CN112323655B - 一种既有空心板梁简支变连续的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既有空心板梁简支变连续的加固方法，涉及桥梁维修加固技术领域，该方法提供一种在既有简支空心板梁空腔内和接缝处浇注高性能补偿收缩混凝土，并通过路面与空腔内钢筋网的结合，在桥梁支座附近形成整体的空心板梁简支变连续的加固方法。该方法提高了桥梁的整体刚度和承载能力，减小了跨中正弯矩作用，使内力状态更加均匀合理，桥梁稳定性更高，达到了抗弯和抗剪复合加固的效果，提高了加固部位与既有结构整体性及长期耐久性。

Description

一种既有空心板梁简支变连续的加固方法

技术领域

本发明涉及桥梁维修加固技术领域，具体说是一种既有空心板梁简支变连续的加固方法。

背景技术

目前我国相当一部分中小跨径桥梁采用预制方便，工艺成熟的混凝土空心板梁建成，它的优点在于自重较轻，造价低，制作工艺成熟，安装方便。而随着交通运输的高速发展、材料老化、环境侵蚀、长期荷载效应、疲劳效应、突变效应以及与地震、台风等自然灾害因素的耦合，将不可避免地导致桥梁结构的损伤积累和抗力衰减，从而降低其正常使用功能和安全性能，极端情况下极易引发灾难性的突发事故。

对于使用较为广泛的简支空心板梁桥来说，其主要病害表现为：混凝土材料劣化、钢筋发生锈蚀、梁体开裂、铰缝破坏等，这些现象导致桥梁的承载能力下降，已不能满足交通发展的需要。针对简支空心板梁承载力不足的问题，一些加固技术和材料已经被应用到实际工程中，如增大截面法，横向粘钢加固法，黏贴碳纤维布加固技术，以及体外预应力加固法等。但这些加固方法都存在一定局限性，在实际工程中显得无法适用。其中，增大截面法，不管是在梁顶增大截面还是在腹板增大截面，都会出现施工周期长，新老混凝土结合能力差，易造成二次破坏等问题；横向粘钢加固法是用胶黏剂及锚栓将钢板横桥向垂直粘贴锚固在梁底，靠钢板承担横向联系的作用，反复荷载作用下易造成钢板与混凝土脱离，加之铰缝破损后会造成雨水侵蚀作用，加固效果逐渐衰退，且横向粘钢加固法主要改善桥梁的横向联系作用，对桥梁承载力的提高有限；黏贴碳纤维布加固技术在较大荷载下基材粘结效果较难保证，单一使用此材料加固对抗剪桥梁抗剪承载力的提高微乎其微；体外预应力加固施工较复杂，成本高，锚具易被破坏，且外观效果差。

针对上述问题，20世纪80年代，有学者提出了“简支桥连续化”的想法，简支桥在连续化后不但可有效减少或消除伸缩缝，获得较长的连续桥面，而且还具有恒载简支、活载连续的结构特点，可以有效提高桥梁承载力，延长使用寿命。目前已有的空心板梁先简支后连续化的构造方法包括：结构简支桥面连续，及结构连续等，前一种方法虽然在一定程度上可以改善支座处桥面开裂现象，但在根本上还属于简支梁桥。而结构连续的施工方法主要是在接缝处现浇混凝土，但由于接头处空间较小，而且填充材料如混凝土的抗拉强度较低，因此无法从根本上抵抗简支梁连续化后在接头处产生的负弯矩作用，对桥梁承载力的提高有限。而对既有简支空心板梁进行连续化改造的加固方法基本没有，因此，开发出一种设计合理，施工方便，效果优异的空心板梁简支变连续的加固方法，具有很高的价值和意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术上的缺陷，提供一种在既有简支空心板梁空腔内和接缝处浇注高性能补偿收缩混凝土，并通过路面与空腔内钢筋网的结合，在桥梁支座附近形成整体的空心板梁简支变连续的加固方法。该方法提高了桥梁的整体刚度和承载能力，减小了跨中正弯矩作用，使内力状态更加均匀合理，桥梁稳定性更高，达到了抗弯和抗剪复合加固的效果，提高了加固部位与既有结构整体性及长期耐久性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种既有空心板梁简支变连续的加固方法，包括如下步骤：

