CN111794129A - 一种用于加固拱桥的弧状u型钢板及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于加固拱桥的弧状U型钢板，包括多片相同的弧状U型钢板，所述U型钢板的开口侧两边设置一体连接的翻边，所述的U型钢板横纵，若干所述弧状U型钢板拼接成一个拱形支撑体，所述拱形支撑体用于连接于拱桥主体底部的混凝土，所述拱形支撑体的两侧连接L型钢板的一侧，所述L型钢板的另一侧用于拱桥主体的拱脚。本发明从结构上该变了拱桥的结构形式，使得传统的平面拱底的拱桥改变成受力状态较好，承载能力较高的双曲拱桥；使得传统的双曲拱桥变成拱圈结构连接强，承载能力大的一体式新型双曲拱桥。同时，混凝土与弧状U型钢板的组合使得本发明的适用范围更广。
Description
技术领域
本发明公开了一种用于加固拱桥的弧状U型钢板及其施工方法，涉及桥梁加固结构技术领域。
背景技术
随着交通运输事业的迅猛发展，交通运输量大幅度增长，行车密度及车辆载重越来越大。现有公路桥梁中的相当一部分已经不能满足使用上的要求。现有部分拱桥存在陈旧、老化、承载力不足等问题，对来往车辆而言，存在一定的危险。
双曲拱桥的主拱圈一般都是多肋多波的，主要由拱肋、拱波、拱板以及横向联系组成，其中拱板又分为填平式拱板和波形拱板(实际结构中多以折线代替，故又称为折线拱板)。传统的混凝土双曲拱桥拱圈各构件之间连接薄弱，桥跨结构整体性较差，双曲拱结构普遍存在承载能力低、开裂严重，使用寿命短等问题。
传统的钢板拱桥加固技术存在耗材较多，提供的拱顶力较小，加固效果不明显，使用范围小(只适用于平面拱底)的缺点；而波纹钢拱桥加固方法存在波顶与混凝土接触面积小，易导致波纹变形，同时拱顶波纹用螺栓锚固时易损伤波纹钢，容易发生较大的变形，是一种柔性结构，不适用于跨度较大的拱桥加固。
传统拱桥拱底由于受力不均匀，存在局部受拉开裂的现象，严重影响桥梁的承载能力和使用寿命；针对传统拱桥承载能力低，使用寿命短，开裂严重等问题，需提出一种加固方法。
发明内容
本发明针对上述背景技术中的缺陷，提供一种用于加固拱桥的弧状U型钢板及其施工方法，延长拱桥使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于加固拱桥的弧状U型钢板，包括多片相同的弧状U型钢板，所述U型钢板的开口侧两边设置一体连接的翻边，所述的U型钢板横纵，若干所述弧状U型钢板拼接成一个拱形支撑体，所述拱形支撑体用于连接于拱桥主体底部的混凝土，所述拱形支撑体的两侧连接L型钢板的一侧，所述L型钢板的另一侧用于拱桥主体的拱脚。
进一步的，所述L型钢板与拱脚连接处缝隙灌注自流平细石混凝土7。
进一步的，所述的U型钢板的底部和翻边设置安装孔，通过螺栓、纵向连接钢板和横向连接钢板相互连接。
进一步的，所述U型钢板的厚度为5～8毫米。
进一步的，所述L型钢板涂抹环氧砂浆。
一种用于加固拱桥的弧状U型钢板的施工方法，包括以下步骤：
步骤(1)：测量拱桥的机械数据，按其机械数据分片制作弧状U型钢板、L型钢板、纵向连接钢板和横向连接钢板，并预留安装孔，同时进行防腐处理；
步骤(2)：针对测量得到的机械数据，对弧状U型钢板进行定位放线，验线；
步骤(3)：对拱桥底部进行清理，使之裸露出新鲜混凝土表面；
步骤(4)：对清理后的拱桥底部以及拱脚处相应于安装孔位置进行钻孔；
