CN120250520B - 一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及桥台加大截面与防护的技术领域，具体公开了一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构及方法，该结构包括玻纤套筒、连接组件和限位支撑组件，玻纤套筒与桥台固定连接，玻纤套筒用于增大桥台的截面并提高桥台表面的防冲刷能力；连接组件用于固定连接玻纤套筒和桥台，以使玻纤套筒与桥台连接并形成整体；限位支撑组件用于抵接支撑连接组件，使其和任意桥台平面相接，以限制连接组件的位置。本申请具有改善现有的桥台加固时存在部分缺陷的效果。

Description

一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构及方法

技术领域

本申请涉及桥台加大截面与防护的技术领域，尤其是涉及一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构及方法。

背景技术

在现代桥梁工程中，随着交通流量的不断增加以及使用年限的延长，许多既有桥台面临着承载能力不足、结构性能退化等问题。传统的桥台加固方法，如加大截面法、粘贴钢板法、粘贴碳纤维布法、钢混组合加大截面法等，虽在一定程度上能够提升桥台的承载能力，但存在诸多局限性。

例如，加大截面法施工周期长、占用空间大，且对原有结构的扰动较大；粘贴钢板法、粘贴碳纤维布法的粘结胶长期处于泡水状态容易失效，最终失去效果；钢混组合加大截面法加固后的截面较大，增加了河道阻水比，减少了过流断面；以上方法无法直接在水下施工，需要围堰辅助施工，属于干式施工方法，且这类方案均无法提高桥台的耐久性。

发明内容

为了改善现有的桥台加固时遇到的以下几点难题：（1）常规方式需要围堰辅助施工，而围堰对场地要求、施工工期和环境影响较大；（2）常规加大截面方法的加固后厚度大，对外观影响大，会严重影响河流和排水泄洪能力，甚至影响水路航道运输；（3）常规加固方法是一种治标不治本的方法，随着时间推移，由于水流的冲刷，在干湿变化的作用下，桥梁墩柱还是将出现同类型的病害，导致还需要进行二次、三次甚至更多次维修加固处理，耗费成本较高；本申请提供一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构及方法。

第一方面，本申请提供的一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构采用如下的技术方案：

一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构，包括：

玻纤套筒，与桥台固定连接，用于增大桥台的截面并提高桥台表面的防冲刷能力；

连接组件，用于固定连接玻纤套筒和桥台，以使玻纤套筒与桥台连接并形成整体；

限位支撑组件，用于抵接支撑连接组件，使其和任意桥台平面相接，以限制连接组件的位置；

连接组件包括横钢板和槽钢，横钢板横向设置于玻纤套筒远离桥台的一面，横钢板与玻纤套筒固定连接，槽钢竖直设置于横钢板远离玻纤套筒的一面，槽钢与横钢板固定连接。

通过采用上述技术方案，玻纤套筒具有高强度、耐腐蚀和质量轻的特点，能够在不增加过多自重的情况下增大桥台截面，使得桥台能够更好地抵抗外界荷载，延长桥梁的使用寿命，同时为后续的维修和加固提供便利，改善了现有的桥台加固厚度大的问题；连接组件能够确保玻纤套筒与桥台之间的连接紧密且稳定，避免因外力作用导致玻纤套筒松动；限位支撑组件能够限制连接组件的位置，确保填充材料浇筑凝固过程中，加固厚度保持一致，外观不变形；横钢板能够为玻纤套筒提供横向支撑和定位功能，槽钢与横钢板固定连接，能够进一步增强限位支撑组件的整体强度和稳定性，槽钢能够承受较大的纵向和横向荷载，从而能够为横钢板提供额外的支撑和固定作用，形成稳固的限位框架，限制玻纤套筒在多个方向上的自由度，确保其在加固过程中始终保持与桥台的紧密配合。

