CN104846750B - 一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法 - Google Patents
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Abstract
一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法，抱柱梁分成两块，抱柱梁与柱（3）贴合接触，抱柱梁与柱（3）接触处包裹薄橡胶垫（2），两块抱柱梁之间设置预留缝槽（1），两块抱柱梁通过预应力钢筋（5）拉结；预应力钢筋（5）的两端分别伸出抱柱梁，穿过受拉钢板（9）上的预留孔，通过预应力钢筋（5）端口的预留螺纹同螺栓配合，抱柱梁通过预应力钢筋（5）对柱（3）施加预应力，增加抱柱梁与柱（3）之间竖直方向的摩擦力，从而提高托换承载力，以抱柱梁作为托换节点，在抱柱梁上面放置包括千斤顶的顶升装置顶升桥梁。该托换方法施工简便，对被托换柱无损伤，抱柱梁和预应力筋等可重复利用，适用于各种形状的柱托换。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种钢筋混凝土柱的托换节点构造和托换技术方法，特别涉及一种带缝预应力的抱柱托换技术，属于工程结构的加固改造和预应力应用的技术领域。
背景技术
桥梁在检修，维护，改造过程中，往往需要抬升桥梁，抬升桥面主要是通过控制器控制下的液压千斤顶组来实现。
桥梁改造过程中的抬高主要有：航道标准提高引起的桥梁改造；铁路及通行双层集装箱引起的桥梁改造；自然载货引起的桥梁改造；高速公路跨净空不足引起的桥梁改造；基础病害引起的桥梁改造；桥梁支座更换；跨越高速公路顶升改造。
桥梁改造中的移位，它分为水平移位，直线移位；专向移位；组合移位，垂直移位。
检修，维护时桥梁支座的更换，桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。它能将桥梁上部结构的反力和变形（位移和转角）可靠的传递给桥梁下部结构，从而使结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。架设于墩台上，顶面支承桥梁上部结构的装置。其功能为将上部结构固定于墩台，承受作用在上部结构的各种力例如风力、机车作用力，并将它可靠地传给墩台。在载荷、温度、混凝土收缩和徐变作用下，支座能适应上部结构的转角和位移，使上部结构可自由变形而不产生额外的附加内力。
桥梁抬升有直接顶升法和断柱顶升法，直接顶升法有以承台为反力基础，以自然地面为反力基础，以盖梁为反力基础几种。断柱顶法有：承台，盖梁顶升力系，上下抱柱顶升力系，承台，上爆竹顶升力系，下抱住梁，盖梁顶升力系。
现有技术中桥梁断柱抬升施工方法包括在所述桥梁的桥墩上布设抱柱梁系，在所述抱柱梁系和反力基础之间设置顶升液压油缸，但该方法对支撑的要求高，否则不足以承受桥梁对支撑的反力。
钢筋混凝土结构是国内外应用最广泛的结构形式之一，由于设计、施工缺陷，自然界各种物理、化学及生物作用的损伤或提升使用要求等原因，大量的工程结构需要进行加固改造。结构托换技术是通过改变荷载传递路径的方式实现结构安全托换，该技术在建筑物顶升纠偏工程、建筑物大空间改造工程、建筑物整体移位工程等领域应用广泛。最常见的工程托换包括柱托换和墙体托换。柱的托换方法目前有钢筋混凝土抱柱梁托换、柱中穿钢筋或螺杆托换。托换柱表面多采用凿毛、切割凹槽等处理方法来提高界面的粗糙度。抱柱梁是指围绕在原柱周围通过界面连接力与原柱固结的梁系，抱柱梁结构通过依靠梁柱界面的连接力承受托换荷载作用，当托换荷载较大时，可以通过增大抱柱梁结构高度来确保其界面承载力，这需要托换节点有足够的空间来满足抱柱梁高度的需要；在柱表面凿毛和柱中穿筋的托换方法可以减小节点尺寸，但是凿毛、穿筋对柱的削弱过大，增大工程风险，而且穿入的钢筋不能重复使用，成本过高；采用穿螺杆方法时，一般两侧采用拧紧螺母的方法增大抱柱梁的约束力，但并没有足够的预应力，而且挤压力在柱周的分布也不均匀有效。
