CN110295551B - 连续刚构桥体外预应力加固结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工领域，具体公开了连续刚构桥体外预应力加固结构，包括多个固接在桥体上的锚固机构和设置在锚固机构之间的体外预应力束，所述锚固机构包括用于固定体外预应力束的固定组件和设置在固定组件端部的用于调节体外预应力束张紧力的调节拉伸组件。本发明实现了对桥梁的加固，保证了运输安全、提高了桥梁的使用寿命。

Description

连续刚构桥体外预应力加固结构

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及连续刚构桥体外预应力加固结构。

背景技术

桥梁作为交通枢纽通道的重要组成部分，其在国家经济建设和发展过程中发挥着极为重要的作用。随着高速与客运专线建设的不断深入，以及货运领域的不断发展，桥梁路面的稳固性越来越受到建筑领域的重视。桥梁路面在承载运输过程中，由于其在使用过程中负荷效应较大，会导致桥梁结构的强度、刚度以及稳定性方面的安全储备下降，导致桥梁的使用寿命缩短，如我国大秦线、朔黄线经过几年的重载运行，已经产生了桥梁横隔板断裂、梁体裂纹、墩台裂损等问题。为了提高桥梁路面的稳固性，建筑施工过程中此类桥梁通常以连续钢结构桥梁为主，并在桥面的内部进行体内预应力支撑，即在桥梁内部贯穿设置钢筋辅助支撑，以分担桥面的压力负荷。但是，目前这种在桥面内部设置钢筋支撑对桥面的稳固效果有限，因此，桥梁体外预应力技术应运而生。

体外预应力技术是由布置在承载结构主体之外的预应力束产生的预应力，预应力通过与主体截面直接或间接连接的锚固与转向实体来传递预应力。由于其具有承载能力强、对原结构损伤小、不影响桥下净空且预应力布置灵活等优点，近年来被桥梁建筑领域广泛应用。但是在体外预应力施工过程中，体外索在锚固时，张力较小，不能发挥体外索高强度的特点；此外，由于体外索布置在桥梁截面外，容易受到外界环境的影响，导致其容易受到腐蚀，影响体外索的使用寿命。

发明内容

本发明意在提供连续刚构桥体外预应力加固结构，以实现对现有技术中桥梁的加固，保证运输安全、提高桥梁的使用寿命。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：连续刚构桥体外预应力加固结构，包括多个固接在桥体上的锚固机构和设置在锚固机构之间的体外预应力束，锚固机构包括用于固定体外预应力束的固定组件和设置在固定组件端部的用于调节体外预应力束张紧力的调节拉伸组件。

本技术方案的原理及有益效果在于：本技术方案中，锚固机构固定连接在桥体上，用于固定和支撑体外预应力束，实现体外预应力束与桥体主体的间接连接，通过体外预应力束的实现对桥体的外部辅助支撑以及力的分散，进而实现对桥体的加固。其中，固定组件用于实现对体外预应力束端部的固定，通过多个锚固组件的共同作用，实现对体外预应力束的拉伸，且通过对固定机构数量的选择，可使预应力在桥体外布置灵活，可以根据桥梁的实际需要进行全桥加固或者选择性的局部加固。调节拉伸组件用于对体外预应力束进行张紧力的调节，目前，桥体外预应力在锚固区域内容易产生应力集中的现象，使得局部应力较大，但是本技术方案通过调节拉伸组件，可对不同区域段的体外预应力束的张紧力进行调节，达到预应力在桥体外分布的均匀性，且可根据实际需要，对桥体承载符合较大的区域外的体外预应力束加大张紧力，以实现局部特殊加固，以实现全桥的稳定性。

进一步，固定组件包括固接在桥体外侧的锚固块，锚固块内固接有用于固定体外预应力束的锚具，锚具的一端与调节拉伸组件连接，锚具的另一端固接有贯穿锚固块的导向管。

本技术方案中，锚固块用于实现对锚具的固定，进而实现体外预应力束与桥体的连接支撑，锚具端部的导向管可为体外预应力束的穿设提供通道，传统技术中，体外预应力束都是固定在锚固块内的，当体外预应力束局部断裂时，需要整体拆除锚固块以实现修补，本技术方案通过导向管的设置，在为体外预应力束提供连接通道的同时，当体外预应力束局部断裂时，还方便拆卸和维修，无需破坏锚固块整体结构，也避免了破坏锚固块结构时对桥体造成损坏的隐患。