优选的，连接组件包括不锈钢螺栓，不锈钢螺栓的一端依次贯穿槽钢、横钢板和玻纤套筒后与桥台使用后锚固的方式连接。

通过采用上述技术方案，不锈钢螺栓将限位支撑组件、玻纤套筒以及桥台紧密连接在一起，形成了一个整体结构；不锈钢螺栓的高强度和良好的耐腐蚀性使其能够在恶劣的环境条件下长期稳定工作，确保连接部位的牢固性和耐久性；同时，螺纹连接方式提供了可靠的抗拉和抗剪能力，能够有效传递荷载，增强承载能力。

优选的，连接组件还包括限位器，限位器固定设置于玻纤套筒靠近桥台的一侧，限位器用于与桥台固定连接，以限制玻纤套筒相对于桥台的位置。

通过采用上述技术方案，限位器能够限制玻纤套筒相对于桥台的位置，防止玻纤套筒在施工或使用过程中发生位移或变形。

优选的，连接组件还包括填充材料，填充材料包括水泥基灌浆料和水下环氧灌浆料，填充材料设置于玻纤套筒和桥台之间，用于填充玻纤套筒与桥台之间的缝隙。

通过采用上述技术方案，填充材料能够填充玻纤套筒与桥台之间的缝隙，确保两者之间紧密结合，消除可能存在的空隙和薄弱环节，并确保荷载的传递，增强整个加固结构的整体性和稳定性，防止因局部应力集中而导致的结构损坏；水下水泥基灌浆料具有优异的耐久性和抗渗性，能够在长期的水下或潮湿环境中保持良好的性能，防止水分渗入结构内部，从而延长桥台的使用寿命；水下环氧灌浆料具有高强度、耐磨、耐久、高粘结力等优异性能，同时还具备良好的抗渗、抗冻、耐酸、耐碱、耐盐等耐腐蚀特性，无需搭建围堰或排水设备，可在水下直接施工，适用于各种复杂工件条件。

优选的，连接组件还包括第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部分别设置于玻纤套筒的顶部和底部，第一连接部与桥台和玻纤套筒固定连接，以封闭玻纤套筒的顶部与桥台之间的缝隙，第二连接部与桥台、玻纤套筒和河床固定连接，以封闭玻纤套筒的底部与桥台之间的缝隙。

通过采用上述技术方案，第一连接部和第二连接部采用物理连接达到密封作用，封闭玻纤套筒与桥台之间的缝隙，防止水分、空气或其他有害物质进入缝隙内部，从而避免因缝隙的存在而导致的结构腐蚀、渗漏或局部应力集中等问题。

优选的，限位支撑组件包括限位杆，限位杆的两端分别与槽钢和任意平面抵接，以限制连接组件相对于桥台的位置。

通过采用上述技术方案，限位支撑组件的限位杆与槽钢和任意平面的抵接，能够使限位支撑组件和连接组件形成一个整体，为连接组件提供额外的支撑，并限制连接组件中的槽钢的位置，从而限制连接组件的位置，确保连接组件在浇筑凝固填充材料的过程中的位置的稳定性，从而确保加固厚度保持一致，外观不变形。

