1.本发明属于桥梁防护技术领域，具体地说，涉及一种防倒塌的桥梁防护装置。
背景技术：
2.桥梁作为道路交通线的重要组成部分，在国民经济和军事战略中占有核心地位。因此，研究爆炸荷载作用下桥梁结构的动力灾变以及相应的防护措施就显得尤为重要。
3.随着近年来对桥梁在爆炸荷载下动力响应和倒塌破坏深入研究，已经得出了一些重要结论并提出了相应的防护措施，以降低桥梁遭遇爆炸威胁或其他极端荷载时的易损性。总的来说这些防护措施大致可以分为两类，即：与爆炸破坏有关的防护措施和与结构构件有关的防护措施。
4.上述两大防护措施的前者中，爆炸产生的冲击载荷大小主要取决于炸药当量和作用距离，这些可以为宏观控制提供参考，但对于恐怖事件的恶性后果还是束手无策；后者中结构受到爆炸荷载后的响应受其几何形状、连续性、材料的特性以及防止其逐渐倒塌的交替荷载路径的可用性等因素的影响，因此，现有技术中提出了各种新材料、加强结构整体性的墩柱结构形式等等。但是这些保护措施显然改变了原来的本构关系，与原结构的内力分布大相径庭，同时这些保护措施的使用将增加桥梁的成本。
5.基于以上原因，有必要设计一种成本低廉、便于实施和检查且安装后非工作状态不改变原结构受力特性，同时能够在桥梁结构受到爆炸荷载作用发生损伤时协助桥梁结构受力，控制和延缓桥梁倒塌的防护装置。
技术实现要素：
6.针对背景技术中存在的问题，本发明提出了一种防倒塌的桥梁防护装置，能够在桥梁受爆炸冲击作用时通过预应力缆索系给结构提供一定的延性，以保证桥梁下部结构受到损伤破坏时不会发生连续倒塌现象，以维护桥梁结构的安全和社会的稳定。且该装置可灵活调整防护位置，针对不同的需求进行分级分跨设防，以低廉的成本来最大程度改善桥梁结构易损性。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种防止出现倒塌的桥梁抗爆装置，包括预应力缆索、锚碇和定位导向套管，所述的预应力缆索安装在桥梁桥面上，预应力缆索两端各连接一块用于拉紧预应力缆索的锚碇，锚碇位于桥台后墙内或桥墩外侧，桥梁桥面底部的竖向加劲肋中部穿孔，所述的定位导向套管安装于竖向加劲肋穿孔处，预应力缆索穿过定位导向套管。
8.进一步，所述套管两侧装有有较大的变形能力的套管挡板11，当桥梁正常服役时其不发生变化，而当主梁有较大变形时，为了避免缆索、套管和主梁间较强的刚性，其挡板向外发生一定位移，使套管和竖向加劲肋间有一定的相对滑移形成链状结构利于能力消耗。
9.进一步，所述的预应力缆索上还排布有用于实时监测预应力缆索上张拉的预应力
以及后期的拉力变化的载荷传感器。
10.进一步，所述的预应力缆索由若干股六边形丝股规律排列组合而成，截面近圆形，单股六边形丝股由钢丝规律排列套箍而成。
11.进一步，所述预应力缆索与桥台接触的起弯处设置有加强钢套管，加强钢套管套装在预应力缆索起弯处。
12.本发明的有益效果：本发明预应力缆索能够协助和代替部分损伤的桥梁结构共同受力，形成悬链线机制，为桥梁结构提供强有力的抗拉能力，大大增加桥梁结构的延性，控制和延缓桥梁的倒塌灾害；同时该装置为桥梁外部辅助防护装置，安装便捷且正常运营状态下不对桥梁产生附加内力；另外该装置结构简单，价格低廉，利用缆索系上布置的荷载传感器易对其进行效应检查。
附图说明
13.图1为本发明一种防倒塌的桥梁防护装置的长缆全桥性防护安装示意图；图2为本发明一种防倒塌的桥梁防护装置的短缆局部性防护安装示意图；图3为典型钢筋混凝土梁中定位导向套管的安装及工作示意图；图4为图3a-a剖视图；图5为典型钢梁中定位导向套管的安装及工作示意图；图6为图5b-b剖视图；图7为预应力缆索的断面构造示意图；图8为丝股的断面构造示意图；图9为加强钢套管安装示意图。
14.图中：1-预应力缆索、2-锚碇、3-定位导向套管、4-载荷传感器、5-丝股、6-钢丝、7-加强钢套管、8-桥面、9-桥台后墙、10-桥墩、11-套管挡板、12-竖向加劲肋。
具体实施方式
15.为了使本发明的目的技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
16.实施列1如图1所示，一种防止出现倒塌的桥梁抗爆装置，用于长缆全桥性防护，包括预应力缆索1、锚碇2和定位导向套管3，所述的预应力缆索1由若干股六边形丝股5规律排列组合而成，截面近圆形，单股六边形丝股5由钢丝6规律排列套箍而成，满足抗拉力需求，预应力缆索1安装在桥梁桥面8下，预应力缆索1两端各连接一块用于拉紧预应力缆索1的锚碇2，锚碇2位于桥台后墙9内，为桥台后墙9内的岩体或者混凝土块，桥梁桥面8底部的竖向加劲肋12中部穿孔，如图3和4所示，若桥梁桥面支撑梁采用典型钢筋混凝土梁，定位导向套管3由钢筋混凝土梁浇筑成的混凝土竖向加劲肋中部穿过，如图5和6所示，若桥梁桥面支撑梁采用典型钢梁，定位导向套管3由钢梁的竖向加劲肋中部穿过，预应力缆索1穿过定位导向套管3，定位导向套管3保证预应力缆索1在通过每个竖向加劲肋12时的受力和位置，定位导向套管3采用预制的橡胶套管，固定安装在预应力缆索1所要通过的竖向加劲肋12开孔位置处
