CN104452604A - 一种加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，涉及桥梁修复领域，该方法包括以下步骤：拆除拱肋节段的底板和中隔板，预制顶部加强板、第一腹板贴板、第二腹板贴板、第三腹板贴板、第四腹板贴板、第一底板贴板组件和第二底板贴板组件；将顶部加强板顶部加强板横向固定于第一侧板和第二侧板之间，将第一腹板贴板、第二腹板贴板分别固定中隔板相对的两侧，将第一腹板贴板与第一侧板连接，将第二腹板贴板与第二侧板连接；将第三腹板贴板固定在第一侧板的内壁，将第四腹板贴板固定在第二侧板的内壁；将第一底板贴板组件、第二底板贴板组件分别设置在底板底部相对的两侧。本发明能够用于文物桥梁的修复，满足文物桥梁中“修旧如旧”的要求。

Description

一种加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法

技术领域

本发明涉及桥梁修复领域，具体涉及一种加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法。

背景技术

建成时间较早的钢结构拱桥，其结构与现有的车道布置和设计荷载存在较大的差异，难以满足现有的行车需求，建成时间较早的钢结构拱桥在使用中，其拱轴线在横向方向不断发生偏移，导致拱桥的拱肋结构出现损伤，降低了钢结构拱桥的承载能力，缩短了使用寿命。因此，需要对钢结构拱桥进行加固维修后，才能进一步使用。

现有的加固方法通常为体外预应力加固法和锚喷法。体外预应力加固法通常在桥梁的梁体外部设置钢筋或者钢丝束，并施加预应力，以此改善桥梁的受力情况，达到提高桥梁承载能力的目的。锚喷法借锚入原结构内的锚杆挂设钢筋网，再施喷加入适量速凝剂的混凝土至主拱圈面层，形成与原主拱圈共同承受外荷载作用的组合结构。

现有的加强方法在使用时，存在以下缺陷：

(1)体外预应力加固法需要在桥梁的梁体外部设置钢筋或者钢丝束，会改变桥梁的外部结构，影响桥梁的外观，不能满足文物桥梁中“修旧如旧”的要求，因此，不能采用体外预应力加固法对文物桥梁进行加固。

(2)锚喷法只能用于混凝土结构的桥梁中，难以用于钢拱桥拱肋加固。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，能够用于文物桥梁的修复，满足文物桥梁中“修旧如旧”的要求。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，所述拱肋节段包括横向设置的顶板、中隔板和底板，顶板和底板之间纵向设置有第一侧板和第二侧板，中隔板固定于第一侧板和第二侧板之间，其特征在于：所述加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法包括以下步骤：

A、拆除需要加固的拱桥的拱肋节段，将拱肋节段倒置，拆除底板和中隔板；修复顶板、底板、中隔板、第一侧板和第二侧板上的损伤后，进行除锈和防腐处理；

B、预制顶部加强板顶部加强板、第一腹板贴板、第二腹板贴板、第三腹板贴板、第四腹板贴板、第一底板贴板组件和第二底板贴板组件；将顶部加强板顶部加强板横向固定于第一侧板和第二侧板之间，顶部加强板顶部加强板位于顶板的下方，顶部加强板顶部加强板的顶部与顶板底部之间的距离在150mm以内；

C、将第一腹板贴板、第二腹板贴板分别固定中隔板相对的两侧，将第一腹板贴板与第一侧板连接，将第二腹板贴板与第二侧板连接；

D、将第三腹板贴板固定在第一侧板的内壁，将第四腹板贴板固定在第二侧板的内壁；

E、将底板分别与第一侧板、第二侧板的底部固定，将第一底板贴板组件、第二底板贴板组件分别设置在底板底部相对的两侧。

在上述技术方案的基础上，步骤B中所述将顶部加强板横向固定于第一侧板和第二侧板之间，顶部加强板位于顶板下方，包括以下步骤：在顶部加强板的底部设置第五角钢和第六角钢，将第一侧板与第五角钢固定，将第二侧板与第六角钢固定。

在上述技术方案的基础上，所述中隔板的底部设置有第一角钢和第二角钢，第一角钢开有第一连接孔，第一连接孔内设置有第一铆钉；第二角钢开有第二连接孔，第二连接孔内设置有第二铆钉；

步骤C包括以下步骤：在第一腹板贴板与第一连接孔对应之处钻取第一固定孔，在第二腹板贴板与第二连接孔对应之处钻取第二固定孔；将第一连接孔和第一固定孔通过第一铆钉固定，将第二连接孔和第二固定孔通过第二铆钉固定；

