杆的一端与地基连接，竖向拉杆的另一端与抗倾覆机构连接，桥墩的顶端位于两个抗倾覆机构之间设有支座，支座与抗倾覆机构的顶端连接有箱梁，箱梁的顶端设有一个支架，支架上设有一个高清摄像头与LED灯，高清摄像头以及LED灯均与抗倾覆机构电性连接；本发明结构简单，耐久性好，便于安装维护，通过控制中心的驱动器可调整千斤顶的位置和顶力，为箱梁提供附加抗倾覆力矩，保证独柱墩桥梁的运营安全，减少安全事故的发生。CN114703768ACN114703768A权利要求书1/1页1.一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，包括桥墩(1)，其特征在于，所述桥墩(1)的四周对称设有四个竖向拉杆(2)，所述桥墩(1)的顶端横向对称设有两个抗倾覆机构(3)，所述竖向拉杆(2)的一端与地基连接，所述竖向拉杆(2)的另一端与抗倾覆机构(3)连接，所述桥墩(1)的顶端位于两个抗倾覆机构(3)之间设有支座(6)，所述支座(6)与抗倾覆机构(3)的顶端连接有箱梁(7)，所述箱梁(7)的顶端设有一个支架(8)，所述支架(8)上设有一个高清摄像头(9)与LED灯(10)，所述高清摄像头(9)以及LED灯(10)均与抗倾覆机构(3)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，其特征在于，所述抗倾覆机构(3)包括箱体(11)，所述箱体(11)的顶端中间位置设有控制中心(4)，所述箱体(11)上对称设有两个导轨(13)，两个所述导轨(13)的两端对称设有千斤顶(5)，所述千斤顶(5)之间通过横向连接杆(14)连接，所述横向连接杆(14)之间连接有螺旋动力杆(12)，所述螺旋动力杆(12)与控制中心(4)连接。3.根据权利要求2所述的一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，其特征在于，所述控制中心(4)包括处理器与驱动器，所述处理器用于处理高清摄像头(9)采集的行使车辆图像，所述驱动器用于驱动螺旋动力杆(12)、千斤顶(5)，且处理器与高清摄像头(9)、LED灯(10)均电性连接。4.根据权利要求2所述的一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，其特征在于，所述控制中心(4)内还设有两个完成训练的神经网络，所述神经网络分别用于估计行驶车辆的车重以及预测车辆在桥梁上的横向位置。5.根据权利要求2所述的一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置，其特征在于，所述导轨(13)上涂附有石墨烯材料。2CN114703768A说明书1/3页一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置技术领域[0001]本发明属于桥梁异常状态预警技术领域，具体涉及一种既有独柱墩桥梁抗倾覆及安全预警装置。背景技术[0002]独柱墩桥梁多用于匝道桥，一般采用预应力混凝土连续箱梁或钢与混凝土组合连续箱梁。近年来，由于车辆超载、偏载等原因，多次发生独柱墩桥梁倾覆事故。毫无征兆地侧翻坍塌，对桥上桥下的人和车辆来说，无疑是一场无处可躲的灾难。因此严重的超载、偏载问题已然成了独柱墩桥梁安全运营的巨大威胁。然而，由于我国公路在节假日等时段常常处于饱和状态、车辆超载屡禁不止的现状，独柱墩桥梁的抗倾覆能力受到了广泛关注。[0003]车辆未上桥之前，桥梁仅承受其自重(恒载)，当车辆靠一侧驶入时，不仅给桥梁施加竖向力(包括冲击力)，还会施加横向倾覆力矩，这是造成桥梁倾覆的主要因素。此外，车辆行驶在不同位置时，桥梁支座反力和各部分的内力也存在差异。因此，设计时应保证桥梁应力、变形等在各类荷载组合下都不应超标，并且存在一定的冗余度。虽然现役桥梁设计时符合规范要求，但新标准针对独柱墩桥梁的安全系数、支座反力、使用条件、构造措施等提出了更高要求。对于新标准之前建成的独柱墩桥梁，现有应对之策是加固，然而考虑经济效益，不能盲目加大整个桥的设计荷载和安全系数，不能是给“超载车让路”。[0004]随着桥梁服役时间增长，桥梁服役性