CN105200929B - 单板受力梁桥环箍预应力筋的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了单板受力梁桥环箍预应力筋的加固方法，包括如下步骤：固定体端锚固体混凝土的浇筑；注浆法修复铰缝；桥面刻槽；梁底凿毛；安装并张拉桥面预应力筋和梁底预应力筋；压浆封锚；环氧混凝土封闭桥面预应力筋；锚喷混凝土封闭梁底预应力筋；清理场地，开放交通。本发明通过在梁板的上表面和下表面成对布设预应力筋，形成一个环箍，有效捆绑装配式梁板，改善荷载横向分布，显著提高桥梁的整体性和耐久性；本发明不改变原有结构受力体系，对公路交通影响小，提高了桥梁整体受力性能，比重做桥面铺装节约资源，减少材料废弃，不污染环境，具有很好的经济和社会效益。

Description

单板受力梁桥环箍预应力筋的加固方法

技术领域

本发明属于土木学科的桥梁和结构工程领域，具体涉及一种单板受力梁桥环箍预应力筋的加固方法。

背景技术

装配式混凝土板（空心、实心板）梁桥是我国早期桥梁工程中常用的桥型。该桥型结构形式简单，预制方便，用材经济，易于工厂化和标准化施工，且单板在运输和吊装过程中重量轻、稳定性好，因而在高速公路、普通干线公路中、小型桥梁普遍采用。装配式铰接板梁桥中，相对于T形梁建筑高度较低，板与板间采用浅铰的连接形式，在过去交通量不大和车辆载重量较小的情况下可以满足交通需求。但随着我国经济建设快速增长和现代交通量的加大，尤其是超限超载车辆增大，使得铰缝横向传力过大，导致企口缝混凝土被剪开而出现梁板间横向联系失效，导致单板受力，危及桥梁安全，成为交通安全隐患。在尽量小的影响交通的情况下，对这些桥梁进行维修加固，以保证桥梁的安全运营和干线公路的畅通，不仅具有创新的工程理论意义，而且具有重大的社会经济价值。

单板受力梁桥环箍预应力筋加固方法，因桥梁的病害情况而异，对于梁板桥因单板受力的维修处治，目前常用方法有整体加铺桥面法、粘贴钢板加固、粘贴纤维材料加固、体外预应力加固等，但是这些方法均存在不同程度的缺陷。

1、加铺整体桥面法。该方法能够部分提高铰缝的实际工作性能，改善板梁的荷载横向分布，但是没有从根本上解决整体受力问题，随着重载交通的发展，桥面铺装及铰缝可能会再次破坏。同时，桥面水泥混凝土铺装养护时间长，交通封闭压力增大。

2、粘贴钢板加固。常规做法是桥梁出现超限横向或斜向裂缝时，在梁底板纵向一定间距，使用粘钢胶将钢板条纵向粘贴于混凝土表面，通过粘钢胶与板梁共同受力，提高桥梁的整体能力。对于部分铰缝失效而造成单板受力的中小跨径梁桥，在不封闭交通，又保持桥上面不变前提下，提高整体受力性能，仅采取纵向粘贴钢板对纵向裂缝和单板受力却无能为力。

3、粘贴纤维材料加固。为了增强装配式梁桥梁板的整体性，采用沿裂缝粘贴纤维材料对裂缝全覆盖，由于加固部位暴露在大气中，纤维材料及粘结剂的老化和耐久性问题较为突出。且粘贴纤维材料仅能提高小跨经桥梁，对于出现单板受力桥梁的问题，不能从根本得到整治，治标不治本。

4、体外预应力加固。改变了结构受力体系，横向弯矩将大大增加，有可能会引起新的病害；体外预应力锚固及张拉难度也较大。

发明内容

本发明根据现有技术的不足，提供了一种不需长时间封闭交通、显著提高桥梁的整体性和耐久性、快速修复的单板受力梁桥环箍预应力筋的加固方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

