一种路桥过渡段夯击补强减震装置
技术领域
本实用新型涉及路桥施工技术领域，特别涉及一种路桥过渡段夯击补强减震装置及减震方法。
背景技术
近年来，公路交通建设迅猛发展，公路交通发展重心聚焦于行车驾驶过程中的平稳、安全、舒适问题上，然而，路桥过渡段现在仍然存在“桥台跳车”这一顽固的道路病害，这大大降低了行车安全与舒适度；针对“桥台跳车”现象，大多采用夯击桥台填土的方式降低路桥过渡段的工后不均匀沉降，但由于夯击工艺所产生的振动较大，以往多有夯击填土时，桥台混凝土产生开裂现象，因此为了保证桥台等结构物的安全性，需对夯击临近结构物采取相应的保护措施。
目前，路桥过渡段进行夯击时，多采用挖沟阻隔的方式，开挖隔振沟可以很好的起到隔振减震的作用，但隔振沟的深度需要足够大，施工周期长，施工难度较大。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种路桥过渡段夯击补强减震装置，以解决现有技术中采用开挖沟阻隔减震施工周期长，施工难度较大的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型提供了一种路桥过渡段夯击补强减震装置，其特征在于，包括隔振板，隔振板设置在桥台与路基之间；隔振板紧贴设置在桥台的台背表面中心处；隔振板采用矩形板状结构，隔振板的长边为水平方向，短边为竖直方向；隔振板的面积为桥台的台背表面面积的2/3。
进一步的，隔振板采用EPS板或橡胶板，隔振板的厚度大于30cm。
进一步的，还包括监测系统，监测系统包括爆破振动监测仪、若干个应变片及动静态应变仪；爆破振动监测仪固定设置在桥台的顶面中心处；若干个应变片均匀设置在隔振板的周围，应变片的输出端与动静态应变仪的输入端连接，动静态应变仪固定设置在桥台的顶部。
进一步的，若干个应变片包括第一组应变片、第二组应变片、第三组应变片、第四组应变片、第五组应变片及第六组应变片；第一组应变片、第二组应变片、第三组应变片及第四组应变片分别设置在隔振板的四个角上，且围绕隔振板的中心呈中心对称结构；第五组应变片设置在隔振板的上端长边中心处，第六组应变片设置在隔振板的下端长边中心处，第五组应变片与第六组应变片围绕隔振板的中心呈旋转对称结构；
每组应变片包括三个应变片，三个应变片设置在三个不同方向，其中一个应变片与桥台竖向轴线平行，另一个应变片与桥台竖向轴线垂直，第三个应变片与桥台轴线呈45°夹角。
进一步的，爆破振动监测仪通过锚固剂固定安装在桥台的顶面中心处。
进一步的，应变片采用敏感栅应变片，敏感栅应变片通过纸板粘贴设置在隔振板的表面。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供了一种路桥过渡夯击补强减震装置，通过在桥台与路基之间设置隔振板，在路桥过渡端与夯击时振动的路基隔离，当夯击能量从路基中传递至隔振板时，隔振板通过自身的弹性变形，大幅降低了传递到桥台上的能量，从而降低了传振系数，实现了减弱或消除路基夯击过程对桥台产生的振动损伤效应，施工周期短，工艺简单，对桥台的保护效果较好。
进一步的，隔振板采用ESP板或橡胶板，其隔振效果较好，成本低，施工方便。
进一步的，通过设置监测系统，实现了对路基夯击过程中，夯击振动应力的实施监测，实现了对振动效果的量化分析，对路基夯击工艺参数的调整和隔振板的选择更换提供了直观依据。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种路桥过渡段夯击补强减震装置的平面结构示意图；
图2为本实用新型所述的一种路桥过渡段夯击补强减震装置的剖面结构示意图；
图3为实施例1中所述的路桥过渡夯击补强减震装置中的EPS板的振动加速度曲线图；
图4为实施例1中所述的路桥过渡夯击补强减震装置中的EPS板的振动瞬时速度曲线图；
图5为实施例1中所述的路桥过渡夯击补强减震装置中的EPS板的应力曲线图；
图6为实施例2中所述的路桥过渡夯击补强减震装置中的橡胶板的振动加速度曲线图；
图7为实施例2中所述的路桥过渡夯击补强减震装置中的橡胶板的振动瞬时速度曲线图；
图8为实施例2中所述的路桥过渡夯击补强减震装置中的橡胶板的应力曲线图。
其中，1隔振板，2监测系统，3桥台，4路基；21爆破振动监测器，22应变片，23动静态应变仪；221第一组应变片，222第二组应变片，223第三组应变片，224第四组应变片， 225第五组应变片，226第六组应变片。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
