CN101298757A - 一种将旧简支梁桥转变为连续梁桥的方法 - Google Patents
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Abstract
一种将旧简支梁桥转变为连续梁桥的方法：a.先凿除旧简支梁需要连接范围内的桥面板混凝土，b.在钢筋混凝土T梁的凿除区域设置齿板且该齿板位于腹板两侧，齿板内预埋金属波纹管，c.将钢绞线穿过金属波纹管，一端锚固，另一端作为张拉端，钢绞线的束数按照预定的预应力经计算确定，d.将T梁的待连接端增宽，并在待连接的T梁之间的间隙内设置横隔板，浇注连接端及桥面板混凝土，e.待新浇筑的混凝土达到设计张拉强度后，张拉钢绞线并锚固，预应力通过新老混凝土的界面传递给钢筋混凝土工字梁的负弯矩区。本发明可在负弯矩区施加预应力的将旧简支梁桥转变为连续梁桥的方法，使旧简支钢筋混凝土梁能够继续使用，提高其承载力和刚度。
Description
技术领域
本发明涉及通过施加预应力将旧简支梁桥纵向形成连续梁的方法，具体地说是一种改变结构体系进行加固的将旧简支梁桥转变为连续梁桥的方法。
背景技术
简支钢筋混凝土T梁桥是我国广泛使用的一种桥梁结构形式。经过多年的运营，钢筋混凝土T梁在外界各种因素作用下，承载力及刚度均已不能满足现代交通的要求。近年来，旧简支梁桥加固常用的方法有粘贴钢板法和粘贴碳纤维布法，外贴补强的方法虽然施工简便，但是存在两大缺点：
1.材料的高强性能不能得到充分发挥。旧简支T梁经过多年的运营，一般均为带裂缝工作，挠度较大。粘贴加固后，继续施加荷载，钢板或碳纤维才能参与工作。被加固构件梁底的应变较大时，钢板或碳纤维布才能到达较高的强度，而这时构件的挠度已经很大，裂缝开展较宽，不能满足正常使用要求。因此，粘贴加固法属于“被动加固”。
2.无法增大构件的刚度，减小挠度。钢板或碳纤维布相对于被加固构件来说，厚度较小，自身刚度很小，不能从根本上增加被加固构件的刚度。
鉴于粘贴加固法的上述不足之处，本发明提出一种改变结构体系的方法，通过该方法的实施，可以“主动”地在支座负弯矩区建立预应力，使连续端不出现拉应力，或出现拉应力混凝土不开裂。转变为连续体系后，不仅增加构件的承载力，使旧简支梁可以继续使用，而且还可以大幅度提高构件的刚度，减小旧桥的挠度，使行车更为顺畅。
发明内容
本发明针对粘贴加固法无法提高构件的刚度，二次受力才能参与工作的不足，同时克服多跨长桥桥面伸缩缝多，行车颠簸频繁等缺陷，提供一种在负弯矩区施加预应力的将旧简支梁桥转变为连续梁桥的方法，使旧简支钢筋混凝土梁能够继续使用，提高其承载力和刚度。该方法可以将旧简支梁牢固连接在一起共同工作，保证负弯矩区混凝土不出现拉应力或混凝土不开裂。
采用的技术方案是：
一种将旧简支梁桥转变为连续梁桥的方法：
a.先凿除旧简支梁需要连接范围内的桥面板混凝土，
b.在钢筋混凝土T梁的凿除区域设置齿板且该齿板位于腹板两侧，齿板内预埋金属波纹管，
c.将钢绞线穿过金属波纹管，一端锚固，另一端作为张拉端，钢绞线的束数按照预定的预应力经计算确定，
d.将T梁的待连接端增宽并在待连接的T梁之间的间隙内设置横隔板，浇注连接端及桥面板混凝土，
e.待新浇筑的混凝土达到设计张拉强度后，张拉钢绞线并锚固，预应力通过新老混凝土的界面传递给钢筋混凝土工字梁的负弯矩区。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
修建于上世纪70年代的旧简支钢筋混凝土T梁，在外界自然环境和车辆荷载的往复作用下，梁体出现裂缝，进而其刚度降低，变形增加，影响车辆通行。常用的粘贴加固法不能从根本上增加被加固构件的刚度，限制裂缝的发展，为克服粘贴加固法的不足，本发明提供了一种用于将运营多年的旧梁式桥彼此连接起来的技术，该技术简便、易行，提高施工效率，降低施工难度，节约锚头和预应力筋数量。此外还可结合旧桥的桥面板破损对桥面板进行替换。
以下给出本发明的试验结果说明该技术的实用性及可靠性。
试验共浇注了5根钢筋混凝土T型截面梁，1根作为对比梁，其余的均纵向连续形成2跨连续梁。试验梁翼缘板宽800毫米，厚105毫米，腹板宽90毫米，高500毫米，净跨径为3000毫米，纵向每隔680毫米设置厚度为70毫米的横隔板，如图1所示。
