CN109338903A - 一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构 - Google Patents
一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109338903A CN109338903A CN201811154496.2A CN201811154496A CN109338903A CN 109338903 A CN109338903 A CN 109338903A CN 201811154496 A CN201811154496 A CN 201811154496A CN 109338903 A CN109338903 A CN 109338903A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- layer
- steel bridge
- bridge deck
- fibre reinforced
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 279
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 279
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims abstract description 72
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 57
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 34
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 29
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 27
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 27
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 22
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 19
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 32
- 239000011374 ultra-high-performance concrete Substances 0.000 description 20
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 13
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 reinforcing bar Chemical compound 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000002929 anti-fatigue Effects 0.000 description 1
- 230000003487 anti-permeability effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000006263 metalation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
- E01D19/08—Damp-proof or other insulating layers; Drainage arrangements or devices ; Bridge deck surfacings
- E01D19/083—Waterproofing of bridge decks; Other insulations for bridges, e.g. thermal ; Bridge deck surfacings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
- E01D19/12—Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges
- E01D19/125—Grating or flooring for bridges
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D22/00—Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：它包括已疲劳开裂钢桥面板、纤维增强复合材料层、剪力连接件、钢筋网以及混凝土层，所述纤维增强复合材料层上设置剪力连接件，所述纤维增强复合材料层铺设至已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位，所述钢筋网安放在已疲劳开裂钢桥面板上，所述混凝土层浇筑到已疲劳开裂钢桥面板上，且覆盖剪力连接件、钢筋网与已疲劳开裂钢桥面板连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于钢桥面板加固的桥梁结构，特别是一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构。
背景技术
正交异性钢桥面板自问世以来，以其自重轻，极限承载力大，适用范围广，施工周期短，梁高低，造型优美，受到桥梁设计者的青睐，尤其适用于大跨径桥梁。但是随着服务年限的增长，由于自身结构刚度不均匀，加之我国桥梁交通量大，超载严重，桥梁所处环境恶劣等因素，其弊端也日渐凸显，钢桥面板出现了不同的疲劳开裂和铺装损坏两大病害。国内已建的较为著名的广东虎门大桥主梁均采用钢箱梁，桥面板采用正交异性钢桥面板，运营不久后皆出现了不同程度的疲劳损伤、开裂病害甚至破坏，导致桥梁承载能力、通行能力大大降低，不得不采取限重、限速等，同时其使用寿命也大大缩短。针对这两大病害，提出了各种加固方案，其中专利《一种无需修补已疲劳开裂钢桥面板的轻型组合加固结构》提出了带有焊接短栓钉的钢板点焊于已裂桥面板，同时桥面板焊接短栓钉，最后浇筑超高性能混凝土，形成组合加固结构，以此来达到加固作用。
但是该结构仍存在以下诸多问题：1. 由于交通流大，超载严重，而且外部环境恶劣，未对已开裂桥面板进行加固，钢桥面板有进一步腐蚀，开裂甚至破坏的风险； 2. 原专利钢板条点焊于已裂桥面板，不能与已裂桥面板紧密结合，必然留有空隙，存在腐蚀风险，并且不能与原有桥面板共同受力；3. 钢板条密度较大，采用过多的钢板条会增加桥梁自重，降低承载力；所用超高性能混凝土一般要进行高温蒸养，施工工序复杂； 4. 在已开裂钢桥面板上焊接大量栓钉，会引入焊接残余应力，甚至形成新裂纹，进一步削弱了钢桥面板的承载力。
发明内容
本发明的目的是提供一种粘结可靠、抗疲劳性好、施工简便的种对已疲劳开裂钢桥面板加固结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括已疲劳开裂钢桥面板、纤维增强复合材料层、剪力连接件、钢筋网以及混凝土层，所述纤维增强复合材料层上设置剪力连接件，所述纤维增强复合材料层铺设至已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位,是通过环氧树脂胶紧密黏贴于钢桥面板上，所述钢筋网安放在已疲劳开裂钢桥面板上，所述混凝土层浇筑到已疲劳开裂钢桥面板上，且覆盖剪力连接件、钢筋网与已疲劳开裂钢桥面板连接。
本发明已疲劳开裂钢桥面板上设置剪力连接件，所述纤维增强复合材料层铺设至已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位，所述钢筋网安放在已疲劳开裂钢桥面板上，所述混凝土层浇筑到已疲劳开裂钢桥面板上，且覆盖剪力连接件、钢筋网与已疲劳开裂钢桥面板连接。
本发明的混凝土层，也可以采用轻骨料混凝土，加之重量较轻的铝板条，可以形成四种方案，超高性能混凝土+钢板条、超高性能混凝土+铝板条、轻骨料混凝土+钢板条、轻骨料+铝板条。
本发明的纤维增强复合材料层包括纤维增强材料条、金属板条，例如钢板条、碳纤维板条、碳纤维布条，所述纤维增强材料条位于纤维增强复合材料层底端，所述金属板条略大于纤维增强材料条，安放在纤维增强材料条上；纤维增强材料（如碳纤维布CFRP），物理特性类似于布料，无法利用剪力连接件与钢桥面连接，纤维增强材料利用有机胶与桥面板紧密黏贴，不留空隙，主要目的一是防止钢桥面板进一步腐蚀，二是抑制了钢桥面的裂纹的进一步扩展。
本发明的纤维增强复合材料层若采用钢板条，顶面可焊接栓钉、钢筋头、T型钢、L型钢、PBL开孔钢板等剪力连接件；若采用碳纤维强化板，其顶面可粘结T型钢或T型碳纤维型材、L型钢或L型碳纤维型材剪力连接件；若采用碳纤维布条，考虑到厚度很薄，其上不再设置剪力键。