如附图1所示，本实用新型提供了一种路桥过渡段夯击补强减震装置，包括隔振板1及监测系统2；隔振板1设置在桥台3与路基4之间，隔振板1紧贴设置在桥台3的台背表面中心处；隔振板1采用矩形板状结构，隔振板1的长边为水平方向，短边为竖直方向；隔振板1的面积为桥台3的台背表面面积的2/3；隔振板1的长宽尺寸与路基断面尺寸相适应。
监测系统2包括爆破振动监测仪21、若干个应变片22及动静态应变仪23；爆破振动监测仪21固定设置在桥台3的顶面中心处；若干个应变片22均匀设置在隔振板1的周围，应变片22的输出端与动静态应变仪23的输入端连接，动静态应变仪23固定设置在桥台3的顶部。
若干个应变片22包括第一组应变片221、第二组应变片222、第三组应变片223、第四组应变片224、第五组应变片225及第六组应变片226；第一组应变片221、第二组应变片222、第三组应变片223及第四组应变片224分别设置在隔振板1的四个角上，且围绕隔振板1的中心呈中心对称结构；第五组应变片225设置在隔振板1的上端长边中心处，第六组应变片226 设置在隔振板1的下端长边中心处，第五组应变片225与第六组应变片226围绕隔振板1的中心呈旋转对称结构；每组应变片包括三个应变片，三个应变片设置在三个不同方向，其中一个应变片与桥台竖向轴线平行，另一个应变片与桥台竖向轴线垂直，第三个应变片与桥台轴线呈 45°夹角。
工作原理
本实用新型所述的一种路桥过渡段夯击补强减震装置，通过在桥台与路基之间设置隔振板，实现对从路基夯击过程中传递的夯击能力的削减和吸收，大大降低了传递至桥台的夯击能力，降低了传振系数；将路桥过渡段台背与夯击时振动的路基隔离，以此来保护桥台等周围构筑物；其隔振的基本原理为：当夯击能量从路基中传递到隔振板时，隔振板先通过自身的弹性变形，以此来大幅降低传递到桥台上的能量，从而降低传振系数或力传递率，传振系数的定义为：通过隔振元件传递过去的力的幅值与总的干扰力的幅值之比，即：T＝传递力/干扰力；本实用新型属于被动减震措施，隔振板采用具有弹性的隔振材料，优选的，隔振板采用EPS板与橡胶板。
本实用新型中的动静态应变监测系统是用来监测传递力作用在桥台上的强弱，对隔振效果进行量化分析，评价振动的强弱，通常用位移、速度、加速度三个量来表示，夯击路基时，监测系统可以对桥台应变片进行实时监测，得出某一时刻的应变值，再通过监测系统调整参数，从而得出瞬时加速度、瞬时速度等，当某一时刻监测值等于桥台自身容许承载值时，之后随着夯击距离的逐渐增大，小于这一桥台台背自身容许承载值的位置均为安全距离；对路基夯击工艺参数的调整和隔振板的选择更换提供了直观依据。
本实用新型所述的一种路桥过渡段夯击补强减震装置，通过设置隔振板结合应力测试元件与振动加速度、振动瞬时速度测试装置，以达到在夯击工艺下路桥过渡段桥台减振及隔振效果监测的目的。
本实用新型中采用应力测试装置以及结合振动荷载测试元件，确定出桥台台背处填料在动荷载作用下对桥台等结构物的作用效果；该装置的安装包括测量装置、测读装置的组装，首先进行测量装置的安装，测量装置包含应变片与振动监测器，应变片的粘贴方向为平行桥台方向、垂直桥台方向、与桥台中线呈45°方向，通过将三个方向的应变结合分析，确定出该应变片处应力值，本实用新型共有六处应力测取位置，可以很好地保证在夯击时，桥台各处的实时应力值都可以测取得到，对比分析各个位置所受到的应力大小；爆破振动监测器在安装过程中，提前在桥台顶面找出中心位置，拌和锚固剂，待充分搅拌后，将爆破振动监测器固定于拌和好的锚固剂上，等到监测器与锚固剂充分与桥台结合后，方可进行振动加速度与振动速度的测取工作。
最后进行测读装置的安装，爆破振动监测器有其配套的振动监测仪，只需提前调整好参数，与测取时间的选定，这样就准备就绪，待测量结束后，对监测数据进行处理与分析；本实用新型共有六组应力测取装置，每组应力测取装置有三个方向上的应变片，需将应变片的测线与动静态应变仪连接，最后将应变仪与电脑连接，进行参数的矫正与测取时间的选定，之后测取夯击填土时，桥台上实时监测到的应力值。
实施例1
实施例1中提供了一种路桥过渡段夯击补强减震装置，包括EPS板及监测系统2；EPS 板紧贴设置在桥台3的台背表面中心处；EPS板采用矩形板状结构，EPS板的长边为水平方向，短边为竖直方向；EPS板的面积为桥台3表面面积的2/3；
监测系统2包括爆破振动监测仪21、若干个应变片22及动静态应变仪23；爆破振动监测仪21通过锚固剂固定安装桥台3的顶面中心处，爆破振动监测仪21用于测取填土在夯击时，对桥台产生的振动速度与振动加速度；
