CN111560863A - 一种箱梁腹板加固结构及箱梁腹板加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种箱梁腹板加固结构及箱梁腹板加固方法，包括腹板、带孔钢板、加固锚杆、锚固螺栓、矩形钢垫钻孔及结构胶。所述腹板上有若干钻孔，加固锚杆垂直于腹板、设置于钻孔内。所述带孔钢板紧贴腹板、固定于箱梁腔一侧，带孔钢板上设置供加固锚杆通过的孔。所述锚杆螺栓通过螺纹连接于加固锚杆两端，锚杆螺栓的通孔直径与加固锚杆直径相同。所述矩形钢垫板固定于钻孔的箱梁外一侧，矩形钢垫板的中心设置供加固锚杆通过的孔。本发明提供的箱梁腹板加固结构形式简单，施工方便，实现了腹板刚度及其整体受力性能的增强，提高了预应力混凝土斜拉桥箱梁的整体结构稳定性，材料造价、施工成本低，具有良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于桥梁养护与维修技术领域，具体涉及一种箱梁腹板加固结构及箱梁腹板加固方法。
背景技术
混凝土箱梁是大跨境桥梁常用的结构形式，一般用于跨度较大的桥梁上，其外观类似箱型，因此被称作箱梁。混凝土箱梁包含顶板、底板和腹板三部分，一般通过现浇或预制的方式制成。在混凝土箱梁结构中，腹板是承重的关键部位，其承重效果受到很多条件影响，水泥的反常凝固、灌注顺序差错及灌注速度过快、接触火情或盐类化学物质等，都会导致腹板裂缝，影响桥梁质量甚至缩短使用年限。
在施工或运营中，一般处理腹板裂缝的方法都是打磨后封闭裂缝、进行注浆，待干燥后完成修复简单操作。设计时为了提高其刚度及强度，也可增大腹板厚度，然而结合大跨径的混凝土斜拉桥的应用场景，增加腹板厚度会引发桥梁结构自重的增大，这与大跨径斜拉桥中混凝土箱梁“整体重量轻、结构强度大”的设计理念存在天然矛盾。现有技术中的加固结构和加固措施，多存在结构自重大、设计不合理、施工工序复杂的原因，在外力作用下发生扭转产生裂缝，再加之自然因素和荷载的作用下发生裂缝扩展，导致处置效果不理想。
在我国早期修建完成大跨径斜拉桥中，由于长时间承受重载甚至超载的荷载环境、或在风雨侵蚀下出现钢筋锈蚀及其他特殊荷载作用下，自然因素和行车荷载的耦合作用使腹板会出现不同程度、无法修复的裂缝，严重影响正常使用，采用简单的注浆修补无法满足修复的耐久性需求，容易在短期内再次发生破坏，全部拆除、重建显然耗资过大，在工程经济性、资源循环利用角度不符合我国可持续发展的理念。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种箱梁腹板加固结构及箱梁腹板加固方法，以针对在应力混凝土斜拉桥中，现有加固处置技术方案中的不足的问题，其形式简单，施工方便，可实现腹板刚度及其整体受力性能的增强，提高了预应力混凝土斜拉桥箱梁的整体结构稳定性。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种箱梁腹板加固结构及箱梁腹板加固方法，包括带孔钢板以及加固锚杆，所述带孔钢板与腹板上在对应位置上开有若干钻孔，所述带孔钢板紧贴腹板，且在并紧靠腹板箱梁腔一侧在钻孔位置通过插装加固锚杆进行限位，所述加固锚杆垂直于腹板，并在两侧分别伸出腹板以及带孔钢板，并在伸出位置通过锚杆螺栓进行位置固定，所述锚杆螺栓通过螺纹连接于加固锚杆两端，锚杆螺栓的通孔直径与加固锚杆直径相同；同时，在锚杆螺栓内侧设置有用于防止锚杆螺栓松动的矩形钢垫板，所述矩形钢垫板固定于钻孔的箱梁外一侧，矩形钢垫板的中心设置供加固锚杆通过的孔。
进一步地，所述带孔钢板的尺寸为：长180cm、宽30cm、厚8cm。
更进一步地，所述带孔钢板上设置孔的直径为1.5cm，沿钢板长度方向孔间距40cm、沿钢板宽度方向孔间距20cm。