优选的，限位支撑组件还包括支撑钢板，支撑钢板固定设置于槽钢的凹陷处，支撑钢板用于与限位杆抵接，以限制限位杆的位置。

通过采用上述技术方案，支撑钢板能够与限位杆抵接，从而确保限位杆的位置的稳定性，防止其在受力过程中发生位移。

优选的，限位杆包括支撑钢管和可调节螺栓，可调节螺栓与支撑钢板和槽钢抵接，支撑钢管与可调节螺栓螺纹连接，以在支撑钢管相对于可调节螺栓转动后，改变限位杆的长度。

通过采用上述技术方案，限位杆在安装过程中能够通过可调节螺栓调整支撑钢管的有效长度，确保支撑钢管与槽钢紧密接触，避免因施工误差导致的支撑不稳定。

第二方面，本申请提供一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的方法，采用如下的技术方案：

一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的方法，包括如下步骤：

S1，在桥台的外壁设置限位器、玻纤套筒、横钢板、槽钢、不锈钢螺栓和第二连接部；

S2，安装限位支撑组件，将填充材料设置于玻纤套筒和桥台之间；

S3，设置第一连接部，拆除限位支撑组件。

通过采用上述技术方案，玻纤套筒能够在不增加过多自重的情况下增大桥台截面，使得桥台能够更好地抵抗外界荷载，延长桥梁的使用寿命，同时为后续的维修和加固提供便利，改善了现有的桥台加固厚度大的问题；连接组件能够确保玻纤套筒与桥台之间的连接紧密且稳定，避免因外力作用导致玻纤套筒松动；限位支撑组件能够限制连接组件的位置，确保填充材料浇筑凝固过程中，加固厚度保持一致，外观不变形。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.玻纤套筒具有高强度、耐腐蚀和质量轻的特点，能够在不增加过多自重的情况下增大桥台截面，使得桥台能够更好地抵抗外界荷载，延长桥梁的使用寿命，同时为后续的维修和加固提供便利，改善了现有的桥台加固厚度大的问题；连接组件能够确保玻纤套筒与桥台之间的连接紧密且稳定，避免因外力作用导致玻纤套筒松动；限位支撑组件能够限制连接组件的位置，确保填充材料浇筑凝固过程中，加固厚度保持一致，外观不变形；

2.横钢板能够为玻纤套筒提供横向支撑和定位功能，槽钢与横钢板固定连接，能够进一步增强限位支撑组件的整体强度和稳定性，槽钢能够承受较大的纵向和横向荷载，从而能够为横钢板提供额外的支撑和固定作用，形成稳固的限位框架，限制玻纤套筒在多个方向上的自由度，确保其在加固过程中始终保持与桥台的紧密配合；

3.玻纤套筒能够在不增加过多自重的情况下增大桥台截面，使得桥台能够更好地抵抗外界荷载，延长桥梁的使用寿命，同时为后续的维修和加固提供便利，改善了现有的桥台加固厚度大的问题；连接组件能够确保玻纤套筒与桥台之间的连接紧密且稳定，避免因外力作用导致玻纤套筒松动；限位支撑组件能够限制连接组件的位置，确保填充材料浇筑凝固过程中，加固厚度保持一致，外观不变形。

附图说明

图1是本申请实施例中的桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构的结构示意图；

图2是沿图1中A-A的剖视图；

图3是图2中B的放大图；

图4是本申请实施例中的桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构的施工示意图；

图5是图4中C的放大图；

图6是本申请另一实施例中的桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构的结构示意图。

附图标记说明：1、玻纤套筒；2、连接组件；21、横钢板；22、槽钢；23、限位器；24、填充材料；25、第一连接部；26、第二连接部；27、不锈钢螺栓；3、限位支撑组件；31、限位杆；311、支撑钢管；312、可调节螺栓；32、支撑钢板；4、桥台；5、桥墩。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构。参照图1和图2，桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构包括玻纤套筒1、连接组件2和限位支撑组件3。

如图1所示，在本申请实施例中，玻纤套筒1通过连接组件2与桥台4的一面固定连接，尤其是与桥台4的迎水面固定连接，以增大桥台4的截面；玻纤套筒1具有高强度、耐腐蚀和质量轻的特点，能够在不增加过多自重的情况下增大桥台4截面，使得桥台4能够更好地抵抗外界荷载，延长桥梁的使用寿命，同时为后续的维修和加固提供便利，改善了现有的桥台4加固厚度大的问题。

如图2和图3所示，连接组件2玻纤套筒1和桥台4固定连接，以使玻纤套筒1与桥台4连接并形成整体，在本申请实施例中，连接组件2包括横钢板21、槽钢22、不锈钢螺栓27、限位器23、第一连接部25和第二连接部26；连接组件2能够确保玻纤套筒1与桥台4之间的连接紧密且稳定，避免因外力作用导致玻纤套筒1松动。