本发明带剪力键的纤维增强复合材料层通过有机结构胶沿横桥向粘结在已开裂钢桥面板顶面，协同超高性能混凝土底面受拉，以弥补原钢桥面板疲劳开裂的不足；通过有机结构胶粘结，可确保强化条与原钢桥面板紧密贴合，避免间隙，改善两者间的协同受力。
本发明的纤维增强复合材料层上设有一个或一个以上的剪力连接件，所述纤维增强材料与钢桥面板胶结; 所述金属板条稍宽于纤维增强材料层，通过胶结与FRP层紧密结.合，通过焊接，栓接，或者胶结与钢桥面板结合，这样的话既可以共同受力，又没有空隙可以防腐;3连接件一般采用焊接的方式与金属板条和桥面板连接，并不能和纤维增强材料连接。
本发明纤维增强复合材料的纤维增强材料条通过胶结材料与已疲劳开裂钢桥面板紧密粘结，所述剪力连接件通过焊接，栓接，或者胶结的方式与纤维增强复合材料的金属板条紧密粘结，并对钢桥面板进行抛光打磨。
本发明纤维增强复合材料层的长度等于已疲劳开裂钢桥面板的宽度，纤维增强复合材料层中可设有金属板条，金属板条通过包括焊接、胶结、栓接的连接方式定位于钢桥面板上。
本发明的剪力连接件包括栓钉、T型钢、角钢、L型钢、钢筋连接件、PBL开孔钢板连接件、T型碳纤维型材、L型碳纤维型材剪力连接件，剪力键布置在纤维增强复合材料层中相邻强化板条的间隙区域。
本发明的纤维增强复合材料层可以做成碳纤维布或碳纤维板条放在已疲劳开裂钢桥面板上使用。
本发明的钢筋网为多层钢筋网，所述钢筋网分为纵、横桥向两层，其中横桥向钢筋布置在上层、纵桥向钢筋布置在下层，纵、横桥向钢筋在交叉点位置可采用绑扎形式，钢筋网位于纤维增强复合材料层的下方和/或上方；钢筋网由以相邻钢筋间距20-70mm、交错铺设的纵向钢筋和横向钢筋组成，钢筋直径为8-16mm。
本发明的混凝土层上设有磨耗层，磨耗层包括沥青混凝土类和树脂类。
本发明对原有桥面板进行加固, 采用注胶方式填补裂缝，刷漆保护钢桥面板。
本发明用FRP板条（如碳纤维布），与已裂钢板紧密结合，解决钢板条与开裂桥面板之间的空隙问题，同时解决了其可能存在的腐蚀问题。
本发明可适当减少钢板条的数量，亦可采用铝板条，或者两者的混和使用，其板条宽度应稍大于FRP板条宽度，金属板条（钢和/或铝板条），与钢桥面板可采用焊接（点焊，全焊）,胶接，以及栓接形式形成可靠连接。也可采用其他混凝土材料（如轻骨料混凝土），通过布置多层钢筋，使其抗拉强度满足工程要求，同时减小了结构自重，提高承载力，施工工序简单，成本低廉。
本发明钢桥面板和金属板条（钢和、或铝板条）不采用剪力键或采用少量栓钉，或者采用少量更大刚度的剪力键形式（型钢、钢筋、PBL连接件）等。
本发明的纤维增强材料通过胶结材料与钢桥面板紧密粘结，必要时要对钢桥面板进行抛光打磨。
进一步，所述金属板条的长度等于已疲劳开裂钢桥面板的宽度，其宽度为根据具体情况决定，金属板条通过多种可靠连接方式（如焊接、胶结、栓接等）定位于钢桥面板上。
进一步的改进方案为，所述已疲劳开裂钢桥面板上宜焊接栓钉，所述金属板条可铺设在栓钉间隙之间，也可以采用开孔钢板的形式。
进一步，所述短栓钉的高度为30~50mm，直径为10~25mm。
进一步的改进方案为，所述组合加固结构还包括布置在混凝土层中的多层钢筋网，钢筋网位于金属板条的下方和/或上方。钢筋网由以相邻钢筋间距20-70mm、交错铺设的纵向钢筋和横向钢筋组成，钢筋直径为8-16mm。
本发明还包括已疲劳开裂钢桥面板、粘结在已裂钢桥面板上的强化条（强化条上可选择布置剪力连接件）、焊接在原钢桥面板上的剪力连接件、钢筋网、超高性能混凝土层及磨耗层，所述强化条通过有机结构胶沿横桥向粘结在已裂钢桥面板上，所述钢筋网安放在已裂钢桥面板上，所述超高性能混凝土层浇筑在已裂钢桥面板上，且覆盖强化条、剪力连接件、钢筋网，所述磨耗层浇筑在超高性能混凝土层上。
本发明的强化条可以是钢板条、碳纤维板条、碳纤维布条。若采用钢板条，顶面可焊接栓钉、钢筋头、T型钢、L型钢、PBL开孔钢板等剪力连接件；若采用碳纤维强化板，其顶面可粘结T型钢或T型碳纤维型材、L型钢或L型碳纤维型材剪力连接件；若采用碳纤维布条，考虑到厚度很薄，其上不再设置剪力键。
本发明的带剪力键（若有）的强化条通过有机结构胶沿横桥向粘结在已开裂钢桥面板顶面，协同超高性能混凝土底面受拉，以弥补原钢桥面板疲劳开裂的不足。通过有机结构胶粘结，可确保强化条与原钢桥面板紧密贴合，避免间隙，改善两者间的协同受力。
本发明已开裂钢桥面板上焊接有剪力键。所述剪力键可以是T型钢、L型钢、PBL开孔钢板等形式，剪力键布置在相邻强化板条的间隙区域。
本发明的钢筋网布置在已开裂钢桥面板及强化条的上方，且错开剪力键位置。所述钢筋网分为纵、横桥向两层。钢筋网主要起到对超高性能混凝土层加强的作用，其中横桥向钢筋布置在上层、纵桥向钢筋布置在下层，纵、横桥向钢筋在交叉点位置可采用绑扎形式。