将第一腹板贴板通过第一铆钉与第一侧板固定连接，将第二腹板贴板通过第二铆钉与第二侧板固定。

在上述技术方案的基础上，所述第一侧板的外侧设置有用于与底板连接的第三角钢，第二侧板的外侧设置有用于与底板连接的第四角钢，第三角钢开有第三连接孔和第五连接孔，第四角钢开有第四连接孔和第六连接孔，第三连接孔内设置有第三铆钉，第四连接孔内设置有第四铆钉，第五连接孔内设置有第五铆钉，第六连接孔内设置有第六铆钉；

步骤D包括以下步骤：在第三腹板贴板与第三连接孔对应之处钻取第三固定孔，在第四腹板贴板与第四连接孔对应之处钻取第四固定孔；将第三连接孔和第三固定孔通过第三铆钉固定，将第四连接孔和第四固定孔通过第四铆钉固定；

将第三腹板贴板通过第三铆钉固定在第一侧板的内侧，将第四腹板贴板通过第五铆钉固定在第二侧板的内侧；所述第三腹板贴板的底部与第一侧板的底部齐平，第四腹板贴板的底部与第二侧板的底部齐平。

在上述技术方案的基础上，步骤E包括以下步骤：将底板固定在第一侧板、第二侧板的底部，在第一底板贴板组件与第五连接孔对应之处钻取第五固定孔，在第二地板贴板组件与第六连接孔对应之处钻取第六固定孔，通过第五铆钉将第五连接孔与第五固定孔固定，通过第六铆钉将第六连接孔与第六固定孔固定。

在上述技术方案的基础上，步骤B中所述顶部加强板的顶部与顶板的底部之间的距离为120mm。

在上述技术方案的基础上，所述顶部加强板的纵截面呈宽度为30mm的矩形。

在上述技术方案的基础上，所述第一腹板贴板和第二腹板贴板的纵截面均呈长度为300mm、宽度为20mm的矩形；所述第三腹板贴板和第四腹板贴板的纵截面均呈长度为160mm、宽度为20mm的矩形。

在上述技术方案的基础上，所述第一底板贴板组件、第二地板贴板组件均包括1～4块层叠设置的底板贴板。

在上述技术方案的基础上，所述每块底板贴板的厚度均为16mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明实施例的一种加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，包括在拱肋节段的内部设置顶部加强板、第一腹板贴板、第二腹板贴板、第三腹板贴板和第四腹板贴板，在底板的底部设置第一底板贴板组件和第二底板贴板组件，新增的加固结构均未暴露在桥梁的外部，不影响桥梁的外观结构，能够使得修复后的桥梁维持原有的外观，达到“修旧如旧”的要求。

(2)本发明实施例中的第一腹板贴板通过拱肋节段现有的第一铆钉固定在中隔板，第二腹板贴板通过拱肋节段现有的第二铆钉固定在中隔板上，第三腹板贴板通过拱肋节段现有的第三铆钉固定在第一侧板上，第四腹板贴板通过拱肋节段现有的第四铆钉固定在第二侧板上，第一底板贴板组件通过拱肋节段现有的第五铆钉固定在底板上，第二底板贴板组件通过拱肋节段现有的第六铆钉固定在底板上。避免了在拱肋节段上重新钻孔，能够加强拱肋节段稳定性，保持桥梁原有的外观，降低修复成本。

(3)本发明实施例中顶部加强板的厚度为30mm，第一腹板贴板、第二腹板贴板、第三腹板贴板、第四腹板贴板、第一底板贴板组件和第二底板贴板组件的厚度均为20mm的矩形，不仅能有效提高拱肋节段的受力能力，而且使用时，能够满足现有的荷载。

附图说明

图1为加固钢结构拱桥中拱肋节段的结构示意图。

图中：1-顶部加强板，2-第五角钢，3-中隔板，4-第一角钢，5-第一腹板贴板，6-第一侧板，7-第三腹板贴板，8-第三角钢，9-顶板，10-第六角钢，11-第二侧板，12-第二角钢，13-第二腹板贴板，14-第四腹板贴板，15-第四角钢，16-第一底板贴板组件，17-底板，18-第二底板贴板组件。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例中需要加固的拱桥的拱肋节段包括横向设置的顶板9、中隔板3和底板17，顶板9和底板17之间纵向设置有第一侧板6和第二侧板11，中隔板3的底部设置有用于与第一侧板6固定的第一角钢4，中隔板3的底部设置有用于与第二侧板11固定的第二角钢12，第一角钢4开有用于与第一侧板6连接的第一连接孔，第一连接孔内设置有第一铆钉；第二角钢12开有用于与第二侧板11连接的第二连接孔，第二连接孔内设置有第二铆钉。第一侧板6的外侧底部设置有用于与底板17连接的第三角钢8，第二侧板11的外侧设置有用于与底板17连接的第四角钢15，第三角钢8开有用于与第一侧板6连接的第三连接孔、用于与底板17连接的第五连接孔，第三连接孔内设置有第三铆钉，第五连接孔内设置有第五铆钉。

