CN110747754B - 一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，将空心板桥上的原有混凝土铺装、沥青混凝土铺装和铰缝去除；在空心板桥的中梁以及边梁上的边缘开设多处钻孔；从钻孔处分别对中梁以及边梁套设多个箍筋，箍筋与箍筋之间连接有斜弯起钢筋；套设在边梁上的箍筋与箍筋之间在边梁的腹板部位连接有斜弯起钢筋；在中梁以及边梁的底板上按照预设间距植筋；用混凝土浇筑中梁与中梁之间以及中梁与边梁之间的接缝形成新铰缝；在中梁以及边梁上表面放置带肋钢筋网，浇筑形成新混凝土铺装和沥青铺装；在中梁和边梁的梁底以及边梁的腹板浇筑混凝土，加固完成。本发明在节省成本的情况下，利用二次搭设箍筋和斜弯起钢筋对空心板进行加固，并能取得良好的加固效果。

Description

一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，尤其涉及到一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法。

背景技术

装配式简支空心板梁桥由于其结构简单，设计简单，施工快，运输方便，并且在预制和施工地方分开，充分利用空间，这使得简支空心板梁桥在公路建设当中得到广泛的运用。简支空心板梁桥是由许多片单板梁组成，梁板与梁板之间需要连接形成连接纵缝，把板梁连接成为一个整体，每块板梁都会预留钢筋，钢筋与钢筋之间交叉搭接，再浇筑混凝土。由于空心板比实体板相比材料减少，自重减轻，更加的经济和适用。根据以前的很多实际工程来看，空心板梁的跨度可以达到8米达20米甚至可以更大。上世纪八、九十年代以后，我国对于空心板梁的研究越来越成熟，设计理论，桥梁的施工方法，总结的经验也比较多，设计施工实际工程也比较多，成功设计和施工许多项目。桥梁设计规范历经《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)等规范的变化，公路荷载等级均有显著提高，集中荷载从最低的180kN提高到现在的270kN，对于大部分常规中小跨径结构来说影响显著。我国早期修建的公路，都面临着大修改造期的到来。有些公路横断面宽度已经不能满足交通量迅速发展的要求。这些公路不仅需要正常的路面维修养护，同时需要扩建。如何结合路面大修改造，对旧桥进行改造是十分重要的。由于重建费用较高，而且阻断交通，因此旧桥加宽成为道路升级中的常用方法。对于拓宽桥梁早年设计的结构能否满足现行规范的承载能力设计要求值得商榷。我国公路桥梁荷载评定规程中明确表示加宽后的桥梁需要满足现行桥梁设计承载能力的要求。对于未采用04规范设计的空心板桥梁，其抗弯和抗剪能力与现行设计荷载下的承载能力有所差距。需要对其进行抗弯和抗剪加固。常用的抗剪加固方法有几种：①增大截面，②粘贴钢板，③粘贴纤维复合材料加固法，④体外预应力加固法，⑤改变结构体系加固法，⑥组合加固法等。由于空心板结构梁体体积较小，且梁与梁之间的铰缝空间较小，操作空间有限，无法采用上述的加固方法；或者采用高强复合材料进行加固，但工程造价显著提高，几乎接近于拆除新建桥梁的造价。因此急需寻找一种新的空心板加固方式，既能节省成本又能获得良好的加固效果。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，本发明能够在节省成本的情况下，利用二次搭设箍筋和斜弯起钢筋对空心板进行加固，并能取得良好的加固效果。

本发明的技术方案如下：

一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，包括如下步骤：

S1，将空心板桥上的原有混凝土铺装和原有沥青混凝土铺装去除；

S2，将原有铰缝去除；

S3，在空心板桥的中梁以及边梁上的边缘开设多处钻孔；

S4，从所述钻孔处分别对中梁以及边梁套设多个箍筋，箍筋与箍筋之间在设置铰缝的部位连接有斜弯起钢筋；套设在边梁上的箍筋与箍筋之间在边梁的腹板部位连接有斜弯起钢筋；

S5，在中梁以及边梁的底板上按照预设间距植筋；

S6，用混凝土浇筑中梁与中梁之间以及中梁与边梁之间的接缝形成新铰缝；

S7，在中梁以及边梁上表面放置带肋钢筋网，然后浇筑形成新混凝土铺装和沥青铺装；

S8，在中梁和边梁的梁底以及边梁的腹板浇筑混凝土，加固完成。

斜弯起钢筋的两端分别与两个箍筋连接，这两个箍筋中，其中一个箍筋上焊接有钢筋套环，斜弯起钢筋采用一端具有弯钩，另一端具有弯折部的结构，斜弯起钢筋的弯钩钩在钢筋套环上，斜弯起钢筋的弯折部与另一个箍筋焊接。