进一步，锚具包括固接在锚固块内的喇叭管，喇叭管的外侧套设有锚垫板，喇叭管的一端固接有锚板，锚板上设有若干用于连接体外预应力束的连接孔，锚具的外侧固接有加固组件。

本技术方案中，通过在锚板上设置连接孔，可实现对体外预应力的穿设及位置的初步固定，锚具外侧固接的加固组件用于实现锚具与锚固块的固定，实现对锚固区域的加固，进而避免锚固区域由于应力较为集中而产生的锚具与锚固块松脱的问题，保证体外预应力束锚固的稳定性。

进一步，调节拉伸组件包括套设在锚板外侧的罩壳，罩壳内设有若干与连接孔正对的调节孔，调节孔内均转动连接有螺纹杆，螺纹杆上螺纹连接有调节块，调节块滑动连接在调节孔内，调节块包括两个可相互扣合的块体，两个块体上均设有圆弧状的紧固槽，两个紧固槽可拼凑成为紧固孔，紧固槽的内侧均固接有紧固杆。

调节拉伸组件用于对体外预应力束的张紧力进行调节，具体的，连接孔与调节孔正对设置，可保证体外预应力束穿设到调节拉伸区域内，调节块用于夹持并固定体外预应力束，使用时将体外预应力束穿设后，置于两个块体之间，而后扣合两个块体，实现将体外预应力束夹持固定在紧固孔内，紧固杆在两个块体相互扣合时，能够对设在紧固孔内的体外预应力束施加竖向的抵紧力，进而实现对体外预应力束位置的加固，增加体外预应力束的固定效果。当需要对体外预应力束的张紧力进行调节时，转动螺纹杆，使得调节块沿螺纹杆轴向移动，通过调节块的移动拉动体外预应力束，进而实现张紧力的调节，操作方便，且调节量可控。

进一步，螺纹杆的一端穿出罩壳的侧壁并固接有调节盘。

通过转动调节盘实现螺纹杆的转动，操作方便省力。

进一步，体外预应力束包括若干体外索。

将体外预应力束设置成若干体外索，多个体外索可共同分担桥体的承载力，进而增强桥体的加固效果。

进一步，桥体的外侧还固接有转向块，转向块内也设有贯穿的导向管。

转向块用于对体外预应力束进行力的传递，转向块内的导向管可对体外预应力束进行导向，从而实现多个体外索拉伸力的汇集。

进一步，转向块与锚固块之间设有若干固接在桥体外侧的用于限定体外索位置的减震组件。

减振组件用于转向块与锚固块之间或者转向块与转向块之间的体外索自由度较大的位置，用于减小体外索在动荷载作用下的振动，进而减少其因振动产生的磨损，在一定程度上延长设备的使用寿命。

进一步，减震组件包固接在桥体外侧的连接块，连接块上铰接有两个可相互扣合的减震块，两个减震块的内侧均设有减震槽，减震槽的内侧均可拆卸连接有缓冲垫。

两个连接块相互扣合时，即可实现对体外索的夹持固定，以达到减少抖动的目的；减震槽内的缓冲垫一方面可实现对体外索的缓冲，达到减小振幅的目的；另一方面缓冲垫还可对体外索与减震槽进行隔离，减小体外索振动过程中与减震槽之间出现的摩擦磨损。

进一步，体外索的外侧均套设有防潮层，罩壳外可拆卸连接有防护罩。

防潮层与防护罩分别可对体外索及罩壳进行隔离保护，避免体外索与罩壳由于外界环境产生的锈蚀现象，进一步延长设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明连续刚构桥体外预应力加固结构的主视图；

图2为本发明实施例1中罩壳的左视图；

图3为图1中A1处的放大图；

图4为图3中A2处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：锚固块1、导向管2、喇叭管3、锚垫板4、锚板5、连接孔6、罩壳7、调节孔8、螺纹杆9、调节块10、紧固孔11、紧固杆12、调节盘13、体外索14、转向块15、减震块16、缓冲垫17、插杆18。

