CN105274945A - 简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺,用于对存在病害桥梁的桥梁进行原位加固,包含以下的步骤:1)对被加固梁体简单除尘后,在梁的底面设置浇筑模板,同时在模板M与被加固梁体的底面D之间嵌入编织钢丝网W,钢丝网由垫块K支撑已保持其余底面D之间的间隙；模板上留有浇筑口J；2)制备树脂。3)将2)预混好的超强高韧性树脂混凝土HTRCS通过浇筑口直接向模板内浇筑，浇满后使用抹刀抹平；本发明弥补了其他加固方法该方面的缺陷，施工便捷、工效高、可大幅度提高单片梁体承载能力水平，可以改善桥跨整体受力性能；后期维修更换方便，对改善桥梁加固技术及旧桥维修养护具有重大意义。

Description

简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺

技术领域

本发明属于工程维修加固领域，主要适用于普通混凝土构件或者预应力混凝土构件的加固。

背景技术

目前我随着社会、经济及文化的不断发展，交通系统的不断升级，作为道路交通系统中举足轻重的环节，桥梁得到前所未有的快速发展。截止到2012年底，全国公路桥梁达71.34万座、3662.78万米，其中，特大桥梁2688座、468.86万米；大桥61735座、1518.16万米；中小桥64.90万座、1675.76万米；按里程计算，中小桥占全公路桥梁总里程的45.75％，中小桥占举足轻重的地位。由于早期受材料、设计、施工水平限制，加之材料自然老化、荷载变化导致的超载超限(荷载等级的提高，比如以前的设计荷载标准大多为汽-13、拖-60或汽-15、挂-80，或更低的汽-10(履-50)，现在基本通行标准为公路-Ⅰ级)等因素；导致诸多桥梁结构正常功能不足，承载能力不够，加之这些桥梁需要对其功能的提升，通过简单经济的加固措施改善其正常使用性能及增加承载能力，延长其使用寿命是桥梁研究应用的必然要求。

简支梁桥预制简单、安装方便、造价低等优点，在公路桥梁工程中广泛应用，是我国在役桥梁中数量最多的桥型之一，但由于早期施工、设计、材料、养护等原因，造成很多桥梁存在病害。现如今加固主要从结构尺寸、构造及新材料的开发等方面研究，现有许多常用的加固方法(增大截面加固法、粘贴加固法、体外预应力加固法、横向预应力加固法、改变结构体系加固法以及减梁增肋加固法等)，有其自身的优缺点，本发明从提高单片梁承载能力及整个桥跨横向整体受力性能出发，提出一种简单实用的加固方法，为桥梁加固领域提供一定的参考。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺。提高单片梁承载能力及整个桥跨横向整体受力性能,结构安全性较高,且施工更方便,便于以后的维修更换。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺,用于对存在病害桥梁的桥梁进行原位加固,包含以下的步骤:

1)对被加固梁体简单除尘后,在梁的底面设置浇筑模板,同时在模板M与被加固梁体的底面D之间嵌入编织钢丝网W,钢丝网由垫块K支撑已保持其余底面D之间的间隙；模板上留有浇筑口J；

2)制备树脂：根据配合比设计结果，先将A、B两种组分混合搅拌1分钟，然后再倒入C组分，在立式强制搅拌机中进行强制搅拌5分钟左右，使得组分C与树脂完全混合；

3)将2)预混好的超强高韧性树脂混凝土HTRCS通过浇筑口直接向模板内浇筑，浇满后使用抹刀抹平；

4)养护：常温下养护一天即可拆模使用。作为优选，钢丝网的钢丝网单根设计屈服强度及直径参数选取需要根据实际补强目标值计算，钢丝网的布置需要根据要浇筑构件的受力特点而定。

作为优选，编织钢丝网W采用高强钢丝轧花编织,钢丝网中纵横向钢丝间距不一样，纵向钢丝间距大于横向钢丝间距。垫块采用超强高韧性树脂混凝土本身基材制作，垫块将钢丝网支撑后钢丝网将模板与被加固梁体的底面D之间的空间分两层，钢丝网与被加固梁体的底面D底层间的距离为3cm，与模板M的距离为1cm。浇筑支撑模板要求光滑。

与现有加固技术相比，本发明有如下优点：

1、适用面广(HTRCS可广泛适用于由于各种原因造成的梁板底缘错台，凹凸不平等结构)；

2、施工质量易保证(与粘钢法、CFRP材料相比，即使被加固的结构表面不是非常平整也可以达到较强粘贴率和粘结强度)；

3、不需要损伤原有结构(只需要将被加固梁体简单除尘即可满足较强的粘结整体性)；

4、耐腐蚀性和耐久性(用HTRCS加固修补混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性，弥补了其他加固方法该方面的缺陷，不需要如CFRP材料本身及胶体的耐腐蚀性和耐久性较差；粘钢法所需要的定期防锈维护，节省人力物力)；

5、施工便捷、工效高、不必大型施工机；

6、HTRCS加固法对梁体在正常使用荷载水平上可以提高单片梁体刚度及强度，可以封闭及控制裂缝发展，可以大幅度提高单片梁体承载能力水平，可以改善桥跨整体受力性能，

7、施工简单，短时间达到设计强度并投入使用。经多次试验，预埋钢丝网的环氧树脂浆料在浇筑24小时后达到设计强度的70％以上。拌料操作简便快捷，用肉眼可以清晰判断是否均匀、合格。