本发明的超高性能混凝土是指无粗骨料、掺入硅灰等活性组分、掺入钢纤维、水胶比不超过0.25，抗压强度不低于100MPa，抗拉强度不低于5MPa的水泥基复合材料。所述超高性能混凝土铺设在钢桥面板上方，覆盖强化条、剪力键及钢筋网。
本发明针对已裂钢桥面板提出一种轻型组合加固结构，提高桥面刚度，避免钢桥面疲劳裂缝继续扩展，延长钢桥面的使用寿命。与现有技术相比，本发明中的强化条可以是钢板条、碳纤维板条、碳纤维布条等形式，若采用钢板条或碳纤维板条，剪力键可预先焊接或胶结在强化条上，若采用碳纤维布条，其上无需设置剪力键，而强化条仅需通过有机结构胶粘结在原钢桥面板顶面，既能确保强化条与原钢桥面板紧密粘结，又能降低现场施工难度。在相邻强化板条间，原钢桥面上焊接有T型钢、L型钢、PBL开孔钢板等剪力键，与小型栓钉相比，这类剪力键的抗剪强度和刚度大幅提高，从而可降低剪力键布置密度，同样能够减小现场焊接工作量。
因此，本发明中的强化板条能够与原钢桥面板紧密结合，避免原钢桥面板因疲劳开裂而引起超高性能混凝土底面抗裂强度不足的问题。同时，强化条及剪力键的均施工简便、结合牢固，具有极大的良好的应用价值和经济效益，在旧钢桥桥面加固中具有广阔的应用前景。
本发明的有益效果是：1.FRP材料与钢桥面板胶结不留空隙，还有防腐功能，金属板条不能简单的认为对钢桥面板的加固，同时，也提高了混凝土底层的抗拉能力，也是结构受力，2.栓钉的布置应该考虑到原专利在桥面板上大量焊接，有削弱作用，本专利根据实际情况在桥面上布置栓钉，更加合理。3.采用混凝土层的表述可以涵盖更广的范围，可以包含轻骨料混凝土，轻骨料混凝土的自重轻，弹模低、韧性高、抗变形能力好、抗渗性能好、保温隔热。且能有效解决其上铺装层的开裂、推移、拥包和防水等问题，可以适当提及，对比超高性能混凝土的特点。
混凝土层内的钢筋网提高了混凝土层横桥向和顺桥向的抗拉、抗剪能力。
根据不同受力要求布置不同的剪力连接件，更符合受力要求。
通过采用本发明的对已疲劳开裂钢桥面板加固技术，基本消除了已开裂钢桥面板再开裂的可能性，带裂缝的钢桥面板依然可以作为永久性构件在整个设计周期中继续服役，延长其抗疲劳寿命，提高桥面系的耐久性，本发明中对已疲劳开裂钢桥面板加固技术，具有对已疲劳开裂钢桥面板加固作用，超高性能混凝土层底面抗拉性好、金属板条与混凝土层粘结可靠、抗疲劳性好、施工简便等优点，具有极大的使用价值和良好的经济效益，在钢桥建设领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2本发明侧面视图。
图中：1-已疲劳开裂钢桥面板、2-纤维增强复合材料层、3-剪力连接件、4-钢筋网、5-混凝土层、6-磨耗层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1，本发明包括已疲劳开裂钢桥面板、纤维增强FRP材料，金属板条，剪力连接键以及混凝土层。
所述已疲劳开裂钢桥面板上可根据实际情况布置栓钉，若布置栓钉，间距采用100~300mm，所述FRP材料采用胶结材料与钢桥面板能紧密黏贴。
金属板条通过可靠连接与钢桥面板牢固链接，在金属板条上布置剪力键，，然后布置两层或多层钢筋网，钢筋间距待定，最后浇筑混凝土层，参阅图1至图2。
实施例2，本发明也可包括已疲劳开裂钢桥面板、纤维增强复合材料层、剪力连接件、钢筋网以及混凝土层，所述纤维增强复合材料层上设置剪力连接件，所述纤维增强复合材料层铺设至已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位,是通过环氧树脂胶紧密黏贴于钢桥面板上，所述钢筋网安放在已疲劳开裂钢桥面板上，所述混凝土层浇筑到已疲劳开裂钢桥面板上，且覆盖剪力连接件、钢筋网与已疲劳开裂钢桥面板连接，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例3，本发明已疲劳开裂钢桥面板上设置剪力连接件，所述纤维增强复合材料层铺设至已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位，所述钢筋网安放在已疲劳开裂钢桥面板上，所述混凝土层浇筑到已疲劳开裂钢桥面板上，且覆盖剪力连接件、钢筋网与已疲劳开裂钢桥面板连接，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例4，本发明的混凝土层，也可以采用轻骨料混凝土，加之重量较轻的铝板条，可以形成四种方案，超高性能混凝土+钢板