CN111364375A - 一种空心板桥梁弯剪混合加固方法 - Google Patents

Abstract

一种空心板桥梁弯剪混合加固方法，通过在空心板桥梁的空腔内设置纵向钢筋，向空腔内浇筑填充物，在空心板桥梁的底部自下而上钻孔植入一列以上抗剪钢筋，完成对空心板桥梁的弯剪混合加固。填充物通过抗剪钢筋及连接键与既有梁体连接成整体，纵向钢筋与填充物共同作用，实现对空心板桥梁的抗弯加固，抗剪钢筋与填充物共同作用，实现对空心板桥梁的抗剪加固，本方法能够在不影响交通的情况下实现，结构简单易懂，施工效率高，不改变既有桥梁外观，空心板桥梁的抗弯、抗剪承载力同时得到提高且提高效果显著。

Description

一种空心板桥梁弯剪混合加固方法

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种桥梁的加固方法，具体是一种空心板桥梁弯剪混合加固方法。

背景技术

空心板桥梁由于结构形式简单、运输施工方便、自重较轻以及预制化程度高等特点在中小跨径桥梁中得到大量的使用，可以说空心板桥梁是我国最为常见的桥梁结构之一。随着交通的发展，交通运输量越来越大，桥梁结构受到的荷载值也大大增加，荷载的增加引起其抗弯承载力和抗剪承载力不足，对承载力不足的桥梁直接进行拆除重建，不仅是一种资源浪费，而且需中断交通，成本高、工期长，因此，通常采用加固补强的手段提高其抗弯、抗剪承载力。

既有的空心板桥梁的加固方法包括增设受力结构、粘贴加固物、改变梁体结构形式等。如中国专利“201822217922.4”公开了一种利用碳纤维板和改性聚合物混凝土的旧空心板桥梁加固构造，包括锚具支座、楔形锚具、碳纤维板和改性聚合物混凝土层，在梁体待加固区域的下表面间隔固定锚具支座，碳纤维板的两端经楔形锚具固定于锚具支座上，改性聚合物混凝土层形成于两侧的锚具支座之间，包裹碳纤维板。此结构提高了旧桥抗弯承载能力，然而对抗剪承载力的提高十分有限，同时碳纤维板造价较高，同时改性聚合物混凝土的浇筑须搭设模板，操作繁琐；又如中国专利“201720336408.5”公开了一种横向加固型空心板桥，包括桥面梁、加固横梁和横向加固板，加固横梁与横向加固板之间对拉连接有贯穿空心板梁的钢管，此结构通过横向钢梁加固可避免单板受力，梁体的整体性好，然而对于桥梁的抗弯、抗剪加固效果一般，且横向加固板需要拆除桥面铺装，中断交通，费时费力；再如中国专利“201820991676.5”公开了一种提高空心板梁桥承载力加固结构，包括加固板、支撑部、加固梁，加固板并排连接于梁体的底面，且分别与铰缝平行并覆盖铰缝；加固梁的上翼缘与空心板底面连接，每个加固梁的下翼缘支撑于支撑部，此结构提高了既有桥梁的承载能力，然而下部结构的增设大大减少了桥下净空，改变了梁体外形，影响美观。

综上，现有的加固方法或加固效果单一，难以做到抗剪、抗弯加固兼顾，或操作繁琐，或需要中断交通，浪费工期，因此需要一种施工便捷，不中断交通，且不改变梁体外形，不侵入桥下净空，同时能做到抗弯、抗剪加固同时进行的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种在不中断交通的情况下，通过在空腔内放置纵向钢筋并注入填充物，在梁底植入抗剪钢筋的方法实现对空心板桥梁的抗弯、抗剪承载力同时加固，该方法快速高效，工期短，操作简单。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法，其特征在于，在空心板桥梁的底部开设作业孔道、灌注孔和出气孔连通空心板桥梁的空腔，将纵向钢筋通过作业孔道顺着空心板桥梁的轴线方向设置于空心板桥梁的空腔内，用封堵物封堵作业孔道，将填充物通过灌注孔浇筑于空心板桥梁的空腔内，自下向上垂直或外斜钻孔，植入一列以上抗剪钢筋，并在填充物与空心板桥梁的底板之间设置若干连接键，填充物通过抗剪钢筋、连接键与空心板桥梁连接为整体共同作用，具体步骤如下：