实施例1

实施例1基本如附图1所示：连续刚构桥体外预应力加固结构，包括多个固接在桥体外侧部上的锚固机构和设置在锚固机构之间的体外预应力束，相邻两个锚固机构正对设置，体外预应力束包括四根体外索14，本实施例中的体外索14为钢绞线。锚固机构包括用于固定体外索14的固定组件和设置在固定组件端部的用于调节体外索14张紧力的调节拉伸组件。

固定组件包括固接在桥体外侧的锚固块1，本实施例中的锚固块1为混凝土锚固块1，锚固块1内固接有用于固定体外预应力束的锚具。结合图3所示，锚具包括固接在锚固块1内的喇叭管3，喇叭管3外固定套设有锚垫板4，喇叭管3的一端固接有圆柱状的锚板5，锚板5上轴向开设有四个横向贯穿的连接孔6，锚垫板4的外侧固接若干竖向倾斜的插杆18，插杆18穿设固定在混凝土锚固块1内部，起到固定锚垫板4位置的作用。喇叭管3的右端焊接有横向贯穿锚固块1的导向管2，导向管2用于对体外索14进行导向，同时便于体外索14的穿设。

调节拉伸组件位于锚板5的左端部，调节拉伸组件包括套设在锚板5外侧的罩壳7，结合图2所示，本实施例中的罩壳7包括两个通过合页相互转动连接的半圆形的壳体，两个半圆形的壳体的端部均焊接有用于穿设螺栓的螺栓孔(图中未示出)，通过螺栓即可实现两个壳体的扣合和固定。两个壳体相对的一侧(内侧)均开设有半圆形的横向的调节孔8，两个壳体扣合时，可使半圆形的调节孔8拼凑成为圆形的调节孔，调节孔8的右端与连接孔6正对，调节孔8的左端未贯穿罩壳7的左侧壁。调节孔8内均转动连接有横向的螺纹杆9，螺纹杆9的左端穿出罩壳7的侧壁并固接有调节盘13。螺纹杆9上螺纹连接有调节块10，调节块10滑动连接在调节孔8内，调节块10包括两个可相互扣合的块体，两个块体分别横向滑动连接在两个壳体内，使得螺纹杆9在转动过程中，块体可沿壳体横向滑动，当两个壳体相互扣合时，可同步使两个块体的相互扣合构成调节块10。结合图4所示，两个块体正对的侧面上(内侧面)均设有圆弧状的横向的紧固槽，两个紧固槽可拼凑成为圆形的紧固孔11，紧固槽内均固接有竖向的紧固杆12。

桥体的外侧还固接有转向块15，转向块15位于相邻两个锚固块1之间，转向块15内也设有横向贯穿的导向管2。体外索14的外部均套设有防潮层，本实施例中的防潮层为橡胶套，罩壳7外罩设有塑料防护罩。

具体实施过程如下：现场施工人员可根据对桥体实际情况的勘测，选择性的设置固定机构的数量，可以根据桥梁的实际需要进行全桥加固或者选择性的局部加固。

而后将体外预应力束固定在桥体的外侧，具体的，将四根体外索14的左端分别通过导向管2穿设置锚固块1内，并分别将四根体外索14穿设到连接孔6内并延伸到调节孔8内。旋下固定在罩壳7上的螺栓，将两个壳体相互远离转动打开，使得罩壳7内的两个半圆形的调节孔8相互远离，此时将四根体外索14分别置于正对的两个圆弧状的紧固槽内，使得紧固槽内的紧固杆12竖向穿设到体外索14内，对体外索14进行竖向固定。而后将两个壳体相互靠近转动，使得两个壳体相互扣合，使得两个紧固槽相互扣合形成紧固孔11，对体外索14进行周向的夹紧固定。而后将螺栓穿设到壳体上的螺栓孔内，避免使用时罩壳7松脱。

