CN102286938B - 适用于大跨径箱梁桥、连续刚构桥的斜拉体系加固结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于大跨径箱梁桥、连续刚构桥的斜拉体系加固结构，在原基础两侧各增加2根用来钻孔灌注的新桩基，新桩基与原桩构造相同，上部桩径为2.4m，下部直径为2.0m，与原承台连接的是采用植筋及环向预应力措施的新承台，新承台上为索塔，索塔桥面以上部分高19米，连续墩处桥塔采用预应力混凝土结构，塔身设置竖向预应力，刚构墩处桥塔采用普通混凝土结构，托架为全焊箱形变截面钢托梁，在原混凝土主梁底面植筋锚固钢支架，并通过高强螺栓固定钢托梁，斜拉索采用1×7-15.20-1860预应力钢铰线。本发明可以保证桥梁的运营安全和交通畅通，使维修加固的桥梁耐久性大大提高，延长桥梁的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥梁加固结构，尤其是一种适用于大跨径箱梁桥、连续刚构桥的矮塔斜拉桥加固结构。
背景技术
矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥，是介于斜拉桥与连续箱梁桥之间的一种结构形式，具有较大的预应力索的有效偏心距，从而提高了预应力的作用效率。部分斜拉桥一般梁体刚度较大，承担大部分荷载作用，而斜拉索相当于作用在主梁上的弹性支撑，共同参与受力。该桥型在100～300m跨径范围内具有很强的竞争力。适用于较大跨径的预应力混凝土箱梁桥则需进行下挠和开裂的加固处治。近年来，采用斜拉体系加固大跨径预应力混凝土箱梁国内外进行了一定的研究和探索，由于使用矮塔斜拉桥形式改造存在病害的大跨径连续箱梁桥具有对原桥结构体系改变较小、斜拉桥与预应力混凝土箱梁桥的适用跨径范围完全一致等优点，此种被大量采用。同时采用部分斜拉体系加固连续刚构桥，一方面通过斜拉索的竖向分量承担原结构恒载，达到恢复变形的作用；另一方面通过斜拉索的水平分量增大了主梁轴向压力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更加合理的斜拉体系加固大跨径连续梁、连续刚构桥的结构计算方法及关键部位构造。
本发明的技术方案是这样实现的：一种适用于大跨径箱梁桥、连续刚构桥的斜拉体系加固结构，原桩基两侧分别新增2根用来钻孔灌注的新桩基，新桩基与原桩构造相同，上部桩径为2.4m，下部直径为2.0m，与原承台连接的是采用植筋及环向预应力措施的新承台，新承台上为索塔，索塔桥面以上部分高19米，连续墩处桥塔采用预应力混凝土结构，塔身设置竖向预应力，刚构墩处桥塔采用普通混凝土结构，托架为全焊箱形变截面钢托梁，在原混凝土主梁底面植筋锚固钢支架，并通过高强螺栓固定钢托梁，斜拉索采用1×7-15.20-1860预应力钢铰线。
托梁为钢梁或混凝土梁。
托梁与主梁的连接方式为固接或支座连接。
索塔的构造型式有单柱式、H型或适用于大跨径箱梁桥、连续刚构桥的斜拉体系加固结构型，采用混凝土塔或钢塔形式。
新增桥塔与原桥桥墩的基础连接方式是分离式或与原桥桥墩基础固结式。
斜拉索选用1×7-15.20-1860光滑型环氧涂层钢绞线，外套HDPE套管。
本发明可以保证桥梁的运营安全和交通畅通，很好的改善该类桥型的腹板开裂及跨中下挠病害，使维修加固的桥梁耐久性大大提高，延长桥梁的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为东明黄河大桥主桥有限元模型示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的另一结构示意图
图4为拉索截面示意图；
图5为托梁构造侧面示意图；
图6为托梁构造正面示意图；
图7为托梁尺寸示意图；
图8为塔顶拉索与桥塔的连接方式示意图
图9是加固前后关键控制点主拉应力的变化图；
图10是加固前后成桥状态下的挠度变化图；