A.开设作业孔道

在空心板桥梁的底部开设作业孔道连通空心板桥梁的空腔，作业孔道数量为一个以上，其位于空心板桥梁的两端1/4跨度范围内；

B.开设灌注孔、出气孔

在空心板桥梁的底部对应左、右半跨各开设一个以上灌注孔、出气孔连通空心板桥梁的空腔，在灌注孔和出气孔处埋设自下而上的灌注管和出气管，其中，出气管的顶端与梁体顶板的距离不超过5cm；

C.穿入纵向钢筋

通过作业孔道向空心板桥梁的空腔内顺着梁体轴线方向穿入一排以上纵向钢筋，每排纵向钢筋的数量至少为一根，且对称布置在梁体空腔内；

D.封堵作业孔道

纵向钢筋放置完成后，使用封堵物封堵作业孔道；

E.浇筑填充物

通过灌注孔在空心板桥梁的空腔内浇筑填充物，若抗剪钢筋设置于空腔内，填充物应填充充满整个空腔，并自出气管稳定溢出，若抗剪钢筋未设置于空腔区域，填充物至少应包覆纵向钢筋且其在空腔内的厚度不应小于10cm；

F.设置抗剪钢筋

填充物终凝后，在空心板桥梁的底部自下而上垂直或外斜钻孔，顺桥向植入一列以上抗剪钢筋，其上、下端嵌入梁体顶板、底板分别不小于5cm，其通过植筋胶、水泥基复合材料与既有梁体形成为一体；

G.设置连接键

在填充物与空心板桥梁的底板之间植入若干连接键，连接键的两端嵌入填充物和空心板桥梁的底板的长度不小于5cm，其通过植筋胶、水泥基复合材料与既有梁体形成为一体；

H.清理梁底

对空心板桥梁底部凸出物进行打磨清理，使梁体底板光滑平顺。

抗剪钢筋为垂直或向着桥梁的跨度外端倾斜设置于梁体两端1/4跨度范围内，其间距为10～100cm。

纵向钢筋为钢筋、钢丝绳、钢绞线的一种。

填充物为混凝土、水泥砂浆、环氧砂浆、水泥浆的一种，充满或部分充满梁体空腔。

连接键为钢筋、钢板、钢管的一种。

空心板桥梁的空腔为多个时，抗剪钢筋、连接键、纵向钢筋、填充物在多个空腔内的设置在截面横向对称。

钻孔植筋的过程中应注意避开梁体主筋。

与其它空心板桥梁加固方法相比，本发明有以下优点：

(1)不改变空心梁外形，不改变桥下净空，不改变桥梁结构受力体系。

(2)所有施工步骤都在梁底进行，无需中断交通，也无需拆除桥面铺装及侧边板，施工效率高。

(3)在填充物终凝后植入抗剪钢筋和连接键，能够更加有效连接填充物与既有梁体为一体，整体性更好。

(4)抗弯、抗剪承载力加固同时进行，加固效果更加全面、高效。

附图说明

图1：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法纵断面示意图(抗剪钢筋垂直)；

图2：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法纵断面示意图(抗剪钢筋倾斜)；

图3：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法横截面示意图(抗剪钢筋设于非空腔区域，且填充物充满整个空腔)；

图4：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法横截面示意图(抗剪钢筋设于非空腔区域，且填充物未充满整个空腔)；

图5：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法横截面示意图(抗剪钢筋设于空腔区域，填充物充满整个空腔)；

图6：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法横截面示意图(抗剪钢筋设于空腔区域及非空腔区域，填充物充满整个空腔)；

图7：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法横截面示意图(存在多个空腔，抗剪钢筋设于非空腔区域，填充物未充满整个空腔)；