S1中，将空心板桥上的原有混凝土铺装和原有沥青混凝土铺装去除后，再将表面凿毛，使表面凹凸不平。

S3中，开设钻孔时，将中梁距梁端H到L/4的底板边缘进行钻孔；

将边梁距梁端H到L/4的一侧底板边缘和另一侧翼缘板靠腹板位置进行钻孔；

其中，L为梁计算跨径，H为主梁高度。

箍筋之间的间距为20～25cm。

箍筋绕梁体一圈后，相互交错不少于5d长度，并将交错部焊接于梁底，d为箍筋的直径。

S5中，在中梁以及边梁的底板上按照预设间距植筋时，按间距为20～25cm进行钻孔，得到植筋孔，植短筋，植筋锚固长度需满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)抗拔锚固长度及《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)的要求，植筋时植筋孔内注入植筋胶。

S7中，带肋钢筋网为

的带肋钢筋网，新混凝土铺装和沥青铺装的厚度为8～15cm。

S8中，在中梁和边梁的梁底先植钩筋，再在中梁和边梁的梁底以及边梁的腹板浇筑混凝土。

在中梁和边梁的梁底以及边梁的腹板浇筑6～8cm厚的C50混凝土。

箍筋和斜弯起钢筋均采用直径为16cm的HRB400钢筋。

本发明具有如下有益效果：

本发明的宽幅空心板斜截面抗剪加固方法先将空心板桥上原有的混凝土铺装、沥青混凝土铺装和铰缝去除，再在空心板桥的中梁以及边梁上的边缘开设多处钻孔，从钻孔处分别对中梁以及边梁套设多个箍筋，箍筋与箍筋之间在设置铰缝的部位连接有斜弯起钢筋，因此可以在有限空间内通过二次搭设箍筋和斜弯起钢筋提高宽幅空心板的斜截面抗剪承载力；在中梁以及边梁的底板上按照预设间距植筋，能够保证后期浇注时，混凝土铺装层能够与桥面连接更加牢固，植入的钢筋起到一定的锚固作用；在中梁以及边梁上表面放置带肋钢筋网，因此通过带肋钢筋网能够进一步增强宽幅空心板的斜截面抗剪承载力；然后浇筑形成新混凝土铺装和沥青铺装，在浇筑形成新混凝土铺装和沥青铺装可以增加梁高，因此还能够进一步的提高宽幅空心板的斜截面抗剪承载力。本发明通过对现有空心板桥在结构上进行改造时，避免了采用复核材料进行加固，因此能够降低工程造价，同时还取得了良好的加固效果。

进一步的，斜弯起钢筋采用一端具有弯钩，另一端具有弯折部的结构，斜弯起钢筋的弯钩钩在钢筋套环上，斜弯起钢筋的弯折部与另一个箍筋焊接，该结构保证了斜弯起钢筋在施工时易与箍筋连接。

附图说明

图1为现有装配式简支空心板梁桥加固前空心板结构图；

图2为本发明加固方法中空心板加固钢筋布置图；

图3为本发明加固方法中空心板加固效果图；

图4(a)为本发明加固方法中中梁钻孔位置图；

图4(b)为本发明加固方法中边梁钻孔位置图；

图5为本发明加固方法中中梁加固结构图；

图6(a)为本发明加固方法中中梁加固顶板钢筋布置第一视图；

图6(b)为本发明加固方法中中梁加固腹板钢筋布置第二视图；

图6(c)为本发明加固方法中中梁加固底板钢筋布置第三视图；

图7(a)为本发明加固方法中边梁加固结构第一视图；

图7(b)为本发明加固方法中边梁加固结构第二视图；

图8(a)为本发明加固方法中边梁加固腹板钢筋布置第一视图；

图8(b)为本发明加固方法中边梁加固底板钢筋布置第二视图；

图9为本发明加固方法中底板植筋示意图；

图10为本发明加固方法中步骤(3)示意图；

图11为本发明加固方法中步骤(4)示意图；

图12为本发明加固方法中步骤(5)示意图。

图中，1—空心板梁，1-1-中梁，1-2-边梁，2—原有混凝土铺装，3—原有铰缝，4—新铰缝，5—新混凝土铺装和沥青铺装，6—底板砂浆，7—箍筋，8—斜弯起钢筋，9—钢筋套环，10—钻孔，11—钩筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。

