CN104594211B - 一种现有空心板梁桥支座脱空加固构造及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对板梁由多块空心板组成的现有空心板梁桥支座脱空进行加固的构造及其施工方法，先将梁端的桥面现浇层、铰缝和空心板顶板的混凝土凿除，然后用钢纤维混凝土一次性浇筑凿除混凝土后的桥面现浇层、铰缝和空心板端部中空部位，构成端横梁，并在端横梁中设置预应力钢筋，每个梁端由两个支座支承。经加固后的空心板梁桥梁端支座体系由多次超静定体系结构转变为静定体系结构，支座受力明确，两个支座都能参与受力，支座脱空问题从根本上得到解决；空心板的整体刚度提高、受力均衡，铰缝在梁端局部应力减小，铰缝不易受损，避免单板受力现象发生，有效保证桥梁的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及公路桥梁，具体为一种现有空心板梁桥支座脱空加固构造及施工方法。
背景技术
空心板梁桥是小跨径桥梁10～20m最常用的结构形式之一，多数以简支梁为主，适合工厂化批量生产，装配式施工，其断面由多块空心板组成，板间设置铰缝，空心板架设完毕后，铰缝同桥面现浇层混凝土一并浇筑后，多块空心板、铰缝及桥面现浇层形成一个整体，承受汽车等荷载。
然而，现有空心板梁桥经常出现支座脱空的病害，主要原因有：1、单块空心板均由4个橡胶支座支承，每跨桥梁由多块空心板组成，形成了每跨空心板梁端存在十几个甚至几十个橡胶支座同时支承竖向荷载的受力体系。例如12m宽桥梁断面由9块空心板组成，每个梁端橡胶支座达18个。多支座会形成受力不明确的超静定体系，常常出现受力不均的情况；2、预应力或混凝土收缩徐变作用对4个边角有向上翘曲的趋势，使得边梁易发生支座脱空现象；3、施工难以保证几十个橡胶支座同时达到设计标高，往往在施工完成时就已出现支座受力不匀，甚至脱空。
支座脱空将使空心板间铰缝应力急剧增大，导致铰缝破坏，进而引起空心板“单板受力”和进一步病害的发生，造成桥梁的使用寿命降低甚至损坏。目前，对于支座脱空尚无根本解决办法，发生支座脱空时只能采用更换支座的方法临时解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种现有空心板梁桥支座脱空加固构造，以有效解决现有多支座空心板梁桥因支座脱空导致铰缝破坏、进而引起单板受力损坏桥梁的问题；同时提供这种加固构造的施工方法。
本发明提供的现有空心板梁桥支座脱空加固构造，包括多块既有的空心板；空心板间有浇筑混凝土的铰缝；空心板和铰缝的上面有混凝土桥面现浇层；所述空心板的两端有通过凿除空心板梁端的桥面现浇层、铰缝中的混凝土和空心板顶板后另行浇筑混凝土形成的端横梁；在端横梁中有波纹管，波纹管中穿有预应力钢筋，预应力钢筋的两端通过锚固装置锚固在端横梁的端部；端横梁的下部由两个支座支承。
所述端横梁沿桥的纵方向宽度为0.8～1.2H，H为空心板的高度。
所述支座选用竖向承载力满足空心板梁桥承载吨位要求的盆式支座。
所述浇筑端横梁的混凝土为钢纤维混凝土，其中钢纤维的体积含量为总混凝土体积的1％～3.5％。
上述现有空心板梁桥支座脱空加固构造的施工方法，包括以下顺序的步骤：
步骤一、凿除现有空心板梁桥梁端的桥面现浇层、铰缝中的混凝土和空心板的顶板，沿桥的纵向凿除宽度为0.8～1.2H，H为空心板的高度；在凿除顶板后的空心板的端部的两侧壁上开设孔道；
步骤二、用外径比上述孔道孔径略小的波纹管穿过各孔道，然后在波纹管中横穿预应力钢筋；
步骤三、在凿除混凝土顶板后的空心板端部的内外和上部表面上涂刷化学粘结剂；
步骤四、在凿除混凝土顶板后的空心板的空腔端部设置挡板，用于防止浇筑端横梁混凝土过程中混凝土流入空心板空腔；然后用混凝土一次性浇筑空心板凿除顶板后的端部中空部位、铰缝和桥面现浇层，构成端横梁；待端横梁的混凝土强度达到要求后，横向张拉预应力钢筋(可双端或单端张拉)，在预应力钢筋和波纹管的间隙中灌注水泥砂浆，然后利用锚固装置将预应力钢筋的两端锚固在端横梁的两端部；
步骤五、利用千斤顶将端横梁顶起，将原有的橡胶支座逐个撤除；然后以端横梁的两端为基准对称放置两个替换原有橡胶支座的支座；然后卸载千斤顶，使端横梁降下，坐落在支座上，完成现有空心板梁桥支座脱空加固构造的施工。
所述步骤二中的波纹管的内孔截面面积是预应力钢筋截面面积的2～4倍，在波纹管与预应力钢筋的间隙中填充水泥砂浆。
所述步骤三中的化学粘结剂为环氧树脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明用钢纤维混凝土一次性浇筑凿除混凝土后的桥面现浇层、铰缝和空心板端部中空部位，构成端横梁，并在端横梁中设置预应力钢筋，可有效提高空心板的整体刚度，使空心板受力均衡，大大减少单板受力现象，铰缝在梁端局部应力减小，铰缝不易受损，有效防止单板受力病害发生。
