CN113062233A - 一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于箱梁的先张法预应力钢板‑混凝土加固方法,箱梁的先张法预应力钢板‑混凝土加固结构包括箱梁、预应力锚固装置、预应力定位装置、预应力钢绞线、钢板‑混凝土。所述预应力钢绞线为采用先张法施工。箱梁加固施工过程中,预应力钢绞线锚固于预应力锚固装置。箱梁加固施工完成后,预应力钢绞线锚固于钢板‑混凝土。先张法预应力钢板‑混凝土对箱梁加固,钢板‑混凝土能有效提高原结构的截面刚度,大幅提高结构承载能力。采用有粘结的预应力,避免了钢绞线锈蚀风险,加固后结构经济耐久。
Description
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域,特别涉及一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法。
背景技术
我国中小跨径桥梁众多,混凝土小箱梁桥是其主要组成部分。随着使用年限的增长,由于设计等级低、交通量增长等因素,现存小箱梁桥普遍存在各种病害,甚至出现承载能力低,不能满足公路交通需求。有必要对这些桥梁进行修复加固,桥梁上部结构常用的加固方法有粘贴钢板、粘贴碳纤维布、体外预应力加固、体外预应力混凝土加固等。粘贴钢板、粘贴碳纤维布的方法对桥梁承载能力和刚度的提高效果不明显,且加固效果与粘胶性能密切相关,动荷载作用下易发生脱粘风险。体外预应力加固、体外预应力混凝土加固可以减小截面下缘的应力水平,但存在以下不足:
一、预应力筋裸露下空气中,存在锈蚀风险,影响结构耐久性,须定期养护,费用高;
二、新增体外预应力与原桥梁结构在可变荷载下易产生共振,需安装减震装置;
三、体外预应力对原结构刚度提高不明显。综上,采用常用的几种箱梁桥加固方法,受损桥梁加固以后不能经济耐久的运营。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种用于箱梁的先张法预应力钢板- 混凝土加固方法以能够有效提高原桥梁结构刚度。
技术方案如下:
一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法,包括以下步骤:
(a)在箱梁1上预应力锚固装置2、预应力定位装置3的高强螺栓7、锚栓6所在位置打孔;
(b)完成预应力锚固装置2、预应力定位装置3的焊接组装;
(c)将预应力锚固装置2、预应力定位装置3通过粘钢胶17与箱梁1粘接,并使用高强螺栓7和锚栓6紧固;
(d)浇筑预应力锚固装置2的自密实早强混凝土14并养护;
(e)在箱梁1上钢板-混凝土5的高强螺栓7、锚栓6所在位置打孔;
(f)钢板-混凝土5的钢筋21点焊于槽钢20并绑扎钢筋22;
(g)安装预应力钢绞线4并张拉;
(h)将槽钢20与箱梁1采用锚栓6固定,浇筑自密实早强混凝土14并养护;
(i)预应力钢绞线4放张,切除多余的钢绞线并回收锚具13。
进一步的,所述预应力锚固装置2包括钢板8、钢板9、钢板10、钢板11、钢板18、钢板19、定位钢管12和锚具13;
所述钢板8与箱梁1的粘接采用粘钢胶17,并通过高强螺栓7与箱梁1紧固;
所述钢板9通过双面角焊缝与钢板8连接,所述钢板10通过双面角焊缝与钢板8、钢板9连接,所述钢板11通过双面角焊缝与钢板8、钢板10连接,所述钢板10长度小于钢板19,且钢板10开孔;
所述定位钢管12与钢板9、钢板11通过焊接连接;
所述钢板18与钢板9、钢板11、钢板19通过焊接连接;
所述钢板18通过锚栓6与箱梁1紧固;
所述钢板8与钢板9、钢板10、钢板11、钢板18、钢板19形成的封闭空间由自密实早强混凝土14填充。
进一步的,所述预应力定位装置3包括钢板15、钢板16、定位钢管12;
所述钢板15与箱梁1的粘接采用粘钢胶17,并通过高强螺栓7与箱梁1紧固;
所述钢板16通过双面角焊缝与钢板15连接;
所述定位钢管12与钢板15通过焊接连接。
进一步的,所述钢板-混凝土5包括槽钢20、自密实早强混凝土14、钢筋21、钢筋22;
所述槽钢20通过锚栓6与箱梁1紧固;
所述钢筋21为带肋钢筋,一端呈弯钩形,另一端点焊于槽钢20;
所述钢筋22为带肋钢筋,两端呈弯钩形,与钢筋21绑扎;
所述槽钢20与箱梁1形成的空间由自密实早强混凝土14填充。
进一步的,钢板-混凝土5施工过程中,所述预应力钢绞线4穿过定位钢管12,通过锚具13锚固于钢板9;钢板-混凝土5施工完成后,所述预应力钢绞线4张埋置于自密实早强混凝土14,自密实早强混凝土14养护完成后,锚固端退锚,然后剪除多余的预应力钢绞线4。
上述箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固的施工过程中,均可采用体外预应力混凝土的施工设备和施工工艺,无需增加新的设备投入,施工方法简便、快捷、迅速,对于保证工期、提高施工效率具有重要意义。
与现有技术相比,本发明的技术优势在于:
