CN107620263A - 一种增强桥梁横向联系的加固方法 - Google Patents

一种增强桥梁横向联系的加固方法 Download PDF

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Abstract

一种增强桥梁横向联系的加固方法，其特征在于在不中断桥梁路面交通的条件下，在桥梁的两两空心板梁(1)之间的铰缝(2)底部骑缝间隔摇摆钻设若干扇形孔(3)，在扇形孔(3)内植入V型筋(4)并预埋压浆嘴(5)，利用封缝胶(6)对铰缝(2)底部进行封闭，在桥面加载条件下自压浆嘴(5)将灌浆料(7)逐段压入铰缝(2)的内部，填充铰缝内部混凝土(21)的损伤裂缝(22)和扇形孔(3)，进而扇形孔(3)内的灌浆料固化并包裹V型筋(4)共同形成沿着铰缝(2)纵向间隔分布的离散性剪力键(8)，实现对桥梁横向联系的加固。该方法解决了现有空心板梁桥梁之间的铰缝损坏、横向联系薄弱、铰缝抗剪承载力不足的技术问题，克服了现有技术的缺陷，提供一种不破坏桥面铺装、少中断桥面交通、施工简便、快速高效、加固效果好的增强桥梁横向联系的加固方法。

Description

一种增强桥梁横向联系的加固方法
技术领域
本发明涉及一种桥梁加固方法，尤其是一种增强桥梁横向联系的加固方法，可广泛应用于桥梁加固技术领域。
背景技术
由于施工简便高效，我国小跨径桥梁大部分使用装配式铰接空心板梁结构，各空心板梁之间的横向联系是通过现浇企口混凝土联结，使空心板梁在横向形成整体，从而避免单片板梁受力，大大提高了横向刚度。然而，随着设计本身及车辆荷载标准的不断提高等原因，公路上大量旧桥梁不能满足新标准的使用要求，使得空心梁板底部铰缝内混凝土出现开裂、松动和脱落等病害，横向联结减弱，横向分布系数改变，甚至出现“单板受力”的最不利工作状态。
空心板梁之间的铰缝损坏作为桥梁病害中的常见问题，也是公路养护运营部门棘手的难题，资料显示：包括内蒙、山西、河南、安徽、浙江等省的公路桥梁检测中均有大量铰缝损坏的报道。铰缝损坏的传统修复与加固技术之一为重新铺装钢筋网法，其通过凿除、清理桥面铺装及破坏的铰缝混凝土，在桥面铺装上重新布置钢筋网，重新铺装桥面及铰缝混凝土，养护并恢复桥面交通；另外一种传统技术是设置剪力钢筋法，其要点是先凿除、清理桥面铺装及破坏的铰缝混凝土，然后在铰缝中穿过剪力钢筋，设置一定间距的上、下端分别锚固于板顶、板底的剪力钢筋实现剪力传递。以上传统方法均为常规修复铰缝损坏病害的方法，修复过程中需要长时间中断桥面交通，投入较大，工期较长，效果一般，不能快速解决空心板梁的铰缝病害。再如，中国专利CN103898841A公开了一种空心板桥梁加固方法，其首先清理桥梁的铺装和铰缝，再将钢板插入铰缝中，继而将钢板上、下端部固接，再恢复桥面铺装和路面结构。该方法也无可避免的需要凿除、清理桥面铺装，再恢复桥面铺装，修复过程中需要长时间中断桥面交通。
发明内容
本发明的目的为了解决现有空心板梁桥梁之间的铰缝损坏、横向联系薄弱、铰缝抗剪承载力不足的技术问题，克服现有技术的缺陷，提供一种不破坏桥面铺装、少中断桥面交通、施工简便、快速高效、加固效果好的增强桥梁横向联系的加固方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种增强桥梁横向联系的加固方法，其特征在于在不中断桥梁路面交通的条件下，在桥梁的两两空心板梁之间的铰缝底部骑缝间隔摇摆钻设若干扇形孔，在扇形孔内植入V型筋并预埋压浆嘴，利用封缝胶对铰缝底部进行封闭，在桥面加载条件下自压浆嘴将灌浆料逐段压入铰缝的内部，填充铰缝内部混凝土的损伤裂缝和扇形孔，进而扇形孔内的灌浆料固化并包裹V型筋共同形成沿着铰缝纵向间隔分布的离散性剪力键，实现对桥梁横向联系的加固，所述方法包括下述步骤：
