CN111119026B - 用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，包括设置于主拱两侧的加固构件和分别通过拱腹和拱背横向连接加固构件的横向联接构件，所述加固构件和横向联接构件形成横向和纵向加固主拱的套箍结构；采用钢混组合结构加固改造大跨径箱型拱桥，增强新旧结构的横向联系与整体性，使得新旧结构共同受力，无需搭设支架与模板，仅需简易吊篮施工即可，加固改造工期较短，施工效率高，工程总体造价较低。

Description

用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构
技术领域
本发明涉及领域桥梁加固改造领域，具体涉及一种用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构。
背景技术
拱桥在我国交通运输中扮演着举足轻重的角色，然而由于种种原因出现了各式各样的桥梁病害现象，一些常用的拱桥加固加宽方法在某些特定的环境和要求中均存在些许不足。例如：常见的粘贴法中，粘贴钢板技术中钢材易腐蚀、钢板弯制成型难度大且粘贴后整体性较差；而增大拱圈截面法需搭设支架，在某些特定的地区和环境中存在施工和造价上的一定限制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，采用钢混组合结构加固改造大跨径箱型拱桥，增强新旧结构的横向联系与整体性，使得新旧结构共同受力，无需搭设支架与模板，仅需简易吊篮施工即可，加固改造工期较短，对桥梁交通影响小，工程总体造价较低。
本发明的用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，包括设置于主拱两侧的加固构件和分别通过拱腹和拱背横向连接加固构件的横向联接构件，所述加固构件和横向联接构件形成横向和纵向加固主拱的套箍结构。
进一步，所述加固构件为与主拱圈固定连接并增加钢箱横桥向截面的钢筋混凝土结构；
进一步，所述加固构件包括槽形加宽件和将槽形加宽件固定连接于主拱圈的连接件，所述槽形加宽件与主拱圈之间灌注混凝土；
进一步，所述槽形加宽件由顶板和底板以及侧板构成，所述顶板和底板通过连接件与拱圈固定连接；
进一步，所述连接件与槽形加宽件焊接固定沿纵桥向形成箱形结构，所述连接件与主拱圈通过膨胀螺栓固定连接，所述顶板上设置有灌浆孔；
进一步，所述连接件包括与主拱圈固定连接的钢板和用于与槽形加宽件的顶板和底板分别焊接固定的焊接件；
进一步，所述槽形加宽件和连接件上均设置有PBL剪力键，所述槽形加宽件的PBL剪力键上设置纵向受力筋，连接件的PBL剪力键上贯穿受力筋，所述纵向受力筋沿主拱圈纵向等间距分布；
进一步，所述横向联接构件通过膨胀螺钉分别横向固定于拱腹和拱背并与主拱两侧的加固构件焊接固定；
进一步，所述横向联接构件为工字钢；
进一步，所述工字钢的其中一翼缘通过膨胀螺栓垂直于主拱固定，两端与加固构件焊接。
本发明的有益效果是：本发明公开的用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，采用钢混组合结构加固改造大跨径箱型拱桥，增强新旧结构的横向联系与整体性，使得新旧结构共同受力，无需搭设支架与模板，仅需简易吊篮施工即可，施工效率高，加固改造工期较短，对桥梁交通影响小，工程总体造价较低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的加固构件的连接件结构示意图；
图2为图1的剖面结构示意图；
图3为本发明的槽形加宽件剖面结构示意图；
图4为连接件焊接后钢箱横断面剖面图；
图5为连接件焊接后大样图；
图6为安装加固构件后的断面结构示意图；
图7为横向联接件结构示意图；
图8为横向联接件安装后断面图；
图9为横向联接件安装后大样图；
图10为复合结构加固钢梁横断面剖面图。
具体实施方式
本发明的用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，包括设置于主拱两侧的加固构件和分别通过拱腹和拱背横向连接加固构件的横向联接构件4，所述加固构件和横向联接构件4形成横向和纵向加固主拱的套箍结构；加固构件设置于主拱两侧拱圈对主拱进行横向加固，横向联接构件4分别设置于拱腹和拱背并与主拱两侧的加固构件连接对主拱的纵向进行加固，横向联接构件4形成上下联加固的结构，所形成的套箍结构增强新旧结构的横向联系与整体性，使得新旧结构共同受力。
本实施例中，所述加固构件为与主拱圈1固定连接并增加钢箱横桥向截面的钢筋混凝土结构；结构强度高，与旧桥的主拱的结构连接强度，同时增强新旧结构的整体性，使得整个结构形成复合结构，提高加固结构整体承载力。
本实施例中，所述加固构件包括槽形加宽件2和将槽形加宽件2固定连接于主拱圈1的连接件3，所述槽形加宽件2与主拱圈1之间浇筑混凝土；槽形加宽件2 与主拱圈1之间形成浇筑空间，便于混凝土的浇筑，有利于整体性结构的形成，结构简单，易于施工操作，同时结构强度高，新旧结构的整体性更强。施工时，槽形加宽件2和连接件3的安装仅需通过简易吊篮施工，无需搭设支架，且由于钢箱自身充当了混凝土模板，不需要再另外搭设模板，减少了施工工序。