一、先张法预应力和钢板-混凝土对箱梁加固,钢板-混凝土能有效提高原结构的截面刚度,大幅提高结构承载能力。充分发挥钢材受拉性能好的优点,较低的加固截面高度即可满足结构加固需求,加固效率高。
二、采用先张法预应力,避免了管道摩擦引起的预应力损失,使得所加固桥梁刚度较弱的跨中区域能够有效施加预应力,加固后结构抗裂性好。新增预应力钢绞线与混凝土能够有效粘结,协调工作性能好;不存在新增钢绞线与原结构的共振现象,不需要安装减震装置,经济性好。
三、采用先张法预应力,新增预应力钢绞线埋置在混凝土加固层,与水、空气等腐蚀性物质隔绝,不存在锈蚀风险,保障了加固后结构的耐久性,运营期养护费用低。
四、采用先张法预应力,可仅对抗弯承载力不足的跨中区域进行加固,自重增加低。
五、本发明提供的箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固施工方法,钢板可作为混凝土浇筑的模具,无需搭建模板和拆模工序,施工简便快捷;本发明提供的预应力锚固装置构造简单,施工方便。
六、本发明提供的箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固设计,新增混凝土与所加固箱梁、钢板、钢绞线,均能有效粘结,安全可靠,加固后结构刚度大、承载能力高、施工简便、经济耐久。
综上,本发明的技术方案完全适用于箱梁桥的加固,将这类桥型成型的施工技术和设备与本发明相结合,可更好地保证本发明桥梁结构及其施工建造的可行性及施工效率。
附图说明
图1为本发明实施例中箱梁的采用先张法预应力钢板-混凝土加固的立面图。
图2为本发明实施例中箱梁的采用先张法预应力钢板-混凝土加固的平面图。
图3为本发明实施例中箱梁的采用先张法预应力钢板-混凝土加固的三维图
图4为图1中A-A处的剖视图。
图5为图1中B-B处的剖视图。
图6为图1中C-C处的剖视图。
图7为本发明实施例中预应力锚固装置的三维图。
图8为本发明实施例中预应力定位装置的三维图。
图9为本发明实施例中预应力锚固装置的平面图。
图10为本发明实施例中预应力锚固装置的立面图。
图11为本发明实施例中预应力定位装置的平面图。
图12为本发明实施例中预应力定位装置的立面图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合实施例对本发明提供的一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法进行详细描述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
实施例1
一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法,包括以下步骤:
(a)在箱梁1上预应力锚固装置2、预应力定位装置3的高强螺栓7、锚栓6所在位置打孔;
(b)完成预应力锚固装置2、预应力定位装置3的焊接组装;
(c)将预应力锚固装置2、预应力定位装置3通过粘钢胶17与箱梁1粘接,并使用高强螺栓7和锚栓6紧固;
(d)浇筑预应力锚固装置2的自密实早强混凝土14并养护;
(e)在箱梁1上钢板-混凝土5的高强螺栓7、锚栓6所在位置打孔;
(f)钢板-混凝土5的钢筋21点焊于槽钢20并绑扎钢筋22;
(g)安装预应力钢绞线4并张拉;
(h)将槽钢20与箱梁1采用锚栓6固定,浇筑自密实早强混凝土14并养护;
(i)预应力钢绞线4放张,切除多余的钢绞线并回收锚具13。
如图1~图3所示,本实施例中箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固设计,包括箱梁 1、预应力锚固装置2、预应力定位装置3、预应力钢绞线4、钢板-混凝土5。本实施例中,上述预应力钢绞线4为采用先张法施工。箱梁1加固施工过程中,预应力钢绞线4锚固于预应力锚固装置2。箱梁1加固施工完成后,预应力钢绞线4锚固于钢板- 混凝土5。
如图7、图9、图10所示,上述本实施例的预应力锚固装置2包括钢板8、钢板 9、钢板10、钢板11、钢板18、钢板19、定位钢管12、锚具13和自密实早强混凝土14。本实施例中,钢板8厚度为1cm,与箱梁1的粘接采用粘钢胶17,并通过高强螺栓7与箱梁1紧固。钢板9厚度为3cm,通过双面角焊缝与钢板8连接,钢板 10厚度为1cm,通过双面角焊缝与钢板8、钢板9连接,钢板11厚度为1cm,通过双面角焊缝与钢板8、钢板10连接。为使混凝土填充密实,钢板10长度为钢板19长度的2/3,且钢板10开两个圆孔孔。定位钢管12长30cm,与钢板9、钢板11通过焊接连接。钢板18厚度为1cm,与钢板9、钢板11、钢板19通过焊接连接,通过锚栓6 与箱梁1紧固。本实施例中,预应力钢绞线4穿过定位钢管12,钢板8与钢板9、钢板10、钢板11、钢板18、钢板19形成的封闭空间由自密实早强混凝土14填充,自密实早强混凝土14养护完成后,张拉预应力钢绞线4到设计强度并通过锚具13 锚固于钢板9。