单板受力梁桥环箍预应力筋的加固方法，包括如下步骤：

（1）固定体端锚固体混凝土的浇筑：按照设计要求将锚固体增强筋和扁锚精确定位；将扁锚准确放样；固定边板外侧面的锚固体模板；一次现浇锚固体混凝土成型；养护；

（2）注浆法修复铰缝：清理铰缝；埋设注浆嘴和出浆嘴；埋设用于锚固梁底预应力筋的锚固筋；注浆；表面处理；

（3）桥面刻槽：采用混凝土切割机在梁板面上刻板面槽，安装波纹管道；

所述波纹管道与两端锚固体的管道对齐；

（4）梁底凿毛：将梁底预应力筋对应位置凿毛，植入U型筋；

（5）安装并张拉桥面预应力筋和梁底预应力筋：桥面预应力筋从波纹管中穿过，梁底预应力筋应从U型筋中间穿过，锚固筋锚固，张拉；

（6）压浆封锚：桥面预应力筋和梁底预应力筋张拉完后，使用水泥浆对板面槽进行压浆处理；压浆完成后，浇筑张拉体端锚固体混凝土；

（7）环氧混凝土封闭桥面预应力筋：采用环氧混凝土封闭桥面预应力筋，恢复桥面混凝土铺装层，当环氧混凝土达到设计强度后再恢复沥青面层；

（8）锚喷混凝土封闭梁底预应力筋：采用多次锚喷混凝土将梁底预应力筋封闭，刮刀剔除多余部分，整形后不齐整部位用水泥砂浆找补抹平；

(9) 清理场地，开放交通。

所述的，板面槽的深度为17cm，宽度为18cm，下面10cm填充环氧混凝土，上面7cm铺设沥青面层。

所述的，步骤（5）中的桥面预应力筋和梁底预应力筋的张拉顺序为先张拉最外侧的预应力筋，再张拉里侧的预应力筋；张拉过程应遵循均匀对称的原则。

所述的，步骤（6）中的压浆处理，按70mmx70mmx70mm立方体试件，标准养护28d测得的抗压强度不应低于40MPa。

所述的，步骤（5）中的板面预应力筋和梁底预应力筋分别由5条直径为15.2mm的钢束组成的。

所述的，步骤（8）中锚喷混凝土的宽度为18cm，厚度为7cm。

本发明的有益效果：

1.本发明通过在梁板的上表面和下表面成对布设预应力筋，同时施加张拉力，形成一个环箍，有效捆绑装配式梁板，形成整体，改善荷载横向分布，显著提高桥梁的整体性和耐久性；

2.本发明通过对铰缝进行压力注浆，封闭孔洞，提高空心板间整体连接性能；

3.本发明不改变原有结构受力体系，对公路交通影响小，既能保证施工安全、运营安全，又实现快速修复，提高了桥梁整体受力性能，比重做桥面铺装节约资源，减少材料废弃，不污染环境，具有很好的经济和社会效益，是一种低碳、环保、安全、高效的绿色加固技术。

附图说明

图1为单板受力梁桥环箍预应力筋加固结构的断面结构示意图；

图2为单板受力梁桥环箍预应力筋加固结构的总体平面结构示意图；

图3为单板受力梁桥环箍预应力筋加固结构中板面槽的局部剖面放大结构示意图。

图中，1.梁板；2.梁板面；3.梁底；4.铰缝；5.板面槽；6.桥面预应力筋；7.梁底预应力筋；8.锚固筋；9.锚固体；10.固定体；11.张拉体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例 1

单板受力梁桥环箍预应力筋的加固方法，包括如下步骤：

（1）固定体10端锚固体9混凝土的浇筑：按照设计要求将锚固体9的增强筋和扁锚精确定位；将扁锚准确放样；固定边板外侧面的锚固体9模板；一次现浇锚固体9混凝土成型；养护；

浇筑前充分准备，确保一次成型，混凝土配合比，强度及弹性模量试验符合规范要求，尽量减小混凝土水灰比，混凝土充分振捣密实，但应注意不得伤损波纹管。

在端部锚固体9浇筑及养护期间时应采用锥形交通路标和施工警告灯将边板所在车道部分临时封闭。

（2）注浆法修复铰缝4：清理铰缝4；埋设注浆嘴和出浆嘴；埋设用于锚固梁底预应力筋7的锚固筋8；注浆；表面处理；

清理铰缝4间部分松软、易脱落的砂浆；确保铰缝4中松散混凝土清洁干净，可采用高压水枪或高压风机进行深度清洁。

注浆嘴的高度应为梁高的2/3，出浆嘴顶部应距梁顶2cm。

（3）桥面刻槽：采用混凝土切割机在梁板面上刻板面槽5，安装波纹管道；

所述波纹管道与两端锚固体9的管道对齐；

桥面清扫干净后，按设计尺寸准确放出所要刻槽线。

采用混凝土切割机切割桥面铺装，切割边整齐，避免损伤钢筋及碰伤空心板顶面。切割时，临时中断桥面交通。

防撞栏相交位置可采用沿预应力束位置钻孔打通。

（4）梁底凿毛：将梁底预应力筋7对应位置凿毛，植入U型筋；

（5）安装并张拉桥面预应力筋6和梁底预应力筋7：桥面预应力筋6从波纹管中穿过，梁底预应力筋7应从U型筋中间穿过，锚固筋8锚固，张拉；

预应力筋张拉应在有经验技术人员指导下由固定工进行操作。每次张拉均应有完整记录，且应在监理在场的情况下进行。

施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。当预应力筋张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6%以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。张拉操作步骤：初张拉(张拉力P0等于为0.2倍设计张拉力P)→持荷5分钟→量测延伸量δ0→张拉并维持设计吨位P→持荷5分钟→量测延伸量δ1→回油→量测延伸量δ2。