条、超高性能混凝土+铝板条、轻骨料混凝土+钢板条、轻骨料+铝板条，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例5，本发明的纤维增强复合材料层包括纤维增强材料条、金属板条，例如钢板条、碳纤维板条、碳纤维布条，所述纤维增强材料条位于纤维增强复合材料层底端，所述金属板条略大于纤维增强材料条，安放在纤维增强材料条上；纤维增强材料（如碳纤维布CFRP），物理特性类似于布料，无法利用剪力连接件与钢桥面连接，纤维增强材料利用有机胶与桥面板紧密黏贴，不留空隙，主要目的一是防止钢桥面板进一步腐蚀，二是抑制了钢桥面的裂纹的进一步扩展，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例6，本发明的纤维增强复合材料层若采用钢板条，顶面可焊接栓钉、钢筋头、T型钢、L型钢、PBL开孔钢板等剪力连接件；若采用碳纤维强化板，其顶面可粘结T型钢或T型碳纤维型材、L型钢或L型碳纤维型材剪力连接件；若采用碳纤维布条，考虑到厚度很薄，其上不再设置剪力键，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例7，本发明带剪力键的纤维增强复合材料层通过有机结构胶沿横桥向粘结在已开裂钢桥面板顶面，协同超高性能混凝土底面受拉，以弥补原钢桥面板疲劳开裂的不足；通过有机结构胶粘结，可确保强化条与原钢桥面板紧密贴合，避免间隙，改善两者间的协同受力，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例8，本发明的纤维增强复合材料层上设有一个或一个以上的剪力连接件，所述纤维增强材料与钢桥面板胶结; 所述金属板条稍宽于纤维增强材料层，通过胶结与FRP层紧密结.合，通过焊接，栓接，或者胶结与钢桥面板结合，这样的话既可以共同受力，又没有空隙可以防腐;3连接件一般采用焊接的方式与金属板条和桥面板连接，并不能和纤维增强材料连接，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例9，本发明纤维增强复合材料的纤维增强材料条通过胶结材料与已疲劳开裂钢桥面板紧密粘结，所述剪力连接件通过焊接，栓接，或者胶结的方式与纤维增强复合材料的金属板条紧密粘结，并对钢桥面板进行抛光打磨，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例10，本发明纤维增强复合材料层的长度等于已疲劳开裂钢桥面板的宽度，纤维增强复合材料层中可设有金属板条，金属板条通过包括焊接、胶结、栓接的连接方式定位于钢桥面板上，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例11，本发明的剪力连接件包括栓钉、T型钢、角钢、L型钢、钢筋连接件、PBL开孔钢板连接件、T型碳纤维型材、L型碳纤维型材剪力连接件，剪力键布置在纤维增强复合材料层中相邻强化板条的间隙区域，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例12，本发明的纤维增强复合材料层可以做成碳纤维布或碳纤维板条放在已疲劳开裂钢桥面板上使用，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例13，本发明的钢筋网为多层钢筋网，所述钢筋网分为纵、横桥向两层，其中横桥向钢筋布置在上层、纵桥向钢筋布置在下层，纵、横桥向钢筋在交叉点位置可采用绑扎形式，钢筋网位于纤维增强复合材料层的下方和/或上方；钢筋网由以相邻钢筋间距20-70mm、交错铺设的纵向钢筋和横向钢筋组成，钢筋直径为8-16mm，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例14，本发明的混凝土层上设有磨耗层，磨耗层包括沥青混凝土类和树脂类，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例15，本发明对原有桥面板进行加固, 采用注胶方式填补裂缝，刷漆保护钢桥面板，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例16，本发明用FRP板条（如碳纤维布），与已裂钢板紧密结合，解决钢板条与开裂桥面板之间的空隙问题，同时解决了其可能存在的腐蚀问题，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例17，本发明可适当减少钢板条的数量，亦可采用铝板条，或者两者的混和使用，其板条宽度应稍大于FRP板条宽度，金属板条（钢和/或铝板条），与钢桥面板可采用焊接（点焊，全焊）,胶接，以及栓接形式形成可靠连接。