A.表面清理：对铰缝内部混凝土的受损混凝土碎块及杂物进行清理，打磨铰缝底部的两侧表面；
B.摇摆钻孔：利用钻头向铰缝两侧斜向钻入，然后朝另一方向改变钻头角度旋转钻孔，形成外小内大的扇形孔，扇形孔的底部宽度20mm～50mm，扇形孔的两侧角度为-45°至45°之间，扇形孔沿着铰缝纵向中心间距为30cm～50cm，钻孔完毕后进行扇形孔的内部清理，可采用用高压空气清理；
C.V型筋设置：将预先制作的V型筋沿着扇形孔的两侧斜向插入，在扇形孔的内部形成增强件，V型筋的直径宜为14mm～25mm，宜采用带肋钢筋制作；
D.压浆嘴埋设：在每一扇形孔的中心位置插入压浆嘴，采用水泥砂浆、聚合物砂浆、环氧砂浆或环氧树脂胶将压浆嘴粘结固定；
E.封缝：利用封缝胶对铰缝底部进行封闭，封缝胶沿铰缝的纵向底部及两侧均匀涂抹，固化后沿缝涂刷一层肥皂水，从压浆嘴中通入压缩空气以检查缝的密封效果，并对漏气部位进行补封处理；
F.桥面加载：用重物压重或汽车加载方法对桥面临时施加荷载，扩展铰缝内部混凝土的损伤裂缝，提高压浆材料的灌入效率；
G.压浆：在桥面加载条件下自压浆嘴将灌浆料逐段压入铰缝的内部，压浆施工自铰缝一端向另一端逐段进行，压浆压力控制在0.1MPa以上，直到临近的压浆嘴溢出灌浆料后停止，依次移至下一压浆嘴重复上述过程，灌浆料填充铰缝内部混凝土的损伤裂缝和扇形孔；
H.桥面卸载：待压浆完成后，卸除桥面临时施加荷载，铰缝内部混凝土的损伤裂缝回缩，压缩裂缝内部的灌浆料；
I.养护：对桥梁路面交通进行临时管制，养护时间不小于小时，损伤裂缝内的灌浆料固化恢复铰缝内部混凝土的完整性，扇形孔内的灌浆料固化并包裹V型筋共同形成沿着铰缝纵向间隔分布的离散性剪力键；
J.表面清理恢复：割除压浆嘴突出于空心板梁底面部分，对空心板梁底面进行清洁、打磨，去除杂物。
所述的V型筋也可替换为U型筋。
所述的封缝胶和灌浆料各为水泥砂浆、聚合物砂浆、环氧砂浆或环氧树脂胶中的一种。
所述的压浆嘴采用PVC管、金属管或塑料软管，埋设深度应不小于铰缝深度的2/3，压浆嘴下端设置有开闭开关。
本发明的一种增强桥梁横向联系的加固方法，不破坏桥面铺装，在不中断桥梁路面交通的条件下，在桥梁下部完成所有施工，最大程度的减小对桥面交通的影响，通过对桥面临时施加荷载，扩展铰缝内部混凝土的损伤裂缝，提高压浆材料的灌入效率，解决普通压浆方法压浆材料由于内部混凝土的损伤裂缝堵塞而难以灌入的难题；通过在铰缝底部骑缝间隔摇摆钻设若干扇形孔，并在扇形孔内植入V型筋，扇形孔内的灌浆料固化并包裹V型筋共同形成沿着铰缝纵向间隔分布的离散性剪力键，若干离散性剪力键连接相邻两侧空心板梁，实现剪力传递，进而实现对桥梁横向联系的加固，大大改善各个板梁间横向分布力不均的问题，有效降低“单板受力”这种不利状态的可能性。
本发明的有益效果如下：
(1)整个加固过程不破坏桥面铺装，少中断交通，社会影响小，施工过程可以保证桥梁的正常使用。
(2)摇摆钻孔对铰缝底部钻设外小内大的扇形孔，其内部后灌入的灌浆料形成了两侧空心板梁的离散性剪力键，V型筋对扇形孔内的灌浆料起到加强与共同传力的作用，大幅增强了桥梁的横向联系。
(3)桥面临时施加荷载扩展了铰缝内部混凝土的损伤裂缝，提高了压浆材料的灌入效率，有效恢复了受损铰缝内部混凝土的整体性。
(4)施工步骤简单易操作、快速高效且投入较低，修复铰缝在一定程度上提高了桥梁的纵向抗弯刚度。
附图说明：
图1是一种增强桥梁横向联系的加固方法工艺流程图；
图2是一种增强桥梁横向联系的加固方法的铰缝局部放大图；
图3是一种增强桥梁横向联系的加固方法的V型筋大样图；
图4是一种增强桥梁横向联系的加固方法的空心板梁底部平面图；
图5是一种增强桥梁横向联系的加固方法的表面清理的步骤示意图；