发明内容
本发明的目的是针对托换荷载较大时抱柱梁结构高度过大，凿毛、穿筋等对柱的削弱过大，托换成本过高，预应力不足和不均匀等问题，提出一种预应力沿柱周分布均匀有效、托换节点尺寸相对较小、避免柱结构削弱、托换装置可重复使用的施工成本低、风险小的托换节点构造和托换技术方法。
一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法，其特征在于：抱柱梁分成两块，抱柱梁与柱3贴合接触，抱柱梁与柱3接触处包裹薄橡胶垫2，两块抱柱梁之间设置预留缝槽1，两块抱柱梁通过预应力钢筋5拉结；所述预应力钢筋5的两端分别伸出抱柱梁，穿过受拉钢板9上的预留孔，通过预应力钢筋5端口的预留螺纹同螺栓配合，或者所述预应力钢筋5的一端伸出抱柱梁，穿过受拉钢板9上的预留孔，通过预应力钢筋5端口的预留螺纹同螺栓配合，另一端通过焊接固定在受拉钢板9上；抱柱梁通过预应力钢筋5对柱3施加预应力，增加抱柱梁与柱3之间竖直方向的摩擦力，从而提高托换承载力，以抱柱梁作为托换节点，在抱柱梁上面放置包括千斤顶的顶升装置顶升桥梁。
所述预留缝槽1的宽度为10mm~100mm。
所述薄橡胶垫2厚度为5mm~20mm。
所述柱3的截面为圆形或方形。
所述抱柱梁接近柱3的区域内还设有增强托换节点的整体性的环筋8。
所述两块抱柱梁之间的预留缝槽1由砂浆灌缝7进行灌缝。
所述抱柱梁下部还预埋有预埋件4，所述预留缝槽1两边的预埋件4通过连接钢板6焊接或螺纹螺栓连接。
所述预埋件4由一片钢板和一对镜像对称的7型钩组成，所述7型钩和钢板固定为一体，所述7型钩预埋在抱柱梁内，所述钢板与抱柱梁的底部接触。
所述两根预应力钢筋5和两块受拉钢板9为一组，所述抱柱梁两侧各有八组，一侧中的四组和另四组关于柱3与该侧面的垂直面中心对称，每四组在竖直方向上均匀分布。
本发明的效果和益处是：
1）托换节点通过缝槽和预应力筋的设置使预应力筋的预拉力产生的梁柱间的挤压力沿柱周均匀有效分布，加强了梁柱间的连接力。环筋的设置增强了托换节点的整体性，托换节点尺寸相对较小，施工方便；
2）梁柱界面加薄橡胶垫的布置增强了梁柱间的摩擦力，避免了对原柱截面的削弱，施工风险小，安全性高；
3）受拉钢板可以回收重复利用，降低施工成本。
附图说明
图1为本发明中圆形截面柱带缝预应力抱柱梁托换的立体图；
图2为本发明中圆形截面柱带缝预应力抱柱梁托换的俯视图；
图3为本发明中不包括连接钢板6的圆形截面柱带缝预应力抱柱梁托换的仰视图；
图4为本发明中圆形截面柱带缝预应力抱柱梁托换的左视图；
图5为预埋件4的立体图；
图6是本发明中方形截面柱带缝预应力抱柱梁托换节点的立体图；
图7为一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法抬升桥梁的正视图；
图8为一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法抬升桥梁的侧视图；
图中：1、预留缝槽，2、薄橡胶垫，3、柱，4、预埋件，5、预应力钢筋，6、连接钢板，7、砂浆灌缝，8、环筋。
具体实施方式