进一步地，所述加固锚杆为全螺纹锚杆，直径1.2cm，长40cm。
所述加固锚杆与钻孔的内壁通过结构胶粘合，以使结构胶填充满加固锚杆与钻孔间的缝隙，保证加固锚杆的稳定性。
进一步地，所述矩形钢垫板的尺寸为：长20cm、宽20cm、厚2cm。
更进一步地，所述矩形钢垫板中心孔的直径为1.3cm。
此外，所述钻孔与矩形钢垫板及带孔钢板的孔中心线呈同一直线。
与现有腹板结构及加固方式相比，本发明通过带孔钢板、加固锚杆、锚杆螺栓、、矩形钢垫板、的组合结构设计，可以在不破坏箱梁腹板原有承重结构的基础上，实现对箱梁腹板整体强度的补强，运用加固锚杆、锚杆螺栓，能够在保证补强效果的前提下，实现仅在腹板单侧采用带孔钢板加固，从而尽可能减轻结构自重，在行车荷载及自然因素的耦合作用下改善箱梁腹板1）的应力分布状态，减少裂缝病害的发生概率及对原有修复裂缝的抑制；
相比较注浆修复技术在对箱梁腹板修复后的耐久性不足问题，本发明提供的箱梁腹板加固结构中，在保证加固结构和原有箱梁腹板具有一定接触面积的基础上，采用结构胶填充、混凝土腹板打磨、全螺纹加固锚杆等设计方法及施工工艺，尽可能增大各结构之间的接触面摩擦力和贴合性，从而提高锚杆、钢板和混凝土腹板的整体结构强度，在应用中可以实现混凝土箱梁的整体稳定性提高的应用效果，针对现有技术在行车荷载下容易发生扭转产生裂缝及自然环境作用下的裂缝扩展的问题，本箱梁腹板加固结构的处置措施具有良好的针对性和适应性。
本发明提供的箱梁腹板加固结构，形式简单、施工方便，在材料造价、施工成本低，具有良好的经济效益。
附图说明
图1是本发明所述箱梁腹板加固结构的示意图；
图2是本发明箱梁腹板加固结构的应用效果示意图。
其中：1、腹板；2、带孔钢板；3、加固锚杆；4、锚杆螺栓；5、矩形钢垫板；6、钻孔；7、结构胶。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步的说明，以便于本领域技术人员理解本发明。
如图1所示的箱梁腹板加固结构，包括腹板1、带孔钢板2、加固锚杆3、锚杆螺栓4、矩形钢垫板5、钻孔6和结构胶7。其腹板1上有九组钻孔6，每组钻孔6都插装有加固锚杆3，加固锚杆3垂直于腹板1、设置于钻孔6内，所述钻孔6位置应避开原有结构中的普通钢筋和预应力钢筋，防止在钻孔过程中使原有结构中的钢筋受到破坏，影响箱梁承重，降低使用年限。
在本实施例中，带孔钢板2的尺寸为：长180cm、宽30cm、厚8cm，紧贴腹板1、固定于箱梁腔一侧，带孔钢板2上设置供加固锚杆3通过的直径为1.5cm的孔，这些孔沿钢板长度方向孔间距40cm、沿钢板宽度方向孔间距20cm，与腹板1结构上的钻孔6位置对应；而锚杆螺栓4通过螺纹连接于加固锚杆3两端，锚杆螺栓4的通孔直径与加固锚杆3直径相同。
矩形钢垫板5的尺寸为：长20cm、宽20cm、厚2cm，固定于钻孔6的箱梁外一侧，矩形钢垫板5的中心设置供加固锚杆3通过的直径为1.3cm的孔；而加固锚杆3为全螺纹锚杆，直径1.2cm，长40cm；加固锚杆3与钻孔6的内壁通过结构胶7粘合。此外，所述钻孔6与矩形钢垫板5及带孔钢板2的孔对应设置。
实施本发明所述的箱梁腹板加固结构的步骤为：
1）将腹板1靠箱梁一侧的混凝土表面打磨平整、洁净且具有一定的粗糙度；
2）沿腹板1钻孔，设置纵向孔间间距40cm、横向孔间间距20cm，钻孔深度30cm、直径1.5cm，钻孔操作完成后清洁孔内灰尘，保证孔道干燥；
3）将调制完成的结构胶注入钻孔6内，保证注入量大于2/3孔体积；
4）将加固锚杆3植入钻孔6内，保证腹板1两侧的加固锚杆3外露部分长度相同，并向加固锚杆3两端部填塞牙签，将其完全固定；