步骤1：清理并凿除两座空心板梁接触端部的沥青铺装层及调平层混凝土；

步骤2：在空心板梁顶板开设至少一个浇筑孔，使所述浇筑孔与空心板梁空腔相连通；

步骤3：通过浇筑孔在空心板梁空腔里面加设侧向封堵板，所述侧向封堵板用于将空心板梁空腔内非加固区和待浇筑区进行分隔，完成后将空腔内垃圾清理干净；

步骤4：凿除空心板梁堵头板，将钢筋从浇筑孔穿过相邻两座空心板梁的空腔，绑扎钢筋笼，形成钢筋骨架，并与原梁钢筋焊接；

步骤5：在两座空心板梁接缝处设置钢筋网，与空腔内钢筋笼焊接，然后在接缝处支模；

步骤6：用第一加固材料从浇筑孔对空腔和接缝处进行一体化浇筑，形成实心的加固体；

步骤7：在空心板顶板植入锚固钢筋，在桥面调平层位置铺装钢筋网片，同时将钢筋网片、空腔内钢筋骨架、接缝处钢筋网以及顶板锚固钢筋进行焊接；

步骤8：用第二加固材料对两座空心板梁调平层进行一体化浇筑，同时注意标高检查；

步骤9:铺装沥青层，开放交通。

所凿除的路面沥青层及调平层混凝土部分离梁端距离为0~1/5梁长；空腔内浇筑的加固材料部分同样为离梁端0~1/5梁长。

所述浇筑孔为多个，多个浇筑孔沿空心板梁纵向且非连续布置，采用水刀切割配合人工凿除进行开孔，不破坏原梁钢筋。

桥面调平层位置铺装的钢筋网片包括桥墩附近所设置的负弯矩钢筋。

步骤4结束后需要在空腔里喷洒界面剂。

步骤7结束后需要清理调平层的碎石和灰尘，同时喷洒水和界面剂。

所述界面剂为微膨胀自愈合专用界面剂。

所述第一加固材料为高性能微膨胀自密实混凝土，其成份组成为：52.5硅酸盐水泥400~450份，水150~200份，细料500~700份，粗集料700~750份，钢纤维30~50份，减水剂0.5~2份，膨胀剂40~50份，早强剂0.5份。

所述第二加固材料为高性能补偿收缩混凝土，其成份组成为：52.5硅酸盐水泥470~500份，水130~160份，细集料500~650份，粗集料800~900份，活性掺合料25~30份，钢纤维50~80份，PVA纤维0.5~1.5份，减水剂0.5~2份，膨胀剂40-50份，早强剂0.5份。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明提供了一种可以有效提高既有简支空心板梁桥承载力的加固和施工方法，达到了快速修复空心板梁桥，减少交通阻碍的目的。本发明通过在两座简支空心板梁接触端的空腔中浇筑高性能微膨胀自密实混凝土材料，将简支空心板梁进行连续化改造，增大桥梁的承载能力。

2.通过桥面铺设的钢筋网片以及新浇筑的高性能混凝土材料，提高桥梁的整体受力性能和刚度，有效解决了空心板梁桥承载力不足的问题。

附图说明

图1是本发明整体桥面板凿除及开孔示意图；

图2是本发明铺设钢筋网片示意图；

图3是本发明浇筑混凝土剖视图；

图4是本发明整体桥面板凿除及开孔的侧视图；

附图标记：1-空心板梁1，2-空心板梁2，3-空心板空腔，4-接缝位置，5-桥面调平层，6-沥青层，7-浇筑孔，8-空腔内钢筋笼，9-桥面钢筋网片，10-接缝处钢筋网，11-高性能微膨胀自密实混凝土，12-高性能补偿收缩混凝土。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的优选实施例中的附图,对本发明技术方案进行更加详细的描述。需要指出的是：所描述的实施例只是本发明的一种实施例,是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

如图1所示，清理并凿除两座简支空心桥梁端部的沥青铺装层6及调平层混凝土5，凿除长度根据实际情况定，基本控制在梁端0~1/5梁长范围内。

根据设计图纸，对空心板梁顶板开孔位置进行测量放样，开设浇筑孔7，顶板浇筑孔为沿纵向非连续，采用水刀切割配合人工凿除的方法进行开孔，不得损坏原有结构钢筋。

开孔完成后要将开孔位置处空腔内混凝土表面的浮浆清除并凿毛，然后在空心板梁空腔两端与凿除的调平层齐平的位置进行砌砖封堵，这样做的目的是为了保证空腔内浇筑的混凝土只加固梁端所设计的0~1/5梁长这一段。