一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法，抱柱梁分成两块，抱柱梁与柱3贴合接触，抱柱梁与柱3接触处包裹薄橡胶垫2，两块抱柱梁之间设置预留缝槽1，两块抱柱梁通过预应力钢筋5拉结；所述预应力钢筋5的两端分别伸出抱柱梁，穿过受拉钢板9上的预留孔，通过预应力钢筋5端口的预留螺纹同螺栓配合，或者所述预应力钢筋5的一端伸出抱柱梁，穿过受拉钢板9上的预留孔，通过预应力钢筋5端口的预留螺纹同螺栓配合，另一端通过焊接固定在受拉钢板9上；抱柱梁通过预应力钢筋5对柱3施加预应力，增加抱柱梁与柱3之间竖直方向的摩擦力，从而提高托换承载力，以抱柱梁作为托换节点，在抱柱梁上面放置包括千斤顶的顶升装置顶升桥梁。
预留缝槽1的宽度为50mm，薄橡胶垫2厚度为15mm，柱3的截面为圆形。抱柱梁接近柱3的区域内设有增强托换节点的整体性的环筋8。两块抱柱梁之间的预留缝槽1由砂浆灌缝7进行灌缝。抱柱梁下部还预埋有预埋件4，预留缝槽1两边的预埋件4通过连接钢板6焊接连接。
预埋件4由一片钢板和一对镜像对称的7型钩组成，7型钩和钢板固定为一体，所述7型钩预埋在抱柱梁内，钢板与抱柱梁的底部接触。两根预应力钢筋5和两块受拉钢板9为一组，抱柱梁两侧各有八组，一侧中的四组和另四组关于柱3与该侧面的垂直面中心对称，每四组在竖直方向上均匀分布。
将预应力摩擦型抱柱梁设置在桥墩上，在抱柱梁上方放置钢管支撑，在钢管支撑和桥梁之间放置千斤顶，用千斤顶顶升或落回桥梁。
Claims (6)
1.一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法，其特征在于：抱柱梁分成两块，抱柱梁与柱（3）贴合接触，抱柱梁与柱（3）接触处包裹薄橡胶垫（2），两块抱柱梁之间设置预留缝槽（1），两块抱柱梁通过预应力钢筋（5）拉结；所述预应力钢筋（5）的两端分别伸出抱柱梁，穿过受拉钢板（9）上的预留孔，通过预应力钢筋（5）端口的预留螺纹同螺栓配合，或者所述预应力钢筋（5）的一端伸出抱柱梁，穿过受拉钢板（9）上的预留孔，通过预应力钢筋（5）端口的预留螺纹同螺栓配合，另一端通过焊接固定在受拉钢板（9）上；抱柱梁通过预应力钢筋（5）对柱（3）施加预应力，增加抱柱梁与柱（3）之间竖直方向的摩擦力，从而提高托换承载力，以抱柱梁作为托换节点，在抱柱梁上面放置包括千斤顶的顶升装置顶升桥梁；
所述抱柱梁下部还预埋有预埋件（4），所述预留缝槽（1）两边的预埋件（4）通过连接钢板（6）焊接或螺纹螺栓连接；所述预埋件（4）由一片钢板和一对镜像对称的7型钩组成，所述7型钩和钢板固定为一体，所述7型钩预埋在抱柱梁内，所述钢板与抱柱梁的底部接触；
所述两根预应力钢筋（5）和两块受拉钢板（9）为一组，所述抱柱梁两侧各有八组，一侧中的四组和另四组关于柱（3）与该侧面的垂直面中心对称，每四组在竖直方向上均匀分布。
2.根据权利要求1所述的一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法，其特征在于：所述预留缝槽（1）的宽度为10mm~100mm。
3.根据权利要求1所述的一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法，其特征在于：所述薄橡胶垫（2）厚度为5mm~20mm。
4.根据权利要求1所述的一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法，其特征在于：所述柱（3）的截面为圆形或方形。
5.根据权利要求1所述的一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法，其特征在于：所述抱柱梁接近柱（3）的区域内还设有增强托换节点的整体性的环筋（8）。
6.根据权利要求1所述的一种带缝预应力摩擦型抱柱梁托换方法，其特征在于：所述两块抱柱梁之间的预留缝槽（1）由砂浆灌缝（7）进行灌缝。
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