现有技术中的旧空心板桥一般由多片空心板梁1横向连接而成，梁与梁之间采用旧铰缝(图1中所示的原有铰缝3)连接。铰缝内一般有空心板梁1横向延伸出来的钢筋。原有的旧空心板桥上铺装有6～10cm的旧混凝土铺装(如图1中所示的原有混凝土铺装2)和6～10cm的沥青混凝土铺装，详见图1。

本发明的宽幅空心板斜截面抗剪加固方法利用箍筋7、斜弯起钢筋8和钢筋套环9进行加固。

优选的，本发明的宽幅空心板斜截面抗剪加固方法对纵桥向H(梁高)～L/4(L为跨径)的范围内进行抗剪加固。

本发明宽幅空心板斜截面抗剪加固方法是先将旧空心板桥的旧空心板桥的旧混凝土铺装和6～10cm沥青混凝土铺装凿除，并在表面凿毛，使其表面凹凸不平。接着将原有铰缝3采用电锤等工具凿除，施工时注意埋置钢筋的保护，不能将原有钢筋随意切断。

用电钻等工具将中梁1-1距梁端H到L/4(L为梁计算跨径)的底板边缘进行钻孔，详见图4(a)；用电钻等工具将边梁1-2距梁端H到L/4(L为梁计算跨径)的一侧底板边缘和另一侧翼缘板靠腹板位置进行钻孔，详见图4(b)；

用气枪或水枪将主梁表面清除干净；箍筋7的两端焊接有钢筋套环9，采用单面焊接工艺；箍筋7、斜弯起钢筋8和钢筋套环9采用直径16mm的HRB400钢筋。钢筋套环9弯成的套环内径为2cm，以方便斜弯起钢筋8套入。箍筋7距按间距20cm均布在距梁端H至L/4的范围内。每两个箍筋7内弯起一根斜弯起钢筋8。斜弯起钢筋8的一端焊接在箍筋7上，另一端套入钢筋套环9内，斜弯起钢筋8与箍筋7之间的焊接长度为5d(d为钢筋直径)。箍筋7绕梁体一圈后，相互交错不少于5d长度焊接于梁底。详见图2、图5、图6(a)～图6(c)、图7(a)～图7(b)以及图8(a)～图8(b)。

将空心板底板按间距20cm进行钻孔，钻孔直径16mm，植短筋

植筋间距20cm。植筋时植筋孔内注入植筋胶。植筋位置详见图9。

待所有钢筋安装就位后，用C50混凝土浇筑梁间湿接缝形成新铰缝4，在主梁上表面放置

的带肋钢筋网，然后浇筑10～15cm的新混凝土铺和沥青铺装5。最后梁底以20cm的间距进行钻孔，在孔内注入植筋胶，植钩筋11，支好模板，浇筑底层6～8cm厚C50混凝土，加固完成。

实施例

本实施例的宽幅空心板斜截面抗剪加固方法具体步骤如下：

步骤1、凿除桥面铺装和湿接缝；

将老桥的湿接缝和混凝土铺装层凿除，注意避免对梁体的破坏。

步骤2、梁体凿毛、钻孔；

并对梁体四周凿毛0.5cm成凹凸不平表面；清除表面粉尘和其它影响混凝土浇筑的物体。按图4(a)和4(b)中所示的钻孔位置采用电钻等工具进行钻孔，钻孔直径2cm，钻孔时若遇到混凝土梁体内的钢筋可适当避让一定距离。

步骤3、放置钢筋、浇筑湿接缝；

将箍筋7按间距20cm均布在距梁端H至L/4的范围内，箍筋7上提前焊好钢筋套环9。斜弯起钢筋8的一端焊接在箍筋7上，另一端套入钢筋套环9内，焊接长度为5d(d为钢筋直径)，并用钢丝进行绑扎，注意尽量保持斜弯起钢筋8处于张紧状态。箍筋7围绕梁体一圈后，相互交错不少于5d长度焊接于梁底。钢筋布置详见图2、图5、图6(a)～图6(c)、图7(a)～图7(b)以及图8(a)～图8(b)。待所有钢筋安装就位后进行湿接缝浇筑，浇筑材料为C50混凝土，详见图10。为了保持箍筋7处于张紧状态，在箍筋7与梁体间一定区域内插入楔形块，用棒槌敲打切入。楔形块为混凝土制，大小不大于3cm。