也可采用其他混凝土材料（如轻骨料混凝土），通过布置多层钢筋，使其抗拉强度满足工程要求，同时减小了结构自重，提高承载力，施工工序简单，成本低廉，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例18，本发明钢桥面板和金属板条（钢和、或铝板条）不采用剪力键或采用少量栓钉，或者采用少量更大刚度的剪力键形式（型钢、钢筋、PBL连接件）等，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例19，本发明的纤维增强材料通过胶结材料与钢桥面板紧密粘结，必要时要对钢桥面板进行抛光打磨。
进一步，所述金属板条的长度等于已疲劳开裂钢桥面板的宽度，其宽度为根据具体情况决定，金属板条通过多种可靠连接方式（如焊接、胶结、栓接等）定位于钢桥面板上。
进一步的改进方案为，所述已疲劳开裂钢桥面板上宜焊接栓钉，所述金属板条可铺设在栓钉间隙之间，也可以采用开孔钢板的形式。
进一步，所述短栓钉的高度为30~50mm，直径为10~25mm。
进一步的改进方案为，所述组合加固结构还包括布置在混凝土层中的多层钢筋网，钢筋网位于金属板条的下方和/或上方。钢筋网由以相邻钢筋间距20-70mm、交错铺设的纵向钢筋和横向钢筋组成，钢筋直径为8-16mm，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
实施例20，本发明还包括已疲劳开裂钢桥面板、粘结在已裂钢桥面板上的强化条（强化条上可选择布置剪力连接件）、焊接在原钢桥面板上的剪力连接件、钢筋网、超高性能混凝土层及磨耗层，所述强化条通过有机结构胶沿横桥向粘结在已裂钢桥面板上，所述钢筋网安放在已裂钢桥面板上，所述超高性能混凝土层浇筑在已裂钢桥面板上，且覆盖强化条、剪力连接件、钢筋网，所述磨耗层浇筑在超高性能混凝土层上。
本发明的强化条可以是钢板条、碳纤维板条、碳纤维布条。若采用钢板条，顶面可焊接栓钉、钢筋头、T型钢、L型钢、PBL开孔钢板等剪力连接件；若采用碳纤维强化板，其顶面可粘结T型钢或T型碳纤维型材、L型钢或L型碳纤维型材剪力连接件；若采用碳纤维布条，考虑到厚度很薄，其上不再设置剪力键。
本发明的带剪力键（若有）的强化条通过有机结构胶沿横桥向粘结在已开裂钢桥面板顶面，协同超高性能混凝土底面受拉，以弥补原钢桥面板疲劳开裂的不足。通过有机结构胶粘结，可确保强化条与原钢桥面板紧密贴合，避免间隙，改善两者间的协同受力。
本发明已开裂钢桥面板上焊接有剪力键。所述剪力键可以是T型钢、L型钢、PBL开孔钢板等形式，剪力键布置在相邻强化板条的间隙区域。
本发明的钢筋网布置在已开裂钢桥面板及强化条的上方，且错开剪力键位置。所述钢筋网分为纵、横桥向两层。钢筋网主要起到对超高性能混凝土层加强的作用，其中横桥向钢筋布置在上层、纵桥向钢筋布置在下层，纵、横桥向钢筋在交叉点位置可采用绑扎形式。
本发明的超高性能混凝土是指无粗骨料、掺入硅灰等活性组分、掺入钢纤维、水胶比不超过0.25，抗压强度不低于100MPa，抗拉强度不低于5MPa的水泥基复合材料。所述超高性能混凝土铺设在钢桥面板上方，覆盖强化条、剪力键及钢筋网。
本发明针对已裂钢桥面板提出一种轻型组合加固结构，提高桥面刚度，避免钢桥面疲劳裂缝继续扩展，延长钢桥面的使用寿命。与现有技术相比，本发明中的强化条可以是钢板条、碳纤维板条、碳纤维布条等形式，若采用钢板条或碳纤维板条，剪力键可预先焊接或胶结在强化条上，若采用碳纤维布条，其上无需设置剪力键，而强化条仅需通过有机结构胶粘结在原钢桥面板顶面，既能确保强化条与原钢桥面板紧密粘结，又能降低现场施工难度。在相邻强化板条间，原钢桥面上焊接有T型钢、L型钢、PBL开孔钢板等剪力键，与小型栓钉相比，这类剪力键的抗剪强度和刚度大幅提高，从而可降低剪力键布置密度，同样能够减小现场焊接工作量，参阅图1至图2，其余同以上任一实施例或2个以上实施例的组合。
Claims (9)
1.一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：它包括已疲劳开裂钢桥面板、纤维增强复合材料层、剪力连接件、钢筋网以及混凝土层，所述纤维增强复合材料层上设置剪力连接件，所述纤维增强复合材料层铺设至已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位，所述钢筋网安放在已疲劳开裂钢桥面板上，所述混凝土层浇筑到已疲劳开裂钢桥面板上，且覆盖剪力连接件、钢筋网与已疲劳开裂钢桥面板连接。
