CN106149574A - 一种刚架拱桥的加固结构和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刚架拱桥的加固结构和方法，包括拱片、预制行车道板、湿接缝及钢结构横系梁。在各拱片间新制钢结构横系梁，拱片上架设预制行车道板，通过现浇湿接缝，将拱片、钢结构横系梁与行车道板连成整体。本发明不仅提高了桥梁的横向整体性，还改善了主拱片的受力，提高了桥梁承载能力，可从根本上解决刚架拱桥整体性差的问题。
Description
技术领域
本发明属于桥梁加固领域，具体涉及一种能改善结构受力的刚架拱桥的加固结构和方法。
背景技术
刚架拱桥有着造型美观、自重较轻、施工吊装方便和造价较低等优点，我国在20世纪70～80年代大量修建。但随着国内经济的快速发展，公路交通量不断增加，桥梁负荷日益加重，刚架拱桥这种集散为整的结构病害日益突出，普遍存在结构整体性较差、桥梁承载力不足的问题，严重威胁行车安全，急需进行加固。
刚架拱桥各拱片之间通过横系梁连接成整体，微弯板简支搭在拱片上。这种结构的整体性较差，较为典型的病害有：主拱片跨中发生下挠，微弯板开裂破损，横系梁根部开裂，与拱片联结变弱等。
刚架拱桥加固较为困难，加固措施一般采取哪里有缺陷就修补哪里的方法，如更换微弯板、更换横系梁、重新现浇桥面铺装等，但这种处理只能治标不治本，病害容易反复出现。
发明内容
本发明的针对现有技术中的不足，提供一种刚架拱桥的加固结构和方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种刚架拱桥的加固结构，其特征在于，包括：多个拱片、多个预制行车道板和钢结构横系梁；拱片呈凸字形，具有位于上部的凸块，凸块两侧设有外包钢板；各拱片均匀间隔排布，拱片之间安装有钢结构横系梁，拱片上均匀架设多个预制行车道板，各预制行车道板之间设有湿接缝，拱片的凸块部分位于湿接缝中，拱片、钢结构横系梁和预制行车道板通过现浇湿接缝连成整体。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
所述钢结构横系梁包括竖板、底板、粘贴钢板、角钢、加劲板、顶板、对拉锚栓和底板锚栓；
拱片侧面设有通孔，通孔内植入对拉锚栓，对拉锚栓穿过拱片，并在两侧固定有粘贴钢板，粘贴钢板外侧安装有角钢，相邻的两个角钢之间安装有竖板；
拱片底部也设有孔，孔内植入底板锚栓，拱片底部安装有底板，竖板顶部安装顶板，底板和顶板之间焊接有加劲板，其中，底板沿拱桥横桥向通长设置，顶板与预制行车道板底部平齐。
顶板上预埋有U型剪力钉，U型剪力钉位于湿接缝中。
预制行车道板顶部设有顶部外伸钢筋，相邻预制行车道板的顶部外伸钢筋焊接连接；预制行车道板底部还设有底部外伸钢筋，底部外伸钢筋在拱片处弯折，并与外包钢板焊接连接。
湿接缝中浇筑有自密实微膨胀混凝土，集料粒径不超过10mm。
此外，还提出了一种采用上述结构的加固方法：
将各拱片均匀间隔排布，在拱片侧面钻通孔，植入对拉锚栓，对拉锚栓穿过拱片，并在两侧固定粘贴钢板，然后在粘贴钢板外侧安装角钢，相邻的两个角钢之间安装竖板，焊接牢固；
在拱片底部钻孔，植入底板锚栓，在拱片底部安装底板，在竖板顶部安装顶板，并在底板和顶板之间焊接加劲板；
在顶板上预埋U型剪力钉，使U型剪力钉位于湿接缝中；