第四角钢15开有用于与第二侧板11连接的第四连接孔、用于与底板17连接的第六连接孔，第四连接孔内设置有第四铆钉，第六连接孔内设置有第六铆钉。

本发明实施例中的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，包括以下步骤：

S1：拆除需要加固的拱桥的拱肋节段，将拱肋节段倒置在现有的胎架上。

S2：拆除底板17和中隔板3，将顶板9、底板17、中隔板3、第一侧板6和第二侧板11上的损伤进行修复后，进行除锈和防腐处理。

S3：预制顶部加强板1、第一腹板贴板5、第二腹板贴板13、第三腹板贴板7、第四腹板贴板14、第一底板贴板组件16和第二底板贴板组件18。

顶部加强板1的纵截面呈宽度为30mm的矩形；第一腹板贴板5和第二腹板贴板13的纵截面均呈长度为300mm、宽度为20mm的矩形；第三腹板贴板7和第四腹板贴板14的纵截面均呈长度为160mm、宽度为20mm的矩形。第一底板贴板组件16、第二底板贴板组件18均包括1～4块层叠设置的底板贴板，每块底板贴板的厚度均为16mm。

S4：在顶部加强板1的底部固定一块第五角钢2、一块第六角钢10，将第五角钢2与第一侧板6固定、第二角钢12与第二侧板11固定，使顶部加强板1横向设置在顶部的下方，顶部加强板1的顶部与顶板9的底部之间的距离为不大于150mm(最优为120mm)。

S5：将第一腹板贴板5纵向固定在中隔板3的一侧，将第二腹板贴板13纵向固定在中隔板3的另一侧；在第一腹板贴板5与第一连接孔对应之处钻取第一固定孔，在第二腹板贴板13与第二连接孔对应之处钻取第二固定孔。将第一连接孔和第一固定孔通过第一铆钉固定，将第二连接孔和第二固定孔通过第二铆钉固定；将第一腹板贴板5通过第一铆钉与第一侧板6固定连接，将第二腹板贴板13通过第二铆钉与第二侧板11固定。第一腹板贴板5的横向中心线与中隔板3的横向中心线重合，第二腹板贴板13的横向中心线与中隔板3的横向中心线重合。

S6：在第三腹板贴板7上与第三连接孔对应之处钻取第三固定孔，在第四腹板贴板14上与第四连接孔对应之处钻取第四固定孔；将第三连接孔和第三固定孔通过第三铆钉固定，将第四连接孔和第四固定孔通过第四铆钉固定。

将第三腹板贴板7通过第三铆钉固定在第一侧板6的内侧，将第四腹板贴板14通过第四铆钉固定在第二侧板11的内侧；所述第三腹板贴板7的底部与第一侧板6的底部齐平，第四腹板贴板14的底部与第二侧板11的底部齐平。

S7：将底板17固定在第一侧板6、第二侧板11的底部，在底板17底部相对的两侧分别设置第一底板贴板组件16、第二底板贴板组件18，在第一底板贴板组件16与第五连接孔对应之处钻取第五固定孔，在第二底板贴板组件18与第六连接孔对应之处钻取第六固定孔，通过第五铆钉将第五连接孔与第五固定孔固定，通过第六铆钉将第六连接孔与第六固定孔固定。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，所述拱肋节段包括横向设置的顶板(9)、中隔板(3)和底板(17)，顶板(9)和底板(17)之间纵向设置有第一侧板(6)和第二侧板(11)，中隔板(3)固定于第一侧板(6)和第二侧板(11)之间，其特征在于：所述加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法包括以下步骤：

A、拆除需要加固的拱桥的拱肋节段，将拱肋节段倒置，拆除底板(17)和中隔板(3)；修复顶板(9)、底板(17)、中隔板(3)、第一侧板(6)和第二侧板(11)上的损伤后，进行除锈和防腐处理；

B、预制顶部加强板顶部加强板(1)、第一腹板贴板(5)、第二腹板贴板(13)、第三腹板贴板(7)、第四腹板贴板(14)、第一底板贴板组件(16)和第二底板贴板组件(18)；将顶部加强板顶部加强板(1)横向固定于第一侧板(6)和第二侧板(11)之间，顶部加强板顶部加强板(1)位于顶板(9)的下方，顶部加强板顶部加强板(1)的顶部与顶板(9)底部之间的距离在150mm以内；