2.根据权利要求1所述的一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：所述已疲劳开裂钢桥面板上设置剪力连接件，所述纤维增强复合材料层铺设至已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位，所述钢筋网安放在已疲劳开裂钢桥面板上，所述混凝土层浇筑到已疲劳开裂钢桥面板上，且覆盖剪力连接件、钢筋网与已疲劳开裂钢桥面板连接。
3.根据权利要求1-2所述的一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：所述纤维增强复合材料层包括纤维增强材料条、金属板条，所述纤维增强材料条位于纤维增强复合材料层底端，所述金属板条略大于纤维增强材料条，安放在纤维增强材料条上。
4.根据权利要求1-2所述的一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：所述纤维增强复合材料层上设有一个或一个以上的剪力连接件。
5.根据权利要求1-2所述的一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：所述纤维增强复合材料的纤维增强材料条通过胶结材料与已疲劳开裂钢桥面板紧密粘结，所述剪力连接件通过焊接，栓接，或者胶结的方式与纤维增强复合材料的金属板条紧密粘结，并对钢桥面板进行抛光打磨。
6.根据权利要求1-2所述的一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：所述纤维增强复合材料层的长度等于已疲劳开裂钢桥面板的宽度。
7.根据权利要求1-2所述的一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：所述剪力连接件包括栓钉、T型钢、角钢、钢筋连接件、PBL开孔钢板连接件、T型碳纤维型材、L型碳纤维型材剪力连接件。
8.根据权利要求1-2所述的一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：所述钢筋网为多层钢筋网，所述钢筋网分为纵、横桥向两层，其中横桥向钢筋布置在上层、纵桥向钢筋布置在下层，纵、横桥向钢筋在交叉点位置可采用绑扎形式，钢筋网位于纤维增强复合材料层的下方和/或上方；钢筋网由以相邻钢筋间距20-70mm、交错铺设的纵向钢筋和横向钢筋组成，钢筋直径为8-16mm。
9.根据权利要求1-2所述的一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其特征是：所述混凝土层上设有磨耗层，磨耗层包括沥青混凝土类和树脂类。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811154496.2A CN109338903A (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构 |
| CN201910751566.0A CN110499716A (zh) | 2018-09-30 | 2019-08-15 | 一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811154496.2A CN109338903A (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109338903A true CN109338903A (zh) | 2019-02-15 |
Family
ID=65307886
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811154496.2A Pending CN109338903A (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构 |
| CN201910751566.0A Pending CN110499716A (zh) | 2018-09-30 | 2019-08-15 | 一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910751566.0A Pending CN110499716A (zh) | 2018-09-30 | 2019-08-15 | 一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN109338903A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110080087A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 北京智华通科技有限公司 | 一种钢桥轻型铺装层结构及铺装方法 |