步骤(5)：进行L型钢板的定位放置于清理后的拱脚处，并用高强度膨胀螺栓紧紧锚固于拱脚处，在L型钢板外侧均匀涂抹环氧砂浆，并向接缝处缝隙灌注自流平细石混凝土；
步骤(6)：由拱圈拱脚的方向向拱圈拱顶的方向对称拼接弧状U型钢板，采用膨胀螺栓5将U型钢板紧紧锚固于拱桥底部；并从拱脚向拱顶分片均匀涂抹环氧砂浆；
步骤(7)：养护混凝土，清理施工现场。
进一步的，所述的机械数据矢包括跨比数据和拱桥弧度尺寸。
有益效果：本技术方案中，弧状U型钢板钢板特殊的截面形式增大了惯性矩，使之通过较薄的厚度具有较高的承载能力和稳定性。
本技术方案中，加固之后整体结构类似一种双曲拱结构，用U型钢板的翻边和U型底部替代传统双曲拱桥中的拱波，则巧妙省去了拱肋、拉杆等构件，使得拱圈无论在纵向和横向均为一个整体，大大提升了桥梁的整体性，有效地改善了传统双曲拱桥中构件连接薄弱、开裂严重、整体性差等问题。
本技术方案中，加固结构还具备钢结构所特有的良好的延性，抗拉、抗压、抗剪强度较高，构件结构断面小、自重轻，施工速度快。
本技术方案中，还可以对较大拱桥进行加固，在弧状U型钢板U型内灌注自流平细石混凝土，充分结合利用了混凝土的抗压能力高和钢材抗拉压性能好等特点，可以实现较大跨度拱桥的加固。
附图说明
图1是本发明弧状U型钢板构示意图；
图2是本发明弧状U型钢板与L型钢板连接的一种结构示意图；
图3是本发明弧状U型钢板与L型钢板连接的另一种结构示意图；
图4是本发明L型钢板结构示意图；
图5是本发明弧状U型钢板U型槽内部混凝土浇筑结构示意图；
图6是本发明弧状U型钢板拼接后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1～6所示的一种实施例：一种用于加固拱桥的弧状U型钢板，包括多片相同的弧状U型钢板(1)，所述U型钢板(1)的开口侧两边设置一体连接的翻边，所述的U型钢板(1)横纵，若干所述弧状U型钢板(1)拼接成一个拱形支撑体，所述拱形支撑体用于连接于拱桥主体底部的混凝土，所述拱形支撑体的两侧连接L型钢板(6)的一侧，所述L型钢板(6)的另一侧用于拱桥主体的拱脚。
所述L型钢板(6)与拱脚连接处缝隙灌注自流平细石混凝土(7)。
所述的U型钢板(1)的底部和翻边设置安装孔，通过螺栓(2)、纵向连接钢板(3)和横向连接钢板(4)相互连接。
所述U型钢板(1)的厚度为5～8毫米。
所述L型钢板涂抹环氧砂浆。
一种用于加固拱桥的弧状U型钢板的施工方法，包括以下步骤：
步骤(1)：测量拱桥的机械数据，按其机械数据分片制作弧状U型钢板(1)、L型钢板(6)、纵向连接钢板(3)和横向连接钢板(4)，并预留安装孔，同时进行防腐处理；
步骤(2)：针对测量的到的机械数据，对弧状U型钢板(1)进行定位放线，验线；
步骤(3)：对拱桥底部进行清理，使之裸露出新鲜混凝土表面；
步骤(4)：对清理后的拱桥底部以及拱脚处相应于安装孔位置进行钻孔；
步骤(5)：进行L型钢板(6)的定位放置于清理后的拱脚处，并用高强度膨胀螺栓(5)紧紧锚固于拱脚处，在L型钢板(6)外侧均匀涂抹环氧砂浆，并向接缝处缝隙灌注自流平细石混凝土(7)；
步骤(6)：由拱圈拱脚的方向向拱圈拱顶的方向对称拼接弧状U型钢板(1)，采用膨胀螺栓(5)将U型钢板(1)紧紧锚固于拱桥底部；并从拱脚向拱顶分片均匀涂抹环氧砂浆；
步骤(7)：养护混凝土，清理施工现场。
所述的机械数据矢包括跨比数据和拱桥弧度尺寸。