若干个应变片22均匀设置在隔振板1的周围，应变片22的输出端与动静态应变仪23 的输入端连接，动静态应变仪23固定设置在桥台3的顶部，动静态应变仪23的输出端与电脑连接；通过设置应变片22及动静态应变仪23，实现了在填土过程中，夯击工艺对桥台产生的应力；通过设置监测系统2分别得出振动加速度/速度随夯击距离的变化曲线图和桥台产生的应力随夯击距离的变化曲线图。
若干个应变片22包括第一组应变片221、第二组应变片222、第三组应变片223、第四组应变片224、第五组应变片225及第六组应变片226；第一组应变片221、第二组应变片222、第三组应变片223及第四组应变片224分别设置在隔振板1的四个角上，且围绕隔振板1的中心呈中心对称结构；第五组应变片225设置在隔振板1的上端长边中心处，第六组应变片226 设置在隔振板1的下端长边中心处，第五组应变片225与第六组应变片226围绕隔振板1的中心呈旋转对称结构；每组应变片包括三个应变片，三个应变片设置在三个不同方向，其中一个应变片与桥台竖向轴线平行，另一个应变片与桥台竖向轴线垂直，第三个应变片与桥台轴线呈 45°夹角；应变片22采用敏感栅应变片，敏感栅应变片通过纸板粘贴设置在隔振板1的表面。
实施例2
实施例2与实施例1的结构原理基本相同，不同之处在于，实施例2中采用EPS板替换为橡胶板。
测取数据后结合图3-8的曲线图，对比在一定夯击距离下，桥台监测数据与桥台结构物自身所能承受的容许应力值、容许振动加速度值、容许振动瞬时速度值的大小，如下公式：
一定夯击距离下EPS板隔振减震下的桥台应力值＜桥台结构物容许应力值
一定夯击距离下橡胶隔振减震下的桥台应力值＜桥台结构物容许应力值
一定夯击距离下EPS板隔振减震下的桥台振动加速度＜桥台结构物容许振动加速度值
一定夯击距离下EPS板隔振减震下的桥台振动瞬时速度＜桥台结构物容许振动瞬时速度值
一定夯击距离下橡胶隔振减震下的桥台振动加速度＜桥台结构物容许振动加速度值
一定夯击距离下橡胶隔振减震下的桥台振动瞬时速度＜桥台结构物容许振动瞬时速度值
最后通过分析比较得出EPS板与橡胶板在一定夯击距离下，各自的监测数值，在同等条件下，监测数值越小，则隔振减震效果越好；通过分析图中变化曲线图，在夯击位置，EPS板或橡胶板隔振减震下，测取的监测数值小于桥台结构物自身的容许承受值，则表示隔振减震效果很好地达到。
本实用新型所述的一种路桥过渡段夯击补强减震装置，通过在桥台台背表面设置隔振板，实现减弱甚至消除夯击工艺对桥台产生的振动损伤效应；夯击过程中夯击设备采用液压夯实机，采用在桥台表面设置EPS板或橡胶板；桥台的高度一般为3m，长度为5m；本实用新型中的 EPS板或橡胶板尺寸设置在桥台表面中心处，节省材料，施工成本低，施工工艺简单。
通过在桥台顶面安装爆破振动监测仪，通过测取路桥过渡段填土夯击时，夯击过程对桥台产生的振动速度和振动加速度；通过在隔振板的四个角及上下长边中线处分别设置三个方向上的应变片，实现了对路桥过渡段填土夯击时，夯击过程对桥台的应力；
通过将上述测得的桥台产生的振动速度、振动加速度及对桥台的应力结合，分别得出振动加速度/速度随夯击距离的变化曲线图和桥台产生的应力随夯击距离的变化曲线图；通过采用EPS板或橡胶板，分别监测出随着夯击距离的变化，桥台受到的振动加速度、速度、应力变化曲线图；通过对上述曲线图的分析得到隔振板的隔振减震效果。
本实用新型中应变片采用敏感栅应变片，为了避免现场施工时对应变片造成损坏，施工前，提前在室内将应变片粘贴于薄纸板上，使用动静态应变仪试测，直到全部安装准确无误，最后将贴于桥台表面，这样避免了由于应变片的损坏而造成的测量误差；振动监测器安置于桥台顶部，安装过程中需保证与桥台紧密结合，才能更好的得到夯击填土时，桥台结构物受到的振动加速度与速度值。
通过使用应变片与爆破振动监测仪，将夯击工艺对桥台产生的应力、振动加速度、振动初始速度结合分析，可以很好的将夯击工艺下产生的振动荷载值传递到桥台的情况直观、准确的表示出来，进而通过振动加速度、振动瞬时速度、应力曲线图分析验证隔振减震板的作用效果。与传统的挖沟阻隔振动荷载传递的方法相比，此种方法更加经济有效，节约大量施工时间，从而达到缩短工期的目的，另一方面，若隔振板结合挖沟法进行施工，则会对夯击荷载的传递有更好的隔振效果。
以上所述仅表示本实用新型的优选实施方式，任何人在不脱离本实用新型的原理下而做出的结构变形、改进和润饰等，这些变形、改进和润饰等均视为在本实用新型的保护范围内。