图11是加固前后相对墩顶的挠度变化图。
图中1.托架一、2.托架二、3.托架B、4.斜拉索固定端、5.原墩身、6.主梁底板最下端、7.原承台、8.新承台、9.原桩基、10.新桩基、11.突起路标、12.粘贴钢板、13.PVF缠包带、14.75钢绞线、15.HDPE套管
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。在此之前需要说明的是，本说明书及权利要求书中所使用的术语或词语不能限定解释为通常的含义或辞典中的含义，而应当立足于为了以最佳方式说明其发明发明人可以对术语的概念进行适当定义的原则解释为符合本发明技术思想的含义和概念。随之，本说明书所记载的实施例和附图中表示的结构只是本发明最佳实施例之一，并不能完全代表本发明的技术思想，因此应该理解到对于本发明而言可能会存在能够进行替换的各种等同物和变形例。
如图1-8所示，一种适用于大跨径箱梁桥、连续刚构桥的斜拉体系加固结构，原桩基9两侧分别为2根用来钻孔灌注的新桩基10，新桩基10与原桩基9构造相同，上部桩径为2.4m，下部直径为2.0m，与原承台7连接的是采用植筋及环向预应力措施的新承台8，新承台8上为索塔，索塔桥面以上部分高19米，连续墩处桥塔采用预应力混凝土结构，塔身设置竖向预应力，刚构墩处桥塔采用普通混凝土结构，托架为全焊箱形变截面钢托梁，在原混凝土主梁底面最下端6植筋锚固钢支架，并通过高强螺栓固定钢托梁，斜拉索采用1×7-15.20-1860预应力钢铰线。
托梁为有钢梁或混凝土梁。
托梁与主梁的连接方式为固接或支座连接。
索塔的构造型式有单柱式、H型或适用于大跨径箱梁桥、连续刚构桥的斜拉体系加固结构型采用混凝土塔或钢塔形式。
新增桥塔与原桥桥墩的基础连接方式是分离式或与原桥桥墩基础固结式。
斜拉索选用1×7-15.20-1860光滑型环氧涂层钢绞线，外套HDPE套管。
对采用该斜拉体系加固结构的大跨径箱梁桥、连续刚构桥进加固前后的对比实验，其结果如图9-11所示。
图9是加固前后关键控制点主拉应力的变化图，位于图中上方的是加固后主拉应力的曲线，图中位于较下方的是加固前较大主拉应力的曲线，从图中可以看出加固后关键控制点主拉应力提高1MPa左右。
图10是加固前后成桥状态下的挠度变化，而图11是加固前后相对墩顶的挠度变化，从图10和图11可以看出加固后主梁跨中挠度最多提升2.315cm，并且可抑制主梁的继续下挠。
需要注意的是，尽管本发明已参照具体实施方式进行描述和举例说明，但是并不意味着本发明限于这些描述的实施方式，本领域技术人员可以从中衍生出许多不同的变体，它们都将覆盖于本发明权利要求的真实精神和范围中。
Claims (5)
1.一种适用于大跨径箱梁桥、连续刚构桥的斜拉体系加固结构，其特征在于：原基础两侧各增加2根用来钻孔灌注的新桩基，新桩基与原桩构造相同，上部桩径为2.4m，下部直径为2.0m，与原承台连接的是采用植筋及环向预应力措施的新承台，新承台上为索塔，索塔桥面以上部分高19米，连续墩处桥塔采用预应力混凝土结构，塔身设置竖向预应力，刚构墩处桥塔采用普通混凝土结构，托架为全焊箱形变截面钢托梁，在原混凝土主梁底面植筋锚固钢支架，并通过高强螺栓固定钢托梁，斜拉索采用1×7-15.20-1860预应力钢铰线。
2.根据权利要求1所述的斜拉体系加固结构，其特征在于：索塔的构造型式有单柱式、H型，采用混凝土塔或钢塔形式。
3.根据权利要求1所述的斜拉体系加固结构，其特征在于：新增桥塔与原桥桥墩的基础连接方式是分离式或与原桥桥墩基础固结式。
4.根据权利要求1所述的斜拉体系加固结构，其特征在于：斜拉索选用1×7-15.20-1860光滑型环氧涂层钢绞线，外套HDPE套管。
5.一种大跨径箱梁桥、连续刚构桥的加固方法，其特征在于使用权利要求1-4中任一项所述的斜拉体系加固结构。
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