步骤4、浇筑顶板混凝土铺装层

待湿接缝达到设计强度80％后，铺设

的带肋钢筋网，并浇筑15cm厚的C50混凝土铺装层，详见图11。鉴于本发明方法只针对空间板抗剪加固设计，护栏安装及后期沥青层的浇筑暂不给出描述和图示。

步骤5、支模板，浇筑底板环氧砂浆

梁体底板和边梁腹板表面凿毛冲洗干净，以保证新旧混凝土有良好的结合。新浇底层混凝土中应设置钢筋网(

毫米的钢筋)。将空心板底板按间距20cm进行钻孔，钻孔直径16mm，植钩筋11

，植筋间距20cm。植筋时植筋孔内注入植筋胶。植筋位置详见图9。表面涂抹环氧树脂作为胶结层，来保证粘结面上有足够的抗剪强度，从而增强新旧结构间的整体性。在梁体底板和边梁腹板立模板，并浇筑6～8cm厚的C50混凝土，详见图12。

本发明的上述方案可以在有限空间内通过二次搭设箍筋和斜弯起钢筋及增加梁高的方式提高宽幅空心板的斜截面抗剪承载力，避免了采用复核材料进行加固，降低了工程造价，解决现有宽幅空心板斜截面抗剪加固的难题。

Claims (9)

1.一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将空心板桥(1)上的原有混凝土铺装(2)和原有沥青混凝土铺装去除；

S2，将原有铰缝(3)去除；

S3，在空心板桥(1)的中梁(1-1)以及边梁(1-2)上的边缘开设多处钻孔(10)；

S4，从所述钻孔(10)处分别对中梁(1-1)以及边梁(1-2)套设多个箍筋(7)，箍筋与箍筋之间在设置铰缝的部位连接有斜弯起钢筋(8)；套设在边梁(1-2)上的箍筋与箍筋之间在边梁(1-2)的腹板部位连接有斜弯起钢筋(8)；

S5，在中梁(1-1)以及边梁(1-2)的底板上按照预设间距植筋；

S6，用混凝土浇筑中梁与中梁之间以及中梁与边梁之间的接缝形成新铰缝(4)；

S7，在中梁(1-1)以及边梁(1-2)上表面放置带肋钢筋网，然后浇筑形成新混凝土铺装和沥青铺装(5)；

S8，在中梁(1-1)和边梁(1-2)的梁底以及边梁(1-2)的腹板浇筑混凝土，加固完成；

斜弯起钢筋(8)的两端分别与两个箍筋(7)连接，这两个箍筋(7)中，其中一个箍筋(7)上焊接有钢筋套环(9)，斜弯起钢筋(8)采用一端具有弯钩，另一端具有弯折部的结构，斜弯起钢筋(8)的弯钩钩在钢筋套环(9)上，斜弯起钢筋(8)的弯折部与另一个箍筋(7)焊接。

2.根据权利要求1所述的一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，其特征在于，S1中，将空心板桥(1)上的原有混凝土铺装(2)和原有沥青混凝土铺装去除后，再将表面凿毛，使表面凹凸不平。

3.根据权利要求1所述的一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，其特征在于，S3中，开设钻孔(10)时，将中梁1-1距梁端H到L/4的底板边缘进行钻孔；

将边梁1-2距梁端H到L/4的一侧底板边缘和另一侧翼缘板靠腹板位置进行钻孔；

其中，L为梁计算跨径，H为主梁高度。

4.根据权利要求1所述的一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，其特征在于，箍筋(7)之间的间距为20～25cm。

5.根据权利要求1所述的一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，其特征在于，箍筋(7)绕梁体一圈后，相互交错不少于5d长度，并将交错部焊接于梁底，d为箍筋的直径。

6.根据权利要求1所述的一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，其特征在于，S5中，在中梁(1-1)以及边梁(1-2)的底板上按照预设间距植筋时，按间距为20～25cm进行钻孔，得到植筋孔，植短筋，植筋时植筋孔内注入植筋胶。

7.根据权利要求1所述的一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，其特征在于，S7中，带肋钢筋网为

的带肋钢筋网，新混凝土铺装和沥青铺装(5)的厚度为8～15cm。

8.根据权利要求1所述的一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，其特征在于，S8中，在中梁(1-1)和边梁(1-2)的梁底先植钩筋(11)，再在中梁(1-1)和边梁(1-2)的梁底以及边梁(1-2)的腹板浇筑混凝土。

9.根据权利要求1所述的一种宽幅空心板斜截面抗剪加固方法，其特征在于，在中梁(1-1)和边梁(1-2)的梁底以及边梁(1-2)的腹板浇筑6～8cm厚的C50混凝土。

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