如图8、图11、图12所示,上述本实施例的预应力定位装置3包括钢板15、钢板 16、定位钢管12。本实施例中,钢板15厚度为1cm,与箱梁1的粘接采用粘钢胶 17,并通过高强螺栓7与箱梁1紧固。钢板16厚度为1cm,通过双面角焊缝与钢板15 连接。定位钢管12长度为20cm,与钢板15通过焊接连接。预应力钢绞线4穿过定位钢管12。
如图3~图6,上述本实施例的钢板-混凝土5包括槽钢20、自密实早强混凝土14、钢筋21、钢筋22。本实施例中,槽钢20通过1cm厚钢板焊接形成,通过锚栓6与箱梁1紧固。钢筋21为带肋钢筋,直径8mm,一端呈弯钩形,另一端点焊于槽钢20。钢筋22为带肋钢筋,直径8mm,两端呈弯钩形,与钢筋21绑扎。槽钢20与箱梁1形成的空间由自密实早强混凝土14填充。预应力钢绞线4埋置于自密实早强混凝土14。
上述本发明的箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固的施工过程中,均可采用箱梁桥现有加固方法的施工设备和施工工艺,无需增加新的设备投入,也无需对施工人员进行新的技能培训,施工方法简便、快捷、迅速,对于保证工期、提高施工效率具有重要意义。
上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化,也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)在箱梁(1)上预应力锚固装置(2)、预应力定位装置(3)的高强螺栓(7)、锚栓(6)所在位置打孔;
(b)完成预应力锚固装置(2)、预应力定位装置(3)的焊接组装;
(c)将预应力锚固装置(2)、预应力定位装置(3)通过粘钢胶(17)与箱梁(1)粘接,并使用高强螺栓(7)和锚栓(6)紧固;
(d)浇筑预应力锚固装置(2)的自密实早强混凝土(14)并养护;
(e)在箱梁(1)上钢板-混凝土(5)的高强螺栓(7)、锚栓(6)所在位置打孔;
(f)钢板-混凝土(5)的钢筋(21)点焊于槽钢(20)并绑扎钢筋(22);
(g)安装预应力钢绞线(4)并张拉;
(h)将槽钢(20)与箱梁(1)采用锚栓(6)固定,浇筑自密实早强混凝土(14)并养护;
(i)预应力钢绞线(4)放张,切除多余的钢绞线并回收锚具(13)。
2.根据权利要求1所述的用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法,其特征在于,所述预应力锚固装置(2)包括钢板(8)、钢板(9)、钢板(10)、钢板(11)、钢板(18)、钢板(19)、定位钢管(12)和锚具(13);
所述钢板(8)与箱梁(1)的粘接采用粘钢胶(17),并通过高强螺栓(7)与箱梁(1)紧固;
所述钢板(9)通过双面角焊缝与钢板(8)连接,所述钢板(10)通过双面角焊缝与钢板(8)、钢板(9)连接,所述钢板(11)通过双面角焊缝与钢板(8)、钢板(10)连接,所述钢板(10)长度小于钢板(19),且钢板(10)开孔;
所述定位钢管(12)与钢板(9)、钢板(11)通过焊接连接;
所述钢板(18)与钢板(9)、钢板(11)、钢板(19)通过焊接连接;
所述钢板(18)通过锚栓(6)与箱梁(1)紧固;
所述钢板(8)与钢板(9)、钢板(10)、钢板(11)、钢板(18)、钢板(19)形成的封闭空间由自密实早强混凝土(14)填充。
3.根据权利要求1或2所述的用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法,其特征在于,所述预应力定位装置(3)包括钢板(15)、钢板(16)、定位钢管(12);
所述钢板(15)与箱梁(1)的粘接采用粘钢胶(17),并通过高强螺栓(7)与箱梁(1)紧固;
所述钢板(16)通过双面角焊缝与钢板(15)连接;
所述定位钢管(12)与钢板(15)通过焊接连接。
进一步的,所述钢板-混凝土(5)包括槽钢(20)、自密实早强混凝土(14)、钢筋(21)、钢筋(22);
所述槽钢(20)通过锚栓(6)与箱梁(1)紧固;
所述钢筋(21)为带肋钢筋,一端呈弯钩形,另一端点焊于槽钢(20);
所述钢筋(22)为带肋钢筋,两端呈弯钩形,与钢筋(21)绑扎;
所述槽钢(20)与箱梁(1)形成的空间由自密实早强混凝土(14)填充。
4.根据权利要求1所述的用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法,其特征在于,钢板-混凝土(5)施工过程中,所述预应力钢绞线(4)穿过定位钢管(12),通过锚具(13)锚固于钢板(9);钢板-混凝土(5)施工完成后,所述预应力钢绞线(4)张埋置于自密实早强混凝土(14),自密实早强混凝土(14)养护完成后,锚固端退锚,然后剪除多余的预应力钢绞线(4)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210702 |