2、每个梁端仅布置两个支座，每跨桥梁由原来的几十个支座支承改变为四个支座支承，梁端支座受力体系由多次超静定体系转变为静定体系，支座受力明确，每个支座都能参与受力，支座脱空问题从根本上得到解决。
3、本发明现场施工简便，后期运营中空心板支座的维修工作量和养护费用大大降低。
附图说明
附图给出本发明一个实施例的示意图。
图1为现有空心板的断面图；
图2(a)为施工方法中步骤一的示意图；图2(b)为施工方法中步骤二的示意图；图2(c)为施工方法中步骤三、四的示意图；图2(d)为加固后的空心板梁桥端横梁的横向剖面图；
图3为图2(d)中A—A剖面图。
图中：1—空心板，1-1—挡板，1-2—孔道，2—铰缝，3—桥面现浇层，4—端横梁，5—化学粘结剂，6—波纹管，7—预应力钢筋，8—锚固装置，9—橡胶支座，10—支座。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本实施例为对图1所示由六块空心板1组成现有空心板梁桥进行加固。该桥的空心板1长宽高尺寸为(1296╳124╳75)mm，空心板之间有浇筑混凝土的铰缝2，空心板上部为混凝土桥面现浇层3。
如图2所示，首先凿除梁端部的桥面现浇层3、铰缝2和空心板1顶板的混凝土，沿桥的纵方向凿除宽度为75cm；在凿除混凝土后的空心板1的端部的两侧壁竖向上开设孔径为8.5cm的两个孔道1-2。然后用外径为8.4cm、内径为8.0cm的塑料波纹管6穿过各孔道1-2；然后在波纹管6中横穿截面积为1490mm2的预应力钢筋7；然后在凿除混凝土顶板后的空心板1端部的内外和上部表面上涂刷环氧树脂作为化学粘接剂5；然后在凿除混凝土顶板后的空心板的空腔端部设置由木板制成的挡板1-1，用于防止浇筑端横梁混凝土过程中混凝土流入空心板空腔；然后用钢纤维混凝土一次性浇筑空心板1凿除顶板后的端部中空部位、铰缝2和桥面现浇层3，构成端横梁4；待端横梁4的混凝土强度达到要求后，两端横向张拉预应力钢筋7，在预应力钢筋7和波纹管6的间隙中灌注水泥砂浆，然后选用YJM15-12圆形夹具锚作锚固装置8将预应力钢筋7的两端锚固在端横梁4的两端部；待端横梁的混凝土强度达到要求后，利用千斤顶将端横梁顶起，将原有的橡胶支座9逐个撤除；然后以端横梁的两端为基准、相互间距420cm对称放置两个支座10，用其替换原有橡胶支座9；然后将千斤顶卸载，使端横梁降下，坐落在两个支座10上。各跨空心板经如上改造后，即完成现有空心板梁桥支座脱空加固全部施工。
Claims (3)
1.一种现有空心板梁桥支座脱空加固构造的施工方法，所述现有空心板梁桥支座脱空加固构造包括多块既有的空心板（1）；空心板（1）间有浇筑混凝土的铰缝（2）；空心板（1）和铰缝（2）的上面有混凝土桥面现浇层（3）；空心板的两端有通过凿除空心板梁端的桥面现浇层（3）、铰缝（2）中的混凝土和空心板（1）顶板后另行浇筑混凝土形成的端横梁（4）；在端横梁（4）中有预应力钢筋（7）；端横梁的下部由两个支座（10）支承；
其特征在于，该施工方法按以下顺序的步骤进行：
步骤一、凿除现有空心板梁桥梁端的桥面现浇层（3）、铰缝（2）中的混凝土和空心板（1）的顶板，沿桥的纵向凿除宽度为0.8~1.2H，H为空心板（1）的高度；在凿除顶板后的空心板（1）的端部的两侧壁上开设孔道（1-2）；
步骤二、用外径比上述孔道（1-2）孔径略小的波纹管（6）穿过各孔道（1-2），然后在波纹管（6）中横穿预应力钢筋（7）；
步骤三、在凿除混凝土顶板后的空心板（1）端部的内外和上部表面上涂刷化学粘结剂（5）；
步骤四、在凿除混凝土顶板后的空心板的空腔端部设置挡板（1-1），用于防止浇筑端横梁混凝土过程中混凝土流入空心板空腔；然后用混凝土一次性浇筑空心板（1）凿除顶板后的端部中空部位、铰缝（2）和桥面现浇层（3），构成端横梁（4）；待端横梁（4）的混凝土强度达到要求后，横向张拉预应力钢筋（7），在预应力钢筋（7）和波纹管（6）的间隙中灌注水泥砂浆，然后利用锚固装置（8）将预应力钢筋（7）的两端锚固在端横梁（4）的两端部；
步骤五、利用千斤顶将端横梁顶起，将原有的橡胶支座（9）逐个撤除；然后以端横梁的两端为基准对称放置两个替换原有橡胶支座（9）的支座（10）；然后卸载千斤顶，使端横梁降下，坐落在支座（10）上，完成现有空心板梁桥支座脱空加固构造的施工。
2.根据权利要求1所述现有空心板梁桥支座脱空加固构造的施工方法，其特征在于，所述步骤二中的波纹管（6）的截面面积是预应力钢筋（7）截面面积的2~4倍，在波纹管（6）与预应力钢筋（7）的间隙中填充水泥砂浆。
3.根据权利要求1所述现有空心板梁桥支座脱空加固构造的施工方法，其特征在于，所述步骤三中的化学粘结剂（5）为环氧树脂。
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