拱片上均匀架设多个预制行车道板，将相邻预制行车道板的顶部外伸钢筋焊接连接，底部外伸钢筋与外包钢板焊接连接；
现浇湿接缝，将拱片、钢结构横系梁和预制行车道板连成整体。
本发明的有益效果是：不仅提高了桥梁的横向整体性，还改善了拱片的受力，提高了桥梁承载能力，可从根本上解决刚架拱桥整体性差的问题。
附图说明
图1是本发明的整体示意图。
图2是本发明中A-A的平面剖视图。
图3是本发明中B-B的横断面剖视图。
图4是本发明钢结构横系梁的结构示意图。
图5是本发明中C-C的平面剖视图。
图6是本发明中D-D的横断面剖视图。
图7是本发明中E-E的横断面剖视图。
图8是钢结构横系梁与预制行车道板的结构示意图。
图9是拱片和预制行车道板的结构示意图。
附图标记如下：拱片1、预制行车道板2、湿接缝3、钢结构横系梁4、竖板4-1、底板4-2、粘贴钢板4-3、角钢4-4、加劲板4-5、顶板4-6、对拉锚栓4-7、底板锚栓4-8、U型剪力钉5、顶部外伸钢筋6、底部外伸钢筋7、外包钢板8。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，该刚架拱桥的加固结构和方法中涉及了多个拱片1、多个预制行车道板2和钢结构横系梁4。
拱片1截面呈倒T型（即凸字形），具有位于上部的凸块，凸块两侧固定有外包钢板8，拱片1由传统的I型截面梁变为T型截面梁，提高了拱片的承载能力。各拱片1均匀等间隔地排布，拱片1之间安装有钢结构横系梁4，拱片1上均匀架设有多个预制行车道板2，各预制行车道板2之间设有湿接缝3，从图3可看出，拱片1的凸块位置是在相邻的两个预制行车道板2之间，凸块部分位于湿接缝3中。
参照图9，预制行车道板2顶部设有顶部外伸钢筋6，相邻的预制行车道板2的顶部外伸钢筋6焊接相连。预制行车道板2底部还设有底部外伸钢筋7，底部外伸钢筋7伸至拱片处弯折，与外包钢板8焊接连接。然后通过在湿接缝3中现浇混凝土，将所有的拱片1、钢结构横系梁4和预制行车道板2连成整体，混凝土可采用自密实微膨胀混凝土，集料粒径不超过10mm，施工需保证混凝土浇筑密实。
如图4-7所示，钢结构横系梁4包括竖板4-1、底板4-2、粘贴钢板4-3、角钢4-4、加劲板4-5、顶板4-6、对拉锚栓4-7和底板锚栓4-8。首先在拱片1侧面钻通孔，植入对拉锚栓4-7，在拱片1两侧安装粘贴钢板4-3，对拉锚栓4-7穿过拱片1并且穿入粘贴钢板4-3，然后在每个粘贴钢板4-3的外侧安装角钢4-4，相邻的两个角钢4-4之间安装竖板4-1，并焊接牢固，竖板4-1其实也是安装在相邻的两个拱片1之间。
接着在拱片1底部钻孔，植入底板锚栓4-8，在拱片1底部安装底板4-2，底板锚栓4-8穿入底板4-2。在竖板4-1顶部安装顶板4-6，并在底板4-2和顶板4-6之间焊接加劲板4-5，其中，底板4-2沿拱桥横桥向通长设置，提高了拱片间的横向联系，而顶板4-6数量为多个，与预制行车道板2底部平齐，间隔地布置在各凸块间。
参照图8，在顶板4-6上预埋U型剪力钉5，U型剪力钉5位于湿接缝3中，将U型剪力钉与湿接缝3浇筑一体，进一步提高了拱片1间的横向联系。
本发明具体的实施步骤如下：
步骤一：拆除栏杆，凿除原桥面铺装层；
步骤二：拆除微弯板，拆除原横系梁，安装钢结构横系梁4，安装预制行车道板2；
施工过程严格遵守对称均衡的原则，从中间到两端，边装边拆，保证拱片的横向稳定，以及尽量减少上部结构恒载的变化量。
步骤三：浇筑预制行车道板2之间的湿接缝3。