请参考图3，横钢板21横向设置于玻纤套筒1远离桥台4的一面，横钢板21与玻纤套筒1固定连接，槽钢22竖直设置于横钢板21远离玻纤套筒1的一面，槽钢22与横钢板21固定连接，横钢板21能够为玻纤套筒1提供横向支撑和定位功能，槽钢22与横钢板21固定连接，能够进一步增强限位支撑组件3的整体强度和稳定性，槽钢22能够承受较大的纵向和横向荷载，从而能够为横钢板21提供额外的支撑和固定作用，形成稳固的限位框架，限制玻纤套筒1在多个方向上的自由度，确保其在加固过程中始终保持与桥台4的紧密配合；示例性的，横钢板21和槽钢22均设置有若干个，若干个横钢板21和若干个槽钢22均分布于玻纤套筒1远离桥台4的一面。

在本申请实施例中，不锈钢螺栓27的一端依次贯穿槽钢22、横钢板21和玻纤套筒1后与桥台4使用后锚固的方式连接，限位器23固定设置于玻纤套筒1靠近桥台4的一侧，且限位器23与桥台4固定连接，以限制玻纤套筒1相对于桥台4的位置；示例性的，不锈钢螺栓27均设置有若干个。

具体而言，不锈钢螺栓27将限位支撑组件3、玻纤套筒1以及桥台4紧密连接在一起，形成了一个整体结构；不锈钢螺栓27的高强度和良好的耐腐蚀性使其能够在恶劣的环境条件下长期稳定工作，确保连接部位的牢固性和耐久性；同时，螺纹连接方式提供了可靠的抗拉和抗剪能力，能够有效传递荷载，增强承载能力；限位器23能够限制玻纤套筒1相对于桥台4的位置，防止玻纤套筒1在施工或使用过程中发生位移或变形。

如图3所示，填充材料24包括水泥基灌浆料和水下环氧灌浆料，填充材料24设置于玻纤套筒1和桥台4之间，用于填充玻纤套筒1与桥台4之间的缝隙；第一连接部25和第二连接部26分别设置于玻纤套筒1的顶部和底部，第一连接部25与桥台4和玻纤套筒1固定连接，以封闭玻纤套筒1的顶部与桥台4之间的缝隙，第二连接部26与桥台4、玻纤套筒1和河床固定连接，以封闭玻纤套筒1的底部与桥台4之间的缝隙。

示例性的，水泥基灌浆料填充于玻纤套筒1和桥台4之间；填充材料24能够填充玻纤套筒1与桥台4之间的缝隙，确保两者之间紧密结合，消除可能存在的空隙和薄弱环节，并确保荷载的传递，增强整个加固结构的整体性和稳定性，防止因局部应力集中而导致的结构损坏；水下水泥基灌浆料具有优异的耐久性和抗渗性，能够在长期的水下或潮湿环境中保持良好的性能，防止水分渗入结构内部，从而延长桥台4的使用寿命；水下环氧灌浆料具有高强度、耐磨、耐久、高粘结力等优异性能，同时还具备良好的抗渗、抗冻、耐酸、耐碱、耐盐等耐腐蚀特性，无需搭建围堰或排水设备，可在水下直接施工，适用于各种复杂工件条件。

示例性的，本申请实施例中的第一连接部25采用水下环氧封顶胶建斜坡的方式进行顶部密封，第二连接部26为水下环氧封顶胶，第二连接部26的底部与混凝土河床固定连接，第二连接部26的截面呈直角梯形；第一连接部25和第二连接部26采用物理连接达到密封作用，封闭玻纤套筒1与桥台4之间的缝隙，防止水分、空气或其他有害物质进入缝隙内部，从而避免因缝隙的存在而导致的结构腐蚀、渗漏或局部应力集中等问题。