图6是一种增强桥梁横向联系的加固方法的摇摆钻孔的步骤示意图；
图7是一种增强桥梁横向联系的加固方法的植入V型筋的步骤示意图；
图8是一种增强桥梁横向联系的加固方法的预埋压浆嘴的步骤示意图；
图9是一种增强桥梁横向联系的加固方法的封缝的步骤示意图；
图10是一种增强桥梁横向联系的加固方法的桥面加载的步骤示意图；
图11是一种增强桥梁横向联系的加固方法的压浆的步骤示意图；
图12是一种增强桥梁横向联系的加固方法的桥面卸载、养护并表面清理恢复的步骤示意图；
图13是一种增强桥梁横向联系的加固方法的空心板梁底部加固完成效果平面图。
在附图中，1为空心板梁，2为铰缝，3为扇形孔，4为V型筋，5为压浆嘴，6为封缝胶，7为灌浆料，8为离散性剪力键，21为铰缝内部混凝土，22为铰缝内部混凝土的损伤裂缝。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1～图13所示的实施例是一种增强桥梁横向联系的加固方法，其特征在于在不中断桥梁路面交通的条件下，在桥梁的两两空心板梁1之间的铰缝2底部骑缝间隔摇摆钻设若干扇形孔3，在扇形孔3内植入V型筋4并预埋压浆嘴5，利用封缝胶6对铰缝2底部进行封闭，在桥面加载条件下自压浆嘴5将灌浆料7逐段压入铰缝2的内部，填充铰缝内部混凝土21的损伤裂缝22和扇形孔3，进而扇形孔3内的灌浆料固化并包裹V型筋4共同形成沿着铰缝2纵向间隔分布的离散性剪力键8，实现对桥梁横向联系的加固，所述方法包括下述步骤：
A.表面清理：对铰缝2内部混凝土21的受损混凝土碎块及杂物进行清理，打磨铰缝2底部的两侧表面；
B.摇摆钻孔：利用钻头向铰缝2两侧斜向钻入，然后朝另一方向改变钻头角度旋转钻孔，形成外小内大的扇形孔3，扇形孔3的底部宽度20mm～50mm，扇形孔3的两侧角度为-45°至45°之间，扇形孔3沿着铰缝2纵向中心间距为30cm～50cm，钻孔完毕后进行扇形孔3的内部清理，可采用用高压空气清理；
C.V型筋设置：将预先制作的V型筋4沿着扇形孔3的两侧斜向插入，在扇形孔3的内部形成增强件，V型筋的直径宜为14mm～25mm，宜采用带肋钢筋制作；
D.压浆嘴埋设：在每一扇形孔3的中心位置插入压浆嘴5，采用水泥砂浆、聚合物砂浆、环氧砂浆或环氧树脂胶将压浆嘴5粘结固定；
E.封缝：利用封缝胶6对铰缝2底部进行封闭，封缝胶6沿铰缝2的纵向底部及两侧均匀涂抹，固化后沿缝涂刷一层肥皂水，从压浆嘴5中通入压缩空气以检查缝的密封效果，并对漏气部位进行补封处理；
F.桥面加载：用重物压重或汽车加载方法对桥面临时施加荷载，扩展铰缝内部混凝土21的损伤裂缝22，提高压浆材料的灌入效率；
G.压浆：在桥面加载条件下自压浆嘴5将灌浆料7逐段压入铰缝2的内部，压浆施工自铰缝2一端向另一端逐段进行，压浆压力控制在0.1MPa以上，直到临近的压浆嘴5溢出灌浆料7后停止，依次移至下一压浆嘴5重复上述过程，灌浆料7填充铰缝内部混凝土21的损伤裂缝22和扇形孔3；
H.桥面卸载：待压浆完成后，卸除桥面临时施加荷载，铰缝内部混凝土21的损伤裂缝22回缩，压缩裂缝内部的灌浆料7；
I.养护：对桥梁路面交通进行临时管制，养护时间不小于12小时，损伤裂缝22内的灌浆料固化恢复铰缝内部混凝土21的完整性，扇形孔3内的灌浆料固化并包裹V型筋4共同形成沿着铰缝2纵向间隔分布的离散性剪力键8；
J.表面清理恢复：割除压浆嘴5突出于空心板梁1底面部分，对空心板梁1底面进行清洁、打磨，去除杂物。
所述的V型筋4也可替换为U型筋。
所述的封缝胶6和灌浆料7各为水泥砂浆、聚合物砂浆、环氧砂浆或环氧树脂胶中的一种。
所述的压浆嘴5采用PVC管、金属管或塑料软管，埋设深度应不小于铰缝2深度的2/3，压浆嘴5下端设置有开闭开关。