本技术方案中，弧状U型钢板钢板特殊的截面形式增大了惯性矩，使之通过较薄的厚度具有较高的承载能力和稳定性。
本技术方案中，加固之后整体结构类似一种双曲拱结构，用U型钢板的翻边和U型底部替代传统双曲拱桥中的拱波，则巧妙省去了拱肋、拉杆等构件，使得拱圈无论在纵向和横向均为一个整体，大大提升了桥梁的整体性，有效地改善了传统双曲拱桥中构件连接薄弱、开裂严重、整体性差等问题。
本技术方案中，加固结构还具备钢结构所特有的良好的延性，抗拉、抗压、抗剪强度较高，构件结构断面小、自重轻，施工速度快。
本技术方案中，还可以对较大拱桥进行加固，在弧状U型钢板U型内灌注自流平细石混凝土，充分结合利用了混凝土的抗压能力高和钢材抗拉压性能好等特点，可以实现较大跨度拱桥的加固。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于加固拱桥的弧状U型钢板，其特征在于，包括多片相同的弧状U型钢板(1)，所述U型钢板(1)的开口侧两边设置一体连接的翻边，所述的U型钢板(1)横纵，若干所述弧状U型钢板(1)拼接成一个拱形支撑体，所述拱形支撑体用于连接于拱桥主体底部的混凝土，所述拱形支撑体的两侧连接L型钢板(6)的一侧，所述L型钢板(6)的另一侧用于拱桥主体的拱脚。
2.根据权利要求1所述的一种用于加固拱桥的弧状U型钢板，其特征在于，所述L型钢板(6)与拱脚连接处缝隙灌注自流平细石混凝土(7)。
3.根据权利要求1所述的一种用于加固拱桥的弧状U型钢板，其特征在于，所述的U型钢板(1)的底部和翻边设置安装孔，通过螺栓(2)、纵向连接钢板(3)和横向连接钢板(4)相互连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于加固拱桥的弧状U型钢板，其特征在于，所述U型钢板(1)的厚度为5～8毫米。
5.根据权利要求1所述的一种用于加固拱桥的弧状U型钢板，其特征在于，所述L型钢板涂抹环氧砂浆。
6.根据权利要求1所述的一种用于加固拱桥的弧状U型钢板，其特征在于，在弧状U型钢板U型槽内灌注自流平细石混凝土。
7.一种根据权利要求1～6所述的用于加固拱桥的弧状U型钢板的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：测量拱桥的机械数据，按其机械数据分片制作弧状U型钢板(1)、L型钢板(6)、纵向连接钢板(3)和横向连接钢板(4)，并预留安装孔，同时进行防腐处理；
步骤(2)：针对测量得到的机械数据，对弧状U型钢板(1)进行定位放线，验线；
步骤(3)：对拱桥底部进行清理，使之裸露出新鲜混凝土表面；
步骤(4)：对清理后的拱桥底部以及拱脚处相应于安装孔位置进行钻孔；
步骤(5)：进行L型钢板(6)的定位放置于清理后的拱脚处，并用高强度膨胀螺栓(5)紧紧锚固于拱脚处，在L型钢板(6)外侧均匀涂抹环氧砂浆，并向接缝处缝隙灌注自流平细石混凝土(7)；
步骤(6)：由拱圈拱脚的方向向拱圈拱顶的方向对称拼接弧状U型钢板(1)，采用膨胀螺栓(5)将U型钢板(1)紧紧锚固于拱桥底部；并从拱脚向拱顶分片均匀涂抹环氧砂浆；
步骤(7)：养护混凝土，清理施工现场。
8.一种根据权利要求7所述的用于加固拱桥的弧状U型钢板的施工方法，所述的机械数据包括矢跨比数据和拱桥弧度尺寸。
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