B1-1、B2为一组对比梁，不同之处在于预应力钢绞线的长度，B2梁预应力钢绞线长度为1.1米，B1-1梁预应力钢绞线长度为2.0米。在单片T梁的受拉区配置4根直径为12毫米的II级螺纹钢作为主筋，箍筋为直径6.5毫米的I级圆钢，间距为100毫米。箍筋一方面起到抗剪作用，另一方面可作为负弯矩连续区新老混凝土之间的剪力连接件。除了配置的受拉主筋和箍筋外，翼缘板和腹板还配置了直径为6.5毫米的分布筋，预应力钢筋为直径15.2毫米钢铰线。负弯矩连续区的混凝土为新浇注的混凝土，设计强度等级为C40，其余部分为老混凝土，设计强度等级为C25。
试验梁的破坏形态有2种，B1-2梁、B2梁为连接处支座上部负弯矩混凝土压碎，B1-1梁为新老混凝土局部粘结破坏。试验梁的负弯矩区的开裂荷载：B1-1梁为300千牛，B2梁为340千牛。极限荷载：对比梁(CL)为50千牛，连续梁(B1-1)为398千牛，连续梁(B2)为440千牛。试验结果说明，转变为连续梁后，极限荷载得到了较大的提高，相对于对比梁CL分别提高了165.3％、193.3％。开裂荷载分别为极限荷载的75.4％。、77.3％，说明负弯矩区施加预应力后，大幅度增加了桥面板的抗裂能力。
图2中CL的挠度值为跨中挠度，B1-1、B2为左跨跨中挠度。从图中可以看出，同一等级荷载作用下，转变为连续体系的试验梁B1-1、B2的跨中挠度值相对于简支梁CL的跨中挠度值明显减少，说明转变为连续体系后，梁的刚度明显增加。
附图说明
图1为试验梁简图，其中，1a为连接端横剖面图，1b为旧梁体横剖面图，1c为齿板横剖面图。
图2为试验梁荷载挠度曲线。
图3为本发明后张法连接示意图。
图4为后张法齿板区和支座增宽区示意图，4a为实桥连接处横剖面图，4b为实桥齿板横剖面图。
图中1.旧钢筋混凝土简支梁腹板，2.翼缘板凿除区域，3.齿板，4.钢绞线，5.连接增宽区和横隔板，6.桥面增厚区。
具体实施方式
一种将旧简支梁桥转变为连续梁桥的方法：
a.先凿除旧简支梁需要连接范围内的桥面板混凝土，
b.在钢筋混凝土T梁的凿除区域设置齿板且该齿板位于腹板两侧，齿板内预埋金属波纹管，
c.将钢绞线穿过金属波纹管，一端锚固，另一端作为张拉端，钢绞线的束数按照预定的预应力经计算确定，
d.将T梁的待连接端增宽，并在待连接的T梁之间的间隙内设置横隔板，浇注连接端及桥面板混凝土，
e.待新浇筑的混凝土达到设计张拉强度后，张拉钢绞线并锚固，预应力通过新老混凝土的界面传递给钢筋混凝土工字梁的负弯矩区。
以下结合附图给出本发明的最佳实例：
主梁截面：主梁为T型截面，间距1.6米，单跨跨径21.16米，翼缘板端部厚0.08米，至腹板根部增宽至0.14米，腹板厚0.18米。
材料特性：齿板和翼缘板凿除区域及连接增宽区和横隔板采用C40混凝土，其他为C25混凝土，预应力筋采用φs15.2钢绞线，设计张拉强度为1860MPa。
荷载等级：公路II级。
a.在旧桥腹板1梁底设置临时支座11，然后凿除旧简支梁需要连接范围内，即左右两端各距连接端6.896米长范围内的翼缘板2混凝土，
b.在钢筋混凝土T梁的凿除区域设置齿板3且该齿板位于腹板两侧，齿板内预埋金属波纹管，为避免支座处剪力过大，在支座附近一定范围内增宽梁体腹板1至0.38米，设置厚度为0.38米的横隔板5，
c.将钢绞线4穿过金属波纹管，一端锚固，另一端作为张拉端，钢绞线的束数根据有关《规范》，按照连接端负弯矩区混凝土不出现拉应力确定，
d.浇注凿除的翼缘板2、增宽段和横隔板5及桥面增厚区6混凝土，待混凝土达到设计张拉强度后，张拉钢绞线并锚固。
e.待桥面铺装完成后，拆除临时支座11，并设置永久支座12。
Claims (1)
1.一种将旧简支梁桥转变为连续梁桥的方法，其特征在于：
a.先凿除旧简支梁需要连接范围内的桥面板混凝土，
b.在钢筋混凝土T梁的凿除区域设置齿板且该齿板位于腹板两侧，齿板内预埋金属波纹管，
c.将钢绞线穿过金属波纹管，一端锚固，另一端作为张拉端，钢绞线的束数按照预定的预应力经计算确定，
d.将T梁的待连接端增宽，并在待连接的T梁之间的间隙内设置横隔板，浇注连接端及桥面板混凝土，
e.待新浇筑的混凝土达到设计张拉强度后，张拉钢绞线并锚固，预应力通过新老混凝土的界面传递给钢筋混凝土工字梁的负弯矩区。
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