浇筑湿接缝3之前，需先在钢结构横系梁4的顶板4-6上焊接U型剪力钉5，焊接相邻行车道板顶部外伸钢筋6，行车道板底部外伸钢筋7与拱片凸块外包钢板8焊接连接。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种刚架拱桥的加固结构，其特征在于，包括：多个拱片（1）、多个预制行车道板（2）和钢结构横系梁（4）；拱片（1）呈凸字形，具有位于上部的凸块，凸块两侧设有外包钢板（8）；各拱片（1）均匀间隔排布，拱片（1）之间安装有钢结构横系梁（4），拱片（1）上均匀架设多个预制行车道板（2），各预制行车道板（2）之间设有湿接缝（3），拱片（1）的凸块部分位于湿接缝（3）中，拱片（1）、钢结构横系梁（4）和预制行车道板（2）通过现浇湿接缝（3）连成整体。
2.一种如权利要求1所述的刚架拱桥的加固结构，其特征在于：所述钢结构横系梁（4）包括竖板（4-1）、底板（4-2）、粘贴钢板（4-3）、角钢（4-4）、加劲板（4-5）、顶板（4-6）、对拉锚栓（4-7）和底板锚栓（4-8）；
拱片（1）侧面设有通孔，通孔内植入对拉锚栓（4-7），对拉锚栓（4-7）穿过拱片（1），并在两侧固定有粘贴钢板（4-3），粘贴钢板（4-3）外侧安装有角钢（4-4），相邻的两个角钢（4-4）之间安装有竖板（4-1）；
拱片（1）底部也设有孔，孔内植入底板锚栓（4-8），拱片（1）底部安装有底板（4-2），竖板（4-1）顶部安装顶板（4-6），底板（4-2）和顶板（4-6）之间焊接有加劲板（4-5），其中，底板（4-2）沿拱桥横桥向通长设置，顶板（4-6）与预制行车道板（2）底部平齐。
3.一种如权利要求2所述的刚架拱桥的加固结构，其特征在于：顶板（4-6）上预埋有U型剪力钉（5），U型剪力钉（5）位于湿接缝（3）中。
4.一种如权利要求3所述的刚架拱桥的加固结构，其特征在于：预制行车道板（2）顶部设有顶部外伸钢筋（6），相邻预制行车道板（2）的顶部外伸钢筋（6）焊接连接；预制行车道板（2）底部还设有底部外伸钢筋（7），底部外伸钢筋（7）在拱片处弯折，并与外包钢板（8）焊接连接。
5.一种如权利要求1所述的刚架拱桥的加固结构，其特征在于：湿接缝（3）中浇筑有自密实微膨胀混凝土，集料粒径不超过10mm。
6.一种采用如权利要求4所述的加固结构的加固方法，包括以下步骤：
将各拱片（1）均匀间隔排布，在拱片（1）侧面钻通孔，植入对拉锚栓（4-7），对拉锚栓（4-7）穿过拱片（1），并在两侧固定粘贴钢板（4-3），然后在粘贴钢板（4-3）外侧安装角钢（4-4），相邻的两个角钢（4-4）之间安装竖板（4-1），焊接牢固；
在拱片（1）底部钻孔，植入底板锚栓（4-8），在拱片（1）底部安装底板（4-2），在竖板（4-1）顶部安装顶板（4-6），并在底板（4-2）和顶板（4-6）之间焊接加劲板（4-5）；
在顶板（4-6）上预埋U型剪力钉（5），使U型剪力钉（5）位于湿接缝（3）中；
拱片（1）上均匀架设多个预制行车道板（2），将相邻预制行车道板（2）的顶部外伸钢筋（6）焊接连接，底部外伸钢筋（7）与外包钢板（8）焊接连接；
现浇湿接缝（3），将拱片（1）、钢结构横系梁（4）和预制行车道板（2）连成整体。
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