凿除空心板梁堵头板，完成后将腔内垃圾彻底清理并使用水枪冲洗，废水经设置在底板的检查孔排除出。

将钢筋从浇筑孔穿过相邻两座空心板梁的空腔，绑扎空腔内钢筋笼8，形成钢筋骨架，并与原梁钢筋焊接，然后在空腔里面喷洒界面剂；在两座空心板梁接缝处设置钢筋网10，并与空腔内钢筋笼8焊接，然后在接缝处支模。用特制的高性能微膨胀自密实混凝土11从浇筑孔7对空腔和接缝处进行一体化浇筑，充分振捣使混凝土密实，避免空洞及蜂窝麻面的发生。

需要指出的是为了保证流动性，在空腔内所浇筑的混凝土材料的粗骨料优先选用粒径5~10mm左右的卵石或者碎石，浇筑效果如图3和4所示。

在空腔内的混凝土浇筑完毕后，在桥面调平层位置铺装钢筋网片9，如图2所示。同时将钢筋网片9与空腔内钢筋笼8、以及接缝处钢筋网10进行焊接，提高整体性。

清理调平层的碎石和灰尘，同时喷洒水和界面剂。用高性能补偿收缩混凝土12浇筑调平层，同时注意标高检查，将混凝土充分振捣并抹平，洒水养护24小时。最后铺装沥青层，开放交通。

Claims (6)

1.一种既有空心板梁简支变连续的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：清理并凿除两座空心板梁接触端部的沥青铺装层及调平层混凝土；

步骤2：在空心板梁顶板开设至少一个浇筑孔，使所述浇筑孔与空心板梁空腔相连通；

步骤3：通过浇筑孔在空心板梁空腔里面加设侧向封堵板，所述侧向封堵板用于将空心板梁空腔内非加固区和待浇筑区进行分隔，完成后将空腔内垃圾清理干净；

步骤4：凿除空心板梁堵头板，将钢筋从浇筑孔穿过相邻两座空心板梁的空腔，绑扎钢筋笼，形成钢筋骨架，并与原梁钢筋焊接；

步骤5：在两座空心板梁接缝处设置钢筋网，与空腔内钢筋笼焊接，然后在接缝处支模；

步骤6：用第一加固材料从浇筑孔对空腔和接缝处进行一体化浇筑，形成实心的加固体；

步骤7：在空心板顶板植入锚固钢筋，在桥面调平层位置铺装钢筋网片，同时将钢筋网片、空腔内钢筋骨架、接缝处钢筋网以及顶板锚固钢筋进行焊接；

步骤8：用第二加固材料对两座空心板梁调平层进行一体化浇筑，同时注意标高检查；

步骤9:铺装沥青层，开放交通；

所凿除的路面沥青层及调平层混凝土部分离梁端距离为0~1/5梁长；空腔内浇筑的加固材料部分同样为离梁端0~1/5梁长；

所述浇筑孔为多个，多个浇筑孔沿空心板梁纵向且非连续布置，采用水刀切割配合人工凿除进行开孔，不破坏原梁钢筋；

桥面钢筋网包括桥墩附近所设置的负弯矩钢筋。

2.根据权利要求1所述的既有空心板梁简支变连续的加固方法，其特征在于，步骤4结束后需要在空腔里喷洒界面剂。

3.根据权利要求2所述的既有空心板梁简支变连续的加固方法，其特征在于，步骤7结束后需要清理调平层的碎石和灰尘，同时喷洒水和界面剂。

4.根据权利要求3所述的既有空心板梁简支变连续的加固方法，其特征在于，所述界面剂为微膨胀自愈合专用界面剂。

5.根据权利要求1所述的既有空心板梁简支变连续的加固方法，其特征在于，所述第一加固材料为高性能微膨胀自密实混凝土，其成份组成为：52.5硅酸盐水泥400~450份，水150~200份，细料500~700份，粗集料700~750份，钢纤维30~50份，减水剂0.5~2份，膨胀剂40~50份，早强剂0.5份。

6.根据权利要求1所述的一种既有空心板梁简支变连续的加固方法，其特征在于，所述第二加固材料为高性能补偿收缩混凝土，其成份组成为：52.5硅酸盐水泥470~500份，水130~160份，细集料500~650份，粗集料800~900份，活性掺合料25~30份，钢纤维50~80份，PVA纤维0.5~1.5份，减水剂0.5~2份，膨胀剂40-50份，早强剂0.5份。

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