Claims (4)

1.一种增强桥梁横向联系的加固方法，其特征在于在不中断桥梁路面交通的条件下，在桥梁的两两空心板梁(1)之间的铰缝(2)底部骑缝间隔摇摆钻设若干扇形孔(3)，在扇形孔(3)内植入V型筋(4)并预埋压浆嘴(5)，利用封缝胶(6)对铰缝(2)底部进行封闭，在桥面加载条件下自压浆嘴(5)将灌浆料(7)逐段压入铰缝(2)的内部，填充铰缝内部混凝土(21)的损伤裂缝(22)和扇形孔(3)，进而扇形孔(3)内的灌浆料固化并包裹V型筋(4)共同形成沿着铰缝(2)纵向间隔分布的离散性剪力键(8)，实现对桥梁横向联系的加固，所述方法包括下述步骤：
A.表面清理：对铰缝(2)内部混凝土(21)的受损混凝土碎块及杂物进行清理，打磨铰缝(2)底部的两侧表面；
B.摇摆钻孔：利用钻头向铰缝(2)两侧斜向钻入，然后朝另一方向改变钻头角度旋转钻孔，形成外小内大的扇形孔(3)，扇形孔(3)的底部宽度20mm～50mm，扇形孔(3)的两侧角度为-45°至45°之间，扇形孔(3)沿着铰缝(2)纵向中心间距为30cm～50cm，钻孔完毕后进行扇形孔(3)的内部清理；
C.V型筋设置：将预先制作的V型筋(4)沿着扇形孔(3)的两侧斜向插入，在扇形孔(3)的内部形成增强件；
D.压浆嘴埋设：在每一扇形孔(3)的中心位置插入压浆嘴(5)，采用水泥砂浆、聚合物砂浆、环氧砂浆或环氧树脂胶将压浆嘴(5)粘结固定；
E.封缝：利用封缝胶(6)对铰缝(2)底部进行封闭，封缝胶(6)沿铰缝(2)的纵向底部及两侧均匀涂抹；
F.桥面加载：用重物压重或汽车加载方法对桥面临时施加荷载，扩展铰缝内部混凝土(21)的损伤裂缝(22)，提高压浆材料的灌入效率；
G.压浆：在桥面加载条件下自压浆嘴(5)将灌浆料(7)逐段压入铰缝(2)的内部，压浆施工自铰缝(2)一端向另一端逐段进行，压浆压力控制在0.1MPa以上，直到临近的压浆嘴(5)溢出灌浆料(7)后停止，依次移至下一压浆嘴(5)重复上述过程，灌浆料(7)填充铰缝内部混凝土(21)的损伤裂缝(22)和扇形孔(3)；
H.桥面卸载：待压浆完成后，卸除桥面临时施加荷载，铰缝内部混凝土(21)的损伤裂缝(22)回缩，压缩裂缝内部的灌浆料(7)；
I.养护：对桥梁路面交通进行临时管制，养护时间不小于12小时，损伤裂缝(22)内的灌浆料固化恢复铰缝内部混凝土(21)的完整性，扇形孔(3)内的灌浆料固化并包裹V型筋(4)共同形成沿着铰缝(2)纵向间隔分布的离散性剪力键(8)；
J.表面清理恢复：割除压浆嘴(5)突出于空心板梁(1)底面部分，对空心板梁(1)底面进行清洁、打磨，去除杂物。
2.根据权利要求1所述的一种增强桥梁横向联系的加固方法，其特征在于所述的V型筋(4)也可替换为U型筋。
3.根据权利要求1所述的一种增强桥梁横向联系的加固方法，其特征在于所述的封缝胶(6)和灌浆料(7)各为水泥砂浆、聚合物砂浆、环氧砂浆或环氧树脂胶中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种增强桥梁横向联系的加固方法，其特征在于所述的压浆嘴(5)采用PVC管、金属管或塑料软管，埋设深度应不小于铰缝(2)深度的2/3，压浆嘴(5)下端设置有开闭开关。
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