应根据每批钢束的实际直径随时调整千斤顶限位板尺寸，最标准的限位板尺寸应使钢绞线只有夹片的牙痕而无刮伤，如钢绞线出现严重刮伤则限位板限位尺寸过小，如出现滑丝或无明显夹片牙痕则有可能是限位板限位尺寸大。

（6）压浆封锚：桥面预应力筋6和梁底预应力筋7张拉完后，使用水泥浆对板面槽5进行压浆处理；压浆完成后，浇筑张拉体11端锚固体9混凝土；

压浆嘴和排气孔可根据实际施工需要设置，压浆前应用压缩空气清除管道内的杂质，然后压浆，管道压浆要求密实，压浆配合比要仔细比选，采用最优配合比，不得掺入氯盐。

压浆完成后，灌浆口、出浆口、排气口、阀门等在封闭后不应拆除或打开直至水泥浆凝固，24h内孔道不能受振以免影响灌浆质量。

张拉体11端锚固体9混凝土浇注前，须将端部混凝土结合面浮浆清凿干净。

（7）环氧混凝土封闭桥面预应力筋6：采用环氧混凝土封闭桥面预应力筋6，恢复桥面混凝土铺装层，当环氧混凝土达到设计强度后再恢复沥青面层；

（8）锚喷混凝土封闭梁底预应力筋7：采用多次锚喷混凝土将梁底预应力筋7封闭，刮刀剔除多余部分，整形后不齐整部位用水泥砂浆找补抹平；

(9) 清理场地，开放交通。

所述的，板面槽5的深度为17cm，宽度为18cm，下面10cm填充环氧混凝土，上面7cm铺设沥青面层。

所述的，步骤（5）中的桥面预应力筋6和梁底预应力筋7的张拉顺序为先张拉最外侧的预应力筋，再张拉里侧的预应力筋；张拉过程应遵循均匀对称的原则。

所述的，步骤（6）中的压浆处理，按70mmx70mmx70mm立方体试件，标准养护28d测得的抗压强度不应低于40MPa。

所述的，步骤（5）中的板面预应力筋6和梁底预应力筋7分别由5条直径为15.2mm的钢束组成的。

所述的，步骤（8）中锚喷混凝土的宽度为18cm，厚度为7cm。

Claims (6)

1.单板受力梁桥环箍预应力筋的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）固定体端锚固体混凝土的浇筑：按照设计要求将锚固体增强筋和扁锚精确定位；将扁锚准确放样；固定边板外侧面的锚固体模板；一次现浇锚固体混凝土成型；养护；

（2）注浆法修复铰缝：清理铰缝；埋设注浆嘴和出浆嘴；埋设用于锚固梁底预应力筋的锚固筋；注浆；表面处理；

（3）桥面刻槽：采用混凝土切割机在梁板面上刻板面槽，安装波纹管道；

所述波纹管道与两端锚固体的管道对齐；

（4）梁底凿毛：将梁底预应力筋对应位置凿毛，植入U型筋；

（5）安装并张拉桥面预应力筋和梁底预应力筋：桥面预应力筋从波纹管中穿过，梁底预应力筋应从U型筋中间穿过，锚固筋锚固，张拉；

（6）压浆封锚：桥面预应力筋和梁底预应力筋张拉完后，使用水泥浆对板面槽进行压浆处理；压浆完成后，浇筑张拉体端锚固体混凝土；

（7）环氧混凝土封闭桥面预应力筋：采用环氧混凝土封闭桥面预应力筋，恢复桥面混凝土铺装层，当环氧混凝土达到设计强度后再恢复沥青面层；

（8）锚喷混凝土封闭梁底预应力筋：采用多次锚喷混凝土将梁底预应力筋封闭，刮刀剔除多余部分，整形后不齐整部位用水泥砂浆找补抹平；

(9) 清理场地，开放交通。

2.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述板面槽的深度为17cm，宽度为18cm，下面10cm填充环氧混凝土，上面7cm铺设沥青面层。

3.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述步骤（5）中的桥面预应力筋和梁底预应力筋的张拉顺序为先张拉最外侧的预应力筋，再张拉里侧的预应力筋；张拉过程应遵循均匀对称的原则。

4.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述步骤（6）中的压浆处理，按70mmx70mmx70mm立方体试件，标准养护28d测得的抗压强度不应低于40MPa。

5.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述步骤（5）中的板面预应力筋和梁底预应力筋分别由5条直径为15.2mm的钢束组成的。

6.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述步骤（8）中锚喷混凝土的宽度为18cm，厚度为7cm。