5）将带孔钢板2锚贴面进行构件表面处理，沿受力垂直方向打磨出金属光泽，打磨粗糙程度越大越好，并用丙酮清洗锚贴面；
6）如图2所示，将带孔钢板2的孔与加固锚杆3位置一一对应，安装带孔钢板2，在加固锚杆3的箱梁外一侧套上矩形钢垫板5，用锚固螺栓4将加固锚杆3两端拧紧固定；
7）安装完成后对带孔钢板2、加固锚杆3、锚固螺栓4、矩形钢垫板5防腐处理，对裸露在自然环境中的结构表面涂有环氧树脂保护层。
8）最后将已钻好孔的钢板按锚杆安装位置对孔安装，在腹板外侧的锚杆上套钢垫板，用锚固螺栓将锚杆两端进行固定拧紧。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种箱梁腹板加固结构，其特征在于，一种适用于预应力混凝土斜拉桥的箱梁腹板加固结构，包括带孔钢板以及加固锚杆，所述带孔钢板与腹板上在对应位置上开有若干钻孔，所述带孔钢板紧贴腹板，且在并紧靠腹板箱梁腔一侧在钻孔位置通过插装加固锚杆进行限位，所述加固锚杆垂直于腹板，并在两侧分别伸出腹板以及带孔钢板，并在伸出位置通过锚杆螺栓进行位置固定，所述锚杆螺栓通过螺纹连接于加固锚杆两端，锚杆螺栓的通孔直径与加固锚杆直径相同；同时在锚杆螺栓内侧设置有用于防止锚杆螺栓松动的矩形钢垫板，所述矩形钢垫板固定于钻孔的箱梁外一侧，矩形钢垫板的中心设置供加固锚杆通过的孔。
2.根据权利要求1所述的箱梁腹板加固结构，其特征在于，所述带孔钢板的尺寸为：长180cm、宽30cm、厚8cm。
3.根据权利要求2所述的箱梁腹板加固结构，其特征在于，所述带孔钢板上设置孔的直径为1.5cm，沿钢板长度方向孔间距40cm、沿钢板宽度方向孔间距20cm。
4.根据权利要求1所述的箱梁腹板加固结构，其特征在于，所述加固锚杆为全螺纹锚杆，直径1.2cm，长40cm。
5.根据权利要求1所述的箱梁腹板加固结构，其特征在于，所述加固锚杆与钻孔的内壁通过结构胶粘合，以使结构胶填充满加固锚杆与钻孔间的缝隙，保证加固锚杆的稳定性。
6.根据权利要求1所述的箱梁腹板加固结构，其特征在于，所述矩形钢垫板的尺寸为：长20cm、宽20cm、厚2cm。
7.根据权利要求6所述的箱梁腹板加固结构，其特征在于，所述矩形钢垫板中心孔的直径为1.3cm。
8.根据权利要求1所述的箱梁腹板加固结构，其特征在于，所述钻孔与矩形钢垫板及带孔钢板的孔中心线位于同一直线上。
9.一种箱梁腹板加固方法，其特征在于，利用权利要求1所述的适用于预应力混凝土斜拉桥的箱梁腹板加固结构进行箱梁腹板加固，该方法具体包括以下操作步骤：
①将腹板靠箱梁一侧的混凝土表面打磨平整、洁净且具有一定的粗糙度；
②沿腹板钻孔，设置孔间间距以及钻孔深度、直径，钻孔操作完成后清洁孔内灰尘，保证孔道干燥；
③将调制完成的结构胶注入钻孔内，保证注入量大于2/3孔体积；
④将加固锚杆植入钻孔内，保证腹板两侧的加固锚杆外露部分长度相同，并向加固锚杆两端部填塞牙签，将其完全固定；
⑤将带孔钢板锚贴面进行构件表面处理，沿受力垂直方向打磨出金属光泽，打磨粗糙程度越大越好，并用丙酮清洗锚贴面；
⑥将带孔钢板的孔与加固锚杆位置一一对应，安装带孔钢板，在加固锚杆的箱梁外一侧套上矩形钢垫板，用锚固螺栓将加固锚杆两端拧紧固定；
⑦安装完成后对带孔钢板、加固锚杆、锚固螺栓、矩形钢垫板防腐处理，对裸露在自然环境中的结构表面涂有环氧树脂保护层；
⑧将已钻好孔的钢板按锚杆安装位置对孔安装，在腹板外侧的锚杆上套钢垫板，用锚固螺栓将锚杆两端进行固定拧紧。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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