图8：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法横截面示意图(存在多个空腔，抗剪钢筋设于空腔区域及非空腔区域，填充物充满整个空腔)；

图9：一种空心板桥梁弯剪混合加固方法流程图；

在附图中，1为空心板桥梁；11为作业孔道；12为灌注孔；13为出气孔；14为灌注管；15为出气管；100为空腔；2为抗剪钢筋；21为连接键；3为纵向钢筋；4为填充物；41为封堵物。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明做进一步的描述，如附图所示，一种空心板桥梁弯剪混合加固方法，其特征在于，在空心板桥梁1的底部开设作业孔道11、灌注孔12和出气孔13连通空心板桥梁1的空腔100，将纵向钢筋3通过作业孔道11顺着空心板桥梁1的轴线方向设置于空心板桥梁1的空腔100内，用封堵物41封堵作业孔道11，填充物4通过灌注孔12填充于空心板桥梁1的空腔100内，填充物4终凝后，自下向上垂直或外斜钻孔，植入一列以上抗剪钢筋2，并在填充物4与空心板桥梁1的底板之间设置若干连接键21，填充物4通过抗剪钢筋2、连接键21与空心板桥梁1连接为整体共同作用，具体步骤如下：

A.开设作业孔道

在空心板桥梁1的底部开设作业孔道11连通空心板桥梁1的空腔100，作业孔道11数量为一个以上，其位于空心板桥梁1的两端1/4跨度范围内；

B.开设灌注孔、出气孔

在空心板桥梁1的底部对应左、右半跨各开设一个以上灌注孔12、出气孔13连通空心板桥梁1的空腔100，在灌注孔12和出气孔13处埋设自下而上的灌注管14和出气管15，其中，出气管15的顶端与梁体顶板的距离不超过5cm；

C.穿入纵向钢筋

通过作业孔道11向空心板桥梁1的空腔100内顺着梁体轴线方向穿入一排以上纵向钢筋3，每排纵向钢筋3的数量至少为一根，且对称布置在梁体空腔100内；

D.封堵作业孔道

纵向钢筋3放置完成后，使用封堵物41封堵作业孔道11；

E.浇筑填充物

通过灌注孔12在空心板桥梁1的空腔100内浇筑填充物4，若抗剪钢筋2设置于空腔100内，填充物4应填充充满整个空腔100，并自出气管15稳定溢出，若抗剪钢筋2未设置于空腔100区域，填充物4至少应包覆纵向钢筋3且其在空腔100内的厚度不应小于10cm；

F.设置抗剪钢筋

填充物4终凝后，在空心板桥梁1的底部自下而上垂直或外斜钻孔，顺桥向植入一列以上抗剪钢筋2，其上、下端嵌入梁体顶板、底板分别不小于5cm，其通过植筋胶、水泥基复合材料与既有梁体形成为一体；

G.设置连接键

在填充物4与空心板桥梁1的底板之间植入若干连接键21，连接键21的两端嵌入填充物4和空心板桥梁1的底板的长度不小于5cm，其通过植筋胶、水泥基复合材料与既有梁体形成为一体；

H.清理梁底

对空心板桥梁1底部凸出物进行打磨清理，使梁体底板光滑平顺。

抗剪钢筋2为垂直或向着桥梁的跨度外端倾斜设置于梁体两端1/4跨度范围内，其间距为10～100cm。

纵向钢筋3为钢筋、钢丝绳、钢绞线的一种。

填充物4为混凝土、水泥砂浆、环氧砂浆、水泥浆的一种，充满或部分充满梁体空腔100。

连接键21为钢筋、钢板、钢管的一种。

空心板桥梁1的空腔100为多个时，抗剪钢筋2、连接键21、纵向钢筋3、填充物4在多个空腔100内的设置在截面横向对称。钻孔植筋时应避开梁底纵向主筋。

Claims (6)