或钢梁腹板开孔处，来控制缆索在桥下的线形走向，同时缓冲缆索在孔道中的空间变位对竖向加劲肋12产生的冲击作用，减少刚性撞击和应力集中的出现，避免预应力缆索1破坏竖向加劲肋12，同时套管两侧装有有较大的变形能力的套管挡板11，当桥梁正常服役时其不发生位移，而当主梁有较大变形时，为了避免缆索、套管和主梁的发生较大的刚性作用，其挡板向外发生一定位移，使套管和竖向加劲肋12间有一定的相对滑移形成链状结构利于能力消耗。本发明预应力缆索1能够协助和代替部分损伤结构共同受力，形成悬链线机制，为桥梁结构提供强有力的抗拉能力，大大增加桥梁结构的延性，控制和延缓桥梁的倒塌灾害；同时该装置为桥梁外部辅助防护装置，安装便捷且整个预应力缆索1在桥梁正常服役状态下不对桥梁产生任何附加内力，另外该装置结构简单，成本低。
17.所述的预应力缆索1上还排布有载荷传感器4，同时为了实时监测缆索上的拉力值，来判断桥梁结构状态，在缆索上布置荷载传感器，用于实时监测预应力缆索1上张拉的预应力以及后期的拉力变化，确保预应力缆索1正常使用。
18.所述预应力缆索1与桥台接触的起弯处设置有加强钢套管7，加强钢套管7套装在预应力缆索1起弯处，考虑到这种全桥性较长距离的防护，由于要抵抗的荷载较大，缆索断面尺寸随之增加，缆索中预加力也会增大，因此在缆索在进入桥台进行弯转处的混凝土将会受到较大的压力，为了防止桥台混凝土局部压溃，在该起弯处一段距离内设置局部加强钢套管7以及配套的钢管连接装置，避免预应力缆索1破坏桥台。
19.实施列2如图2所示，一种防止出现倒塌的桥梁抗爆装置，用于短缆局部性防护，包括预应力缆索1、锚碇2和定位导向套管3，所述的预应力缆索1由若干股六边形丝股5规律排列组合而成，截面近圆形，单股六边形丝股5由钢丝6规律排列套箍而成，满足抗拉力需求，预应力缆索1安装在桥梁桥面8下，预应力缆索1两端各连接一块用于拉紧预应力缆索1的锚碇2，锚碇2采用混凝土块制成，位于待防护桥段两端的桥墩10外侧，桥梁桥面8竖向加劲肋12中部穿孔，如图3和4所示，若桥梁桥面支撑梁采用典型钢筋混凝土梁，定位导向套管3由钢筋混凝土梁浇筑成的混凝土竖向加劲肋中部穿过，如图5和6所示，若桥梁桥面支撑梁采用典型钢梁，定位导向套管3由钢梁的竖向加劲肋中部穿过，预应力缆索1穿过定位导向套管3，定位导向套管3保证预应力缆索1在通过每个竖向加劲肋12时的受力和位置，定位导向套管3采用预制的橡胶套管，固定安装在预应力缆索1所要通过的竖向加劲肋12开孔位置处或钢梁腹板开孔处，来控制缆索在桥下的线形走向，同时缓冲缆索在孔道中的空间变位对竖向加劲肋12产生的冲击作用，减少刚性撞击和应力集中的出现，避免预应力缆索1破坏竖向加劲肋12，同时套管两侧装有有较大的变形能力的套管挡板11，当桥梁正常服役时其不发生位移，而当主梁有较大变形时，为了避免缆索、套管和主梁的发生较大的刚性作用，其挡板向外发生一定位移，使套管和竖向加劲肋12间有一定的相对滑移形成链状结构利于能力消耗。本发明预应力缆索1能够协助和代替部分损伤结构共同受力，形成悬链线机制，为桥梁结构提供强有力的抗拉能力，大大增加桥梁结构的延性，控制和延缓桥梁的倒塌灾害；同时该装置为桥梁外部辅助防护装置，安装便捷且整个预应力缆索1在桥梁正常服役状态下不对桥梁产生任何附加内力，另外该装置结构简单，成本低。
20.所述的预应力缆索1上还排布有载荷传感器4，同时为了实时监测缆索上的拉力值，来判断桥梁结构状态，在缆索上布置荷载传感器，用于实时监测预应力缆索1上张拉的
预应力以及后期的拉力变化，确保预应力缆索1正常使用。
21.本发明的制作及安装过程：首先，对被保护桥梁和桥墩10做具体的力学性能研究，得到预应力缆索1上的预加荷载值和桥梁之间的关系，通常来说总荷载取桥梁上部结构自重和发生倒塌时结构产生的活载之和。利用拉力荷载值和桥梁跨径确定预应力缆索1的断面尺寸，然后根据缆索的结构形式确定丝股5尺寸和排列方式，以及钢丝6尺寸和排列方式，加工制作预应力缆索1。然后将制作的预应力缆索1安装在待防护桥梁的桥面8，在桥梁起止位置根据预应力缆索1线形确定锚碇2位置，并修建缆索锚碇2即可。
22.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。