如图4和图5所示，限位支撑组件3包括限位杆31和支撑钢板32，限位杆31的两端分别与槽钢22和任意平面抵接，以限制连接组件2相对于桥台4的位置，限位支撑组件3的限位杆31与槽钢22和任意平面的抵接，能够使限位支撑组件3和连接组件2形成一个整体，为连接组件2提供额外的支撑，并限制连接组件2中的槽钢22的位置，从而限制连接组件2的位置，确保连接组件2在浇筑凝固填充材料24的过程中的位置的稳定性，从而确保加固厚度保持一致，外观不变形；支撑钢板32固定设置于槽钢22的凹陷处，支撑钢板32用于与限位杆31抵接，以限制限位杆31的位置，从而确保限位杆31的位置的稳定性，防止其在受力过程中发生位移；示例性的，限位杆31和支撑钢板32均设置有若干个；示例性的，限位支撑组件3的限位杆31与支撑钢板32、槽钢22和相邻的桥墩5抵接；可选的，限位支撑组件3的限位杆31还可以与支撑钢板32、槽钢22和河床抵接。

在本申请实施例中，请参考图5，限位杆31包括支撑钢管311和可调节螺栓312，可调节螺栓312与支撑钢板32和槽钢22抵接，支撑钢管311与可调节螺栓312螺纹连接，以在支撑钢管311相对于可调节螺栓312转动后，改变限位杆31的长度；限位杆31在安装过程中能够通过可调节螺栓312调整支撑钢管311的有效长度，确保支撑钢管311与槽钢22紧密接触，避免因施工误差导致的支撑不稳定。

需要说明的是，本申请中的组件或结构均在陆上加工成型，可通过吊装下水并水下作业的方式进行安装和/或组装。

在填充材料24凝固或硬化后，或完成整个施工操作后，可以拆除限位支撑组件3，避免限位支撑组件3汛期受水流冲击后将冲击力传递至玻纤套筒1，确保玻纤套筒1的工作的稳定性。

示例性的，请参考图6，在本申请的另一实施例中，玻纤套筒1设置于桥台4的迎水面，且玻纤套筒1的两侧延伸并覆盖桥台4的迎水面的两侧的侧面，玻纤套筒1覆盖桥台4的迎水面的两侧的侧面的部分通过对应的横钢板21、槽钢22、不锈钢螺栓27、限位器23、第一连接部25和第二连接部26等结构和/或部件与桥台4进行连接。

本申请实施例还公开一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的方法，包括如下步骤：

S1，在桥台4的外壁设置限位器23、玻纤套筒1、横钢板21、槽钢22、不锈钢螺栓27。

在本步骤中，玻纤套筒1安装到位后通过限位器23、横钢板21、槽钢22、不锈钢螺栓27固定。横钢板21、槽钢22在陆上加工成型，吊装下水，人工配合移动到设计支撑位置处。水下的部分结构通过蛙人水下作业进行进行组装和/或安装，横钢板21、槽钢22安装可在横钢板21或槽钢22两端用带钩绳索吊放下水，由水下蛙人配合进行安装。

S2，安装限位支撑组件3，将填充材料24设置于玻纤套筒1和桥台4之间。

在本步骤中，为防止浇筑水下灌浆料时涨模，通过限位支撑组件3限制连接组件2的位置，确保填充材料24浇筑凝固过程中，加固厚度保持一致，外观不变形。

S3，设置第一连接部25，第二连接部26，拆除限位支撑组件3。

在本步骤中，限位支撑组件3需待填充材料24固化后方可进行拆除；示例性的，限位支撑组件3可仅拆除限位杆31。

具体而言，水下作业无需围堰辅助施工，而围堰对场地要求、施工工期和环境影响较小，玻纤套筒1能够在不增加过多自重的情况下增大桥台4截面，且加固后厚度小，对外观影响小，对河流、排水泄洪能力以及水路航道运输的影响微乎其微，可视为无影响；并且，采用本方法和对应的结构对桥台4单面进行外包玻纤套筒1加大截面加固，加固方法简单，耗费成本较低；连接组件2能够确保玻纤套筒1与桥台4之间的连接紧密且稳定，避免因外力作用导致玻纤套筒1松动；限位支撑组件3能够限制连接组件2的位置，确保填充材料24浇筑凝固过程中，加固厚度保持一致，外观不变形。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构，其特征在于，包括：