1.一种空心板桥梁弯剪混合加固方法，其特征在于，在空心板桥梁(1)的底部开设作业孔道(11)、灌注孔(12)和出气孔(13)连通空心板桥梁(1)的空腔(100)，将纵向钢筋(3)通过作业孔道(11)顺着空心板桥梁(1)的轴线方向设置于空心板桥梁(1)的空腔(100)内，用封堵物(41)封堵作业孔道(11)，填充物(4)通过灌注孔(12)浇筑于空心板桥梁(1)的空腔(100)内，自下向上垂直或外斜钻孔，植入一列以上抗剪钢筋(2)，并在填充物(4)与空心板桥梁(1)的底板之间设置若干连接键(21)，填充物(4)通过抗剪钢筋(2)、连接键(21)与空心板桥梁(1)连接为整体共同作用，具体步骤如下：

A.开设作业孔道

在空心板桥梁(1)的底部开设作业孔道(11)连通空心板桥梁(1)的空腔(100)，作业孔道(11)的数量为一个以上，其位于空心板桥梁(1)的两端1/4跨度范围内；

B.开设灌注孔、出气孔

在空心板桥梁(1)的底部对应左、右半跨各开设一个以上灌注孔(12)、出气孔(13)连通空心板桥梁(1)的空腔(100)，在灌注孔(12)和出气孔(13)处埋设自下而上的灌注管(14)和出气管(15)，其中，出气管(15)的顶端与梁体顶板的距离不超过5cm；

C.穿入纵向钢筋

通过作业孔道(11)向空心板桥梁(1)的空腔(100)内顺着梁体轴线方向穿入一排以上纵向钢筋(3)，每排纵向钢筋(3)的数量至少为一根，且对称布置在梁体空腔(100)内；

D.封堵作业孔道

纵向钢筋(3)放置完成后，使用封堵物(41)封堵作业孔道(11)；

E.浇筑填充物

通过灌注孔(12)在空心板桥梁(1)的空腔(100)内浇筑填充物(4)，若抗剪钢筋(2)设置于空腔(100)内，填充物(4)应填充充满整个空腔(100)，并自出气管(15)稳定溢出；若抗剪钢筋(2)未设置于空腔(100)的区域，填充物(4)至少应包覆纵向钢筋(3)且其在空腔(100)内的厚度不应小于10cm；

F.设置抗剪钢筋

填充物(4)终凝后，在空心板桥梁(1)的底部自下而上垂直或外斜钻孔，顺桥向植入一列以上抗剪钢筋(2)，其上、下端嵌入梁体顶板、底板分别不小于5cm，其通过植筋胶、水泥基复合材料与既有梁体形成为一体；

G.设置连接键

在填充物(4)与空心板桥梁(1)的底板之间植入若干连接键(21)，连接键(21)的两端嵌入填充物(4)和空心板桥梁(1)的底板的长度不小于5cm，其通过植筋胶、水泥基复合材料与既有梁体形成为一体；

H.清理梁底

对空心板桥梁(1)底部凸出物进行打磨清理，使梁体底板光滑平顺。

2.如权利要求1所述的一种空心板桥梁弯剪混合加固方法，其特征在于所述的抗剪钢筋(2)为垂直或向着桥梁的跨度外端倾斜设置于梁体两端1/4跨度范围内，其间距为10～100cm。

3.如权利要求1所述的一种空心板桥梁弯剪混合加固方法，其特征在于所述的纵向钢筋(3)为钢筋、钢丝绳、钢绞线的一种。

4.如权利要求1所述的一种空心板桥梁弯剪混合加固方法，其特征在于所述的填充物(4)为混凝土、水泥砂浆、环氧砂浆、水泥浆的一种，充满或部分充满梁体空腔(100)。

5.如权利要求1所述的一种空心板桥梁弯剪混合加固方法，其特征在于所述的连接键(21)为钢筋、钢板、钢管的一种。

6.如权利要求1所述的一种空心板桥梁弯剪混合加固方法，其特征在于所述的空心板桥梁(1)的空腔(100)为多个时，抗剪钢筋(2)、连接键(21)、纵向钢筋(3)、填充物(4)在多个空腔(100)内的设置在截面横向对称。

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