本实施例中，所述槽形加宽件2由顶板21和底板22以及侧板23构成，所述顶板21和底板22通过连接件3与拱圈固定连接；顶板21和底板22以及侧板23均为耐候型钢板，槽形加宽件2在工厂制作完成后运至桥上，通过工作简易吊篮使其与连接件3焊接相连，施工简单。
本实施例中，所述连接件3与槽形加宽件2焊接固定沿纵桥向形成箱形结构，所述连接件3与主拱圈1通过膨胀螺栓固定连接，所述顶板21上设置有灌浆孔27；通过灌浆孔27向箱形结构中灌注水泥混凝土，与加固构件和连接件3整体形成钢筋混凝土结构，保证新旧复合结构的整体性和承载力，且无需另外架设模板。
本实施例中，所述连接件3包括与主拱圈1固定连接的钢板31和用于与槽形加宽件2的顶板21和底板22分别焊接固定的焊接件32；所述槽形加宽件2和连接件3上均设置有PBL剪力键(24，33)和用于PBL剪力键24的纵向通长受力筋25 和PBL剪力键33的贯穿受力筋35；所述纵向受力筋35沿主拱圈纵向(顺桥向) 等间距分布；焊接件32优选为等边角钢，不仅利于焊接固定于钢板31，还便于与槽形加宽件2的顶板21和底板22焊接固定。一般为等边角钢的一条边与连接件 3的钢板31焊接，另一边与槽形加宽件2的顶板21或底板22焊接。也就是说，等边角钢在联接件的钢板31上分别对应槽形加宽件2的顶板21和底板22设置且呈上下(竖直方向)对称结构。槽形加宽件2的顶板21和底板22和侧板23内侧均设置有小型PBL剪力键，槽形加宽件2的顶板21和底板22上内侧的PBL剪力键相对对称，且PBL剪力键的剪力孔26中贯穿设置有受力筋25。连接件3的对应槽形加宽件2的顶板21和底板22的上下焊接件32之间设置PBL剪力键，PBL剪力键的剪力孔 34中设置贯穿受力筋35，连接件3通过植入螺钉36与旧结构5连接，连接件3与钢箱加宽件通过焊接(非主要连接)连接在一起，钢箱-混凝土组合加固结构通过 PBL剪力键与旧结构5连接，使得整个加固结构与旧结构5整体受力。
本实施例中，所述横向联接构件4通过膨胀螺钉分别横向固定于拱腹和拱背并与主拱两侧的加固构件焊接固定；通过植入膨胀螺钉将横向联接构件4分别沿横桥向固定于拱腹和拱背并与主拱两侧的加固构件焊接固定，所形成的套箍结构整体性更强，结构更稳定，牢固性更高，使得新旧结构共同受力。
本实施例中，所述横向联接构件4为工字钢41；所述工字钢41的其中一翼缘通过膨胀螺栓44垂直于主拱固定，两端与加固构件焊接。每个工字钢41下侧或上侧均预留一定的螺栓孔，方便后期安装于拱腹和拱背形成上联42和下联43结构。
采用本发明的上述构造加固改造拱桥时，无需搭设支架与模板，仅需简易工作挂篮施工即可，虽然用钢量较大，但整个加固改造工期较短，因此总体造价较低，具有广阔的工程应用前景。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，其特征在于：包括设置于主拱两侧的加固构件和分别通过拱腹和拱背横向连接加固构件的横向联接构件，所述加固构件和横向联接构件形成横向和纵向加固主拱的套箍结构；所述加固构件包括槽形加宽件和将槽形加宽件固定连接于主拱圈的连接件，所述槽形加宽件与主拱圈之间灌注混凝土，所述槽形加宽件由顶板和底板以及侧板构成，所述顶板和底板通过连接件与拱圈固定连接；所述连接件与槽形加宽件焊接固定沿纵桥向形成箱形结构，所述连接件与主拱圈通过膨胀螺栓固定连接，所述顶板上设置有灌浆孔。
2.根据权利要求1所述的用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，其特征在于：所述加固构件为与主拱圈固定连接并增加钢箱横桥向截面的钢筋混凝土结构。
3.根据权利要求2所述的用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，其特征在于：所述连接件包括与主拱圈固定连接的钢板和用于与槽形加宽件的顶板和底板分别焊接固定的焊接件。
4.根据权利要求3所述的用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，其特征在于：所述槽形加宽件和连接件上均设置有PBL剪力键，所述槽形加宽件的PBL剪力键上设置纵向通长受力筋，连接件的PBL剪力键上贯穿受力筋，所述纵向受力筋沿主拱圈纵向等间距分布。
5.根据权利要求1所述的用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，其特征在于：所述横向联接构件通过膨胀螺钉分别横向固定于拱腹和拱背并与主拱两侧的加固构件焊接固定。
6.根据权利要求5所述的用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，其特征在于：所述横向联接构件为工字钢。
7.根据权利要求6所述的用于加固大跨径箱型拱桥的装配式钢混组合结构，其特征在于：所述工字钢的其中一翼缘通过膨胀螺栓垂直于主拱固定，两端与加固构件焊接。
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