玻纤套筒(1)，与桥台(4)固定连接，用于增大桥台(4)的截面并提高桥台表面的防冲刷能力；

连接组件(2)，用于固定连接玻纤套筒(1)和桥台(4)，以使玻纤套筒(1)与桥台(4)连接并形成整体；

限位支撑组件(3)，用于抵接支撑连接组件（2），使其和任意桥台平面相接，以限制连接组件（2）的位置；

连接组件(2)包括横钢板(21)和槽钢(22)，横钢板(21)横向设置于玻纤套筒(1)远离桥台(4)的一面，横钢板(21)与玻纤套筒(1)固定连接，槽钢(22)竖直设置于横钢板(21)远离玻纤套筒(1)的一面，槽钢(22)与横钢板(21)固定连接；

连接组件(2)还包括不锈钢螺栓(27)，不锈钢螺栓(27)通过后锚固的方式依次贯穿槽钢(22)、横钢板(21)和玻纤套筒(1)与桥台(4)连接；

连接组件(2)还包括限位器(23)，限位器(23)固定设置于玻纤套筒(1)靠近桥台(4)的一侧，限位器(23)用于与桥台(4)固定连接，以限制玻纤套筒(1)相对于桥台(4)的位置，实现内部均匀填充；

限位支撑组件(3)包括限位杆(31)，限位杆(31)的两端分别与槽钢(22)和任意平面抵接，以限制连接组件(2)相对于桥台(4)的位置，使桥台（4）与连接组件（2）的连接更稳定；

限位支撑组件(3)还包括支撑钢板(32)，支撑钢板(32)固定设置于槽钢(22)的凹陷处，支撑钢板(32)用于与限位杆(31)抵接，以实现限位杆(31)的竖向约束。

2.根据权利要求1所述的桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构，其特征在于：连接组件(2)还包括填充材料(24)，填充材料(24)包括水泥基灌浆料和水下环氧灌浆料，填充材料(24)设置于玻纤套筒(1)和桥台(4)之间，用于填充玻纤套筒(1)与桥台(4)之间的缝隙。

3.根据权利要求2所述的桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构，其特征在于：连接组件(2)还包括第一连接部(25)和第二连接部(26)，第一连接部(25)和第二连接部(26)分别设置于玻纤套筒(1)的顶部和底部，第一连接部(25)与桥台(4)和玻纤套筒(1)固定连接，以封闭玻纤套筒(1)的顶部与桥台(4)之间的缝隙，第二连接部(26)与桥台(4)、玻纤套筒(1)和河床固定连接，以封闭玻纤套筒(1)的底部与桥台(4)之间的缝隙。

4.根据权利要求3所述的桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构，其特征在于：限位支撑组件(3)包括限位杆(31)，限位杆(31)的两端分别与槽钢(22)和任意平面抵接，以限制连接组件(2)相对于桥台(4)的位置，使桥台（4）与连接组件（2）的连接更稳定。

5.根据权利要求4所述的桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构，其特征在于：限位支撑组件(3)还包括支撑钢板(32)，支撑钢板(32)固定设置于槽钢(22)的凹陷处，支撑钢板(32)用于与限位杆(31)抵接，以实现限位杆(31)的竖向约束。

6.根据权利要求5所述的桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构，其特征在于：限位杆(31)包括支撑钢管(311)和可调节螺栓(312)，可调节螺栓(312)与支撑钢板(32)和槽钢(22)抵接，支撑钢管(311)与可调节螺栓(312)螺纹连接，以在支撑钢管(311)相对于可调节螺栓(312)转动后，改变限位杆(31)的长度。

7.一种桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的方法，使用权利要求6所述的桥台单面外包玻纤套筒加大截面加固的结构，其特征在于，包括如下步骤：

在桥台(4)的外壁设置限位器(23)、玻纤套筒(1)、横钢板(21)、槽钢(22)、不锈钢螺栓(27)；

安装限位支撑组件(3)，将填充材料(24)设置于玻纤套筒(1)和桥台(4)之间；

设置第一连接部(25)，第二连接部(26)，拆除限位支撑组件(3)。