-
2018
- 2018-09-30 CN CN201811154496.2A patent/CN109338903A/zh active Pending
-
2019
- 2019-08-15 CN CN201910751566.0A patent/CN110499716A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110080087A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 北京智华通科技有限公司 | 一种钢桥轻型铺装层结构及铺装方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110499716A (zh) | 2019-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106638302B (zh) | 钢混凝土组合桥面板及施工方法 | |
| CN101769042B (zh) | 匹配预制混凝土空心板梁结构 | |
| CN110499717A (zh) | 一种对已疲劳开裂钢桥面板加固结构 | |
| CN107217788A (zh) | 全frp筋增强ecc‑混凝土组合梁构件及其制备方法 | |
| CN104631319A (zh) | 钢-超高性能混凝土无连接件组合桥面结构及其施工方法 | |
| CN108374356A (zh) | 一种铰缝纵向预应力加固单孔旧空心板桥构造及施工方法 | |
| CN110499716A (zh) | 一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的组合加固结构 | |
| CN204185768U (zh) | 基于钢管连接件的钢-超高性能混凝土组合桥面板结构 | |
| CN106638306B (zh) | 具有短钢筋抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构及其施工方法 | |
| CN209568375U (zh) | 一种解决桥面疲劳开裂问题的轻型桥面组合加固结构 | |
| CN209323343U (zh) | 一种轻型钢-超高性能混凝土劲性组合肋板 | |
| CN204139061U (zh) | 基于槽钢连接件的钢-超高性能混凝土组合桥面板结构 | |
| CN109338906A (zh) | 一种增设纤维增强层解决已裂钢桥桥面的加固结构 | |
| CN206646406U (zh) | 具有短钢筋抗剪构造的钢‑超高性能混凝土组合桥面结构 | |
| CN109338902A (zh) | 一种采用轻骨料混凝土解决已裂钢桥桥面的加固结构 | |
| CN207958984U (zh) | 增强型补偿收缩超高性能混凝土空心板铰缝结构 | |
| CN110106785A (zh) | 一种钢-pva纤维韧性混凝土组合桥面结构及施工方法 | |
| CN101532277A (zh) | 梁体加固方法 | |
| CN108412124A (zh) | 装配式超高性能混凝土-部分型钢组合梁及其施工方法 | |
| CN209307853U (zh) | 一种新旧纤维混凝土桥面板湿接缝的连接界面构造 | |
| CN208039583U (zh) | 一种大跨度夹芯混凝土楼板 | |
| CN207314561U (zh) | 超高性能混凝土板接缝连接结构 | |
| CN209292901U (zh) | 一种无焊接连接件的钢混组合梁 | |
| CN208293900U (zh) | 装配式超高性能混凝土-部分型钢组合梁 | |
| CN106087740A (zh) | 一种混凝土梁‑stc组合桥面结构及其施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190215 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |