CN201952744U

CN201952744U - 一种新型加固混凝土桥梁结构

Info

Publication number: CN201952744U
Application number: CN2011200257722U
Authority: CN
Inventors: 杨勇; 邓宇; 张鹏; 薛建阳
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology; Guangxi University of Science and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology; Guangxi University of Science and Technology
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2021-01-25

Abstract

本实用新型涉及一种土木工程技术领域中的新型加固混凝土桥梁结构。包括混凝土桥梁，在混凝土桥梁的混凝土梁或混凝土板的底端通过粘结胶粘接有FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋，FRP筋高强混凝土板带包括高强混凝土板带主体和至少2根FRP筋，FRP筋埋植于高强混凝土板带主体中；FRP预应力复合筋包括高强混凝土棱柱体和1根FRP筋，FRP筋埋植于高强混凝土棱柱体中。对于混凝土梁，沿FRP筋高强混凝土板带长度方向均匀设置有碳纤维布U形箍条；对于混凝土板，沿FRP筋高强混凝土板带的长度方向通过粘结胶均匀粘接有碳纤维布压条。本实用新型施工简单，无需现场施加预应力，有效地改善了被加固混凝土构件的使用性能。

Description

一种新型加固混凝土桥梁结构

技术领域

本实用新型涉及一种土木工程技术领域中的混凝土桥梁加固结构。

背景技术

桥梁加固，就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高，以满足新的要求。加固的原因有桥梁耐久性差和年久老化、设计失当或施工质量差等。传统的桥梁结构补强加固方法有增大截面法、外包钢加固法、体外预应力加固法和增设支点加固法等，这些方法的应用历史长久，技术相对成熟，但却有着不同的缺陷或应用范围局限。外贴FRP(Fiber reinforced polymer纤维增强塑料)片材对钢筋混凝土梁进行受弯加固是FRP加固混凝土结构的一种主要应用形式，由于FRP现场施加预应力施工复杂，施工质量难以保证，所以目前国内的使用FRP加固大多没有施加预应力，造成结构无法充分利用碳纤维片材的强度，而且难以抑止结构的变形与裂缝的发展，且采用增大碳纤维片材使用量的方法来控制结构的变形和裂缝，其高强度的优势及经济效益又不复存在。在这种加固形式中，除了FRP断裂和混凝土压碎等破坏形式外，FRP片材与混凝土之间的剥离破坏也非常常见。上述缺陷在相当程度上限制了碳纤维材料在加固领域中的进一步应用。桥梁加固也已成为继桥梁建设后的又一大难题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种施工简单，无需现场施加预应力和有效地改善了被加固混凝土构件的使用性能的新型加固混凝土桥梁结构，以解决上述现在技术中存在的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种新型加固混凝土桥梁结构，包括混凝土桥梁，在混凝土桥梁的混凝土梁或混凝土板的底端通过粘结胶粘接有FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋，所述的FRP筋高强混凝土板带包括高强混凝土板带主体和至少2根FRP筋，FRP筋埋植于高强混凝土板带主体中；所述的FRP预应力复合筋包括高强混凝土棱柱体和1根FRP筋，FRP筋埋植于高强混凝土棱柱体中。

所述的高强混凝土板带主体两侧面还设置有肋纹，肋纹或是与高强混凝土板带主体底面垂直的竖肋纹或是与高强混凝土板带主体底面形成30～60°夹角α的斜肋纹。

所述的FRP预应力复合筋的高强混凝土棱柱体两侧面还设置有肋纹，肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面垂直的竖肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面形成30～60°夹角β的斜肋纹。

在混凝土桥梁的混凝土梁底端通过粘结胶粘接有FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋，沿FRP筋高强混凝土板带长度方向均匀设置有碳纤维布U形箍条，并在FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋两端头各设置有一道碳纤维布U形箍条，碳纤维布U形箍条的粘结高度为混凝土梁与FRP筋高强混凝土板带的高度总和或为混凝土梁与FRP预应力复合筋的高度总和。

在混凝土桥梁的混凝土板底端通过粘结胶粘接有FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋，沿FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋的长度方向通过粘结胶均匀粘接有与FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋垂直的碳纤维布压条。

所述的FRP筋是CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋或AFRP筋。

由于采用上述结构，本实用新型之一种新型加固混凝土桥梁结构具有以下有益效果：

1．FRP筋高强混凝土板带外贴加固混凝土结构施工简单，无需现场施工预应力，FRP筋高强混凝土板带可以进行工厂预制和定制，现场安装，板带预应力张拉质量和力学性能能得到严格控制。

2．通过FRP筋高强混凝土板带施加预应力，明显提高了碳纤维筋的强度利用率，克服了碳纤维筋弹性模量较低的缺点，充分利用其高强度。

3．有效地改善了被加固混凝土构件的使用性能，抑制了构件的变形增长和裂缝开展，同时被加固构件的极限承载力也有所提高。

4．能抵消二次受力所带来的不利影响，有效减小甚至消除应变滞后的现象，以达到更好的加固效果。

下面，结合附图和实施例对本实用新型之一种新型加固混凝土桥梁结构的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1～图2：本实用新型实施例一之一种新型加固混凝土桥梁结构示意图：

图1：主视图，图2：右视图（省略桥梁的混凝土柱）。

图3～图4：本实用新型实施例二之一种新型加固混凝土桥梁结构示意图：

图3：主视图，图4：仰视图。

图5～图7：本实用新型之FRP筋高强混凝土板带结构示意图：

图5：主视图（设置有斜肋纹），图6：左视图（设置有斜肋纹），图7：左视图（设置有竖肋纹）。

图8：本实用新型实施例三之一种新型加固混凝土桥梁结构示意图。

图9～图11：本实用新型之FRP预应力复合筋结构示意图：

图9：立体图，图10：主视图，图11：右视图（设置有斜肋纹）。

图中：11-混凝土板，12-混凝土梁，13-混凝土柱，2-粘结胶，3- FRP筋高强混凝土板带，31-高强混凝土板带主体，32-FRP筋，331-斜肋纹，332-竖肋纹，4-碳纤维布U形箍条，5-碳纤维布压条，6-FRP预应力复合筋，61-高强混凝土棱柱体，62-FRP筋，63-斜肋纹。

具体实施方式

实施例一：

一种新型加固混凝土桥梁结构（参见图1～图2），包括混凝土桥梁，在混凝土桥梁的混凝土梁12的底端通过粘结胶2粘接有FRP筋高强混凝土板带3，所述的FRP筋高强混凝土板带包括高强混凝土板带主体31和3根FRP筋32，FRP筋埋植于高强混凝土板带主体中。沿FRP筋高强混凝土板带长度方向均匀设置有碳纤维布U形箍条4，并在FRP筋高强混凝土板带两端头各设置有一道碳纤维布U形箍条，碳纤维布U形箍条的粘结高度为混凝土梁与FRP筋高强混凝土板带的高度总和。

实施例二：

一种新型加固混凝土桥梁结构（参见图3～图4），包括混凝土桥梁，在混凝土桥梁的混凝土板11的底端通过粘结胶2粘接有FRP筋高强混凝土板带3，所述的FRP筋高强混凝土板带包括高强混凝土板带主体31和3根FRP筋32，FRP筋埋植于高强混凝土板带主体中。沿FRP筋高强混凝土板带的长度方向通过粘结胶均匀粘接有与FRP筋高强混凝土板带垂直的碳纤维布压条5。

作为本实用新型各实施例的一种变换，所述的高强混凝土板带主体31两侧面还设置有肋纹，肋纹或是与高强混凝土板带主体底面垂直的竖肋纹332或是与高强混凝土板带主体底面形成30～60°夹角α的斜肋纹331（参见图5～图7）。

实施例三：

一种新型加固混凝土桥梁结构（参见图8～图11），包括混凝土桥梁，在混凝土桥梁的混凝土梁12的底端通过粘结胶2粘接有2根FRP预应力复合筋6，所述的FRP预应力复合筋6包括高强混凝土棱柱体61和1根FRP筋62，FRP筋62埋植于截面较小的高强混凝土棱柱体61中，沿FRP预应力复合筋长度方向均匀设置有碳纤维布U形箍条4，并在FRP预应力复合筋两端头各设置有一道碳纤维布U形箍条，碳纤维布U形箍条的粘结高度为混凝土梁与FRP预应力复合筋的高度总和。

本实施例所述的FRP预应力复合筋6的高强混凝土棱柱体61两侧面还设置有与高强混凝土棱柱体底面形成30～60°夹角β的斜肋纹63，作为本实施例的一种变换，所述的高强混凝土棱柱体61两侧面还可以设置与高强混凝土棱柱体底面垂直的竖肋纹。

本实用新型所述的FRP筋可以是CFRP筋（碳纤维筋）、GFRP筋（玻璃纤维筋）、BFRP筋（玄武岩纤维筋）或AFRP筋（芳纶纤维筋），FRP筋的直径、预应力水平根据受力构件的实际荷载确定。本实用新型之高强混凝土板带主体的截面尺寸、埋植于高强混凝土板带主体中的FRP筋的根数根据工程实际情况通过计算分析确定，相邻两根FRP筋的间距一般相等。本实用新型之FRP预应力复合筋的高强混凝土棱柱体的截面尺寸及用于粘贴加固的根数根据工程实际情况通过计算分析确定。

本实用新型的制备过程是按设计要求应力制备适合尺寸的FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋，配制、搅拌粘贴胶料，然后用刮板均匀将粘贴胶刮平于所粘贴部位，将FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋粘贴于桥梁结构梁板混凝土板或混凝土梁底面。

Claims

1.一种新型加固混凝土桥梁结构，包括混凝土桥梁，其特征在于：在混凝土桥梁的混凝土梁（12）或混凝土板（11）的底端通过粘结胶（2）粘接有FRP筋高强混凝土板带（3）或FRP预应力复合筋（6），所述的FRP筋高强混凝土板带包括高强混凝土板带主体（31）和至少2根FRP筋（32），FRP筋埋植于高强混凝土板带主体中；所述的FRP预应力复合筋（6）包括高强混凝土棱柱体（61）和1根FRP筋（62），FRP筋（62）埋植于高强混凝土棱柱体（61）中。

2.根据权利要求1所述的一种新型加固混凝土桥梁结构，其特征在于：所述的高强混凝土板带主体两侧面还设置有肋纹，肋纹或是与高强混凝土板带主体底面垂直的竖肋纹（332）或是与高强混凝土板带主体底面形成30～60°夹角α的斜肋纹（331）。

3.根据权利要求1所述的一种新型加固混凝土桥梁结构，其特征在于：所述的FRP预应力复合筋（6）的高强混凝土棱柱体（61）两侧面还设置有肋纹，肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面垂直的竖肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面形成30～60°夹角β的斜肋纹（63）。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种新型加固混凝土桥梁结构，其特征在于：在混凝土桥梁的混凝土梁（12）底端通过粘结胶粘接有FRP筋高强混凝土板带（3）或FRP预应力复合筋（6），沿FRP筋高强混凝土板带长度方向均匀设置有碳纤维布U形箍条（4），并在FRP筋高强混凝土板带（3）或FRP预应力复合筋（6）两端头各设置有一道碳纤维布U形箍条，碳纤维布U形箍条的粘结高度为混凝土梁与FRP筋高强混凝土板带的高度总和或为混凝土梁与FRP预应力复合筋的高度总和。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种新型加固混凝土桥梁结构，其特征在于：在混凝土桥梁的混凝土板（11）底端通过粘结胶粘接有FRP筋高强混凝土板带（3）或FRP预应力复合筋（6），沿FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋的长度方向通过粘结胶均匀粘接有与FRP筋高强混凝土板带或FRP预应力复合筋垂直的碳纤维布压条（5）。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种新型加固混凝土桥梁结构，其特征在于：所述的FRP筋是CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋或AFRP筋。