C、将第一腹板贴板(5)、第二腹板贴板(13)分别固定中隔板(3)相对的两侧，将第一腹板贴板(5)与第一侧板(6)连接，将第二腹板贴板(13)与第二侧板(11)连接；

D、将第三腹板贴板(7)固定在第一侧板(6)的内壁，将第四腹板贴板(14)固定在第二侧板(11)的内壁；

E、将底板(17)分别与第一侧板(6)、第二侧板(11)的底部固定，将第一底板贴板组件(16)、第二底板贴板组件(18)分别设置在底板(17)底部相对的两侧。

2.如权利要求1所述的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，其特征在于、步骤B中所述将顶部加强板(1)横向固定于第一侧板(6)和第二侧板(11)之间，顶部加强板(1)位于顶板(9)下方，包括以下步骤：在顶部加强板(1)的底部设置第五角钢(2)和第六角钢(10)，将第一侧板(6)与第五角钢(2)固定，将第二侧板(11)与第六角钢(10)固定。

3.如权利要求1所述的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，其特征在于：所述中隔板(3)的底部设置有第一角钢(4)和第二角钢(12)，第一角钢(4)开有第一连接孔，第一连接孔内设置有第一铆钉；第二角钢(12)开有第二连接孔，第二连接孔内设置有第二铆钉；

步骤C包括以下步骤：在第一腹板贴板(5)与第一连接孔对应之处钻取第一固定孔，在第二腹板贴板(13)与第二连接孔对应之处钻取第二固定孔；将第一连接孔和第一固定孔通过第一铆钉固定，将第二连接孔和第二固定孔通过第二铆钉固定；

将第一腹板贴板(5)通过第一铆钉与第一侧板(6)固定连接，将第二腹板贴板(13)通过第二铆钉与第二侧板(11)固定。

4.如权利要求1所述的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，其特征在于：所述第一侧板(6)的外侧设置有用于与底板(17)连接的第三角钢(8)，第二侧板(11)的外侧设置有用于与底板(17)连接的第四角钢(15)，第三角钢(8)开有第三连接孔和第五连接孔，第四角钢(15)开有第四连接孔和第六连接孔，第三连接孔内设置有第三铆钉，第四连接孔内设置有第四铆钉，第五连接孔内设置有第五铆钉，第六连接孔内设置有第六铆钉；

步骤D包括以下步骤：在第三腹板贴板(7)与第三连接孔对应之处钻取第三固定孔，在第四腹板贴板(14)与第四连接孔对应之处钻取第四固定孔；将第三连接孔和第三固定孔通过第三铆钉固定，将第四连接孔和第四固定孔通过第四铆钉固定；

将第三腹板贴板(7)通过第三铆钉固定在第一侧板(6)的内侧，将第四腹板贴板(14)通过第五铆钉固定在第二侧板(11)的内侧；所述第三腹板贴板(7)的底部与第一侧板(6)的底部齐平，第四腹板贴板(14)的底部与第二侧板(11)的底部齐平。

5.如权利要求4所述的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，其特征在于、步骤E包括以下步骤：将底板(17)固定在第一侧板(6)、第二侧板(11)的底部，在第一底板贴板组件(16)与第五连接孔对应之处钻取第五固定孔，在第二地板贴板组件(18)与第六连接孔对应之处钻取第六固定孔，通过第五铆钉将第五连接孔与第五固定孔固定，通过第六铆钉将第六连接孔与第六固定孔固定。

6.如权利要求1～5中任一项所述的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，其特征在于：步骤B中所述顶部加强板(1)的顶部与顶板(9)的底部之间的距离为120mm。

7.如权利要求1～5中任一项所述的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，其特征在于：所述顶部加强板(1)的纵截面呈宽度为30mm的矩形。

8.如权利要求1～5中任一项所述的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，其特征在于：所述第一腹板贴板(5)和第二腹板贴板(13)的纵截面均呈长度为300mm、宽度为20mm的矩形；所述第三腹板贴板(7)和第四腹板贴板(14)的纵截面均呈长度为160mm、宽度为20mm的矩形。

9.如权利要求1～5中任一项所述的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，其特征在于：所述第一底板贴板组件(16)、第二地板贴板组件(18)均包括1～4块层叠设置的底板贴板。

10.如权利要求9所述的加固钢结构拱桥中拱肋节段的方法，其特征在于：所述每块底板贴板的厚度均为16mm。