8、与母材粘结性能很好。经多次试验，加固结合面均为混凝土母材被拉坏，可以满足加固后结构整体受力的要求。

9、在正常荷载水平上，梁体刚度提高10％左右；随着荷载的增加，进入塑性阶段后，挠度平均降低较大。

10、加固梁承载能力实测值提高33.82％，加固层与原有混凝土粘结性能较强，最后加载脱开模式为：加固层将原有梁钢筋保护层混凝土全部拉脱。

11、设计新颖，结构简单。在树脂基材中预埋高强钢丝网形成复合材料，此种方法目前在国内外尚无类似文献，设计新颖，结构简单明了，实用性强。

附图说明

图1为本发明预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工时横截面示意图，

图2为本发明树脂基材钢丝网复合层的透视构造图，

图3为本发明施工实施例加固施工示意图，

图4为图3的横截面示意图，

图5和图6为复合加固板的四点弯曲承载能力情况,

图7和图8为普通板的四点弯曲承载能力情况，

图9为本发明运用到简支梁结构加固后弯曲承载能力情况，

图中：D为被修复梁体的底面；W为钢丝网。S为超强高韧性树脂混凝土HTRCS,M为模板,J为浇筑口,L1为钢丝网与被加固梁体的底面D底层间的距离，L2为钢丝网与模板M的距离。

具体实施方式

树脂基材是指由三种组分组成，可通过调剂C组分用量调节最终粘度和流动度；轧花编织钢丝网的编织方法是先轧后编，双向隔波弯曲。现使用此复合材料加固简支梁桥，如图1～图2所示，图中S为树脂基材(超强高韧性树脂混凝土HTRCS)，W为轧花编织钢丝网。

(1)配合比设计：根据工程实际情况和浇筑技术要求，试验得到树脂基材三种组分的质量配合比为3:1:25.4，钢丝网采用直径为2～4mm的轧花编织钢丝网，截面配筋率为根据设计目标计算确定；

(2)模具制作：在模板内侧铺设薄且透明的塑料纸；根据浇筑结构的受力特征，铺设计算得到的一定直径、配筋率的钢丝网；

(3)制备树脂：根据配合比设计结果，先将A、B两种组分混合搅拌1分钟，然后再倒入C组分，在立式强制搅拌机中进行强制搅拌5分钟左右，使得组分C与树脂完全混合，搅拌过程中注意控制搅拌速度、注意避光。本实施例树脂基材是德国巴斯夫股份公司(BASF)市售产品，A组分名称为MasterFlow-PARTA、B组分名称为MasterFlow-PARTB、骨料C名称为连续级配PARTC；市场上也有很多同类型的厂家产品可使用。

(4)浇筑：直接向模板内浇筑，浇满后使用抹刀抹平；

(5)养护：常温下养护即可拆模使用。

施工工艺总结

HTRCS加固方法对加固环境要求不高，但对自身加固工艺要求比较高，施工应注意以下几点：

1、由于HTRCS基材树脂混凝土材料混合料搅拌时有刺激性气味，应戴好安全防护措施；

2、HTRCS基材树脂混凝土配置应严格按照配合比配料；

3、HTRCS基材树脂混凝土搅拌应严格按照本文介绍的搅拌顺序；

4、由于HTRCS基材树脂混凝土材料力学性能比较稳定，加固前需要对高强钢丝网进行严格的质量控制，确保高强钢丝网满足设计参数的要求；

5、加固环境温度较高时，树脂胶体不需要进行必要的措施；但当加固环境温度较低时，树脂胶体需要进行必要的加热措施，确保混合料的流动性；

6、加固梁体暴露露天环境，加固前需要对梁体底缘进行简单的除尘，以此确保粘结性能；

7、钢丝网铺设要平直，不能产生波浪形；保护层应严格控制，但垫块不能过大，否则会影响混合料的流动性；

8、HTRCS加固方法具有快速通车的优点，但在加固材料达到设计标准前，不得承重。

Claims (5)

1.一种简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺,用于对存在病害桥梁的桥梁进行原位加固,包含以下的步骤:

1)对被加固梁体简单除尘后,在梁的底面设置浇筑模板,同时在模板M与被加固梁体的底面D之间嵌入编织钢丝网W,钢丝网由垫块K支撑已保持其余底面D之间的间隙；模板上留有浇筑口J；

2)制备树脂：根据配合比设计结果，先将A、B两种组分混合搅拌1分钟，然后再倒入C组分，在立式强制搅拌机中进行强制搅拌5分钟左右，使得组分C与树脂完全混合；

3)将2)预混好的超强高韧性树脂混凝土HTRCS通过浇筑口直接向模板内浇筑，浇满后使用抹刀抹平；

4)养护：常温下养护一天即可拆模使用。

2.根据权利要求1所述的简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺,其特征在于,编织钢丝网W采用高强钢丝轧花编织,钢丝网中纵横向钢丝间距不一样，纵向钢丝间距大于横向钢丝间距。

3.根据权利要求1所述的简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺,其特征在于,垫块采用超强高韧性树脂混凝土本身基材制作，垫块将钢丝网支撑后钢丝网将模板与被加固梁体的底面D之间的空间分两层，钢丝网与被加固梁体的底面D底层间的距离为L1为3cm，与模板M的距离L2为1cm。

4.根据权利要求1所述的简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺,其特征在于,超强高韧性树脂混凝土HTRCS由市售的树脂A、固化剂B和特殊配比的填充料C三种组分组成，可通过调剂C组分用量调节其力学参数和流动度，一般情况下A:B:C三种组分的质量配合比为3:1:25.4。

5.根据权利要求1或2所述的简支预应力板梁树脂基材钢丝网复合加固施工工艺,其特征在于,编织钢丝网W先轧后编，双向隔波弯曲；钢丝采用直径为2～4mm的轧花编织钢丝网，截面配筋率为根据设计目标计算确定。