而后将体外索14的右端穿过转向块15内的导向管2，并按照上述同样的操作固定体外索14的另一端，使得体外索14固定在需要加固的桥体的外侧，分担桥体的承载负荷。使用一段时间后，体外索14会由于车辆等承重原因产生抖动而出现张紧力下降的问题，此时需要通过调节拉伸组件调节体外索14的张紧力。具体的，现场施工人员正向转动左端的调节盘13，带动螺纹杆9正转，螺纹杆9正转过程中会带动与之螺纹连接的调节块10沿螺纹杆9轴向向左移动，进而带动固定在紧固孔11内固定的体外索14的左端向左移动，实现对体外索14的拉伸，进而增加体外索14的张紧力。

本实施例可通过体外预应力束实现对桥体的外部加固，并且可以根据桥梁的实际需要进行全桥加固或者选择性的局部加固，并对不同区域段的体外预应力束的张紧力进行调节，达到预应力在桥体外分布的均匀性，保证运输安全、提高桥梁的使用寿命。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处仅在于：转向块15与锚固块1之间设有固接在桥体外侧的用于限定体外索14位置的减震组件。减震组件包固接在桥体外侧的连接块，连接块上铰接有两个可相互扣合的减震块16，两个减震块16的内侧均设有减震槽，减震槽的内侧均可拆卸连接有缓冲垫17。使用时，将两个减震块16设有减震槽的一面正对，并使两个减震块16相互扣合，使得体外索14容纳于两个减震槽之间，而后通过螺栓或者其他连接件将两个减震块16连接在一起，进行固定。当车辆通过桥梁使桥梁产生承载负荷时，体外索14会产生抖动，减振组件用于转向块15与锚固块1之间或者转向块15与转向块15之间的体外索14自由度较大的位置，用于减小体外索14在动荷载作用下的振动，进而减少其因振动产生的磨损，减震槽内的缓冲垫17一方面可实现对体外索14的缓冲，达到减小振幅的目的；另一方面缓冲垫17还可对体外索14与减震槽进行隔离，减小体外索14振动过程中与减震槽之间出现的摩擦磨损。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.连续刚构桥体外预应力加固结构，包括多个固接在桥体上的锚固机构和设置在锚固机构之间的体外预应力束，其特征在于：所述锚固机构包括用于固定体外预应力束的固定组件和设置在固定组件端部的用于调节体外预应力束张紧力的调节拉伸组件；所述固定组件包括固接在桥体外侧的锚固块，锚固块内固接有用于固定体外预应力束的锚具，锚具的一端与调节拉伸组件连接，锚具的另一端固接有贯穿锚固块的导向管；所述锚具包括固接在锚固块内的喇叭管，喇叭管的外侧套设有锚垫板，所述喇叭管的一端固接有锚板，锚板上设有若干用于连接体外预应力束的连接孔，锚具的外侧固接有加固组件；所述调节拉伸组件包括套设在锚板外侧的罩壳，罩壳内设有若干与连接孔正对的调节孔，调节孔内均转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有调节块，调节块滑动连接在调节孔内，所述调节块包括两个可相互扣合的块体，两个块体上均设有圆弧状的紧固槽，两个紧固槽可拼凑成为紧固孔，所述紧固槽的内侧均固接有紧固杆；所述螺纹杆的一端穿出罩壳的侧壁并固接有调节盘。

2.根据权利要求1所述的连续刚构桥体外预应力加固结构，其特征在于：所述体外预应力束包括若干体外索。

3.根据权利要求2所述的连续刚构桥体外预应力加固结构，其特征在于：所述桥体的外侧还固接有转向块，所述转向块内也设有贯穿的导向管。

4.根据权利要求3所述的连续刚构桥体外预应力加固结构，其特征在于：所述转向块与锚固块之间设有若干固接在桥体外侧的用于限定体外索位置的减震组件。

5.根据权利要求4所述的连续刚构桥体外预应力加固结构，其特征在于：所述减震组件包固接在桥体外侧的连接块，连接块上铰接有两个可相互扣合的减震块，两个减震块的内侧均设有减震槽，减震槽的内侧均可拆卸连接有缓冲垫。

6.根据权利要求5所述的连续刚构桥体外预应力加固结构，其特征在于：所述体外索的外侧均套设有防潮层，所述罩壳外可拆卸连接有防护罩。

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