CN209339014U - 利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造，包括碳纤维布、改性聚合物混凝土层和钢板，特征在于：空心板梁桥的抗弯加固部位的下表面上设置有碳纤维布，碳纤维布的两端经钢板固定于空心板梁桥的下表面上；改性聚合物混凝土层形成与空心板梁桥的抗弯加固部位，钢板和碳纤维布包裹在改性聚合物混凝土层中。本实用新型的空心板梁桥的抗弯加固构造，碳纤维布的延性比较大，可较好地铺设于梁桥的下表面上，同时混凝土层可牢固地贴附于碳纤维布上，利用碳纤维布和改性聚合物混凝土层可实现对旧空心板梁桥的加固，提高了旧桥抗弯承载能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空心板梁桥的抗弯加固构造，更具体的说，尤其涉及一种利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造。
背景技术
随着我国经济建设和交通运输的快速发展，作为重要基础设施的桥梁建设取得了令人瞩目的成就。近十年来，虽然我国大跨径桥梁建设步入辉煌的时期，建设水平已跻身于国际先进行列，但中小跨径桥梁在我国公路桥梁建设中仍占据十分重要的地位。在公路桥梁中，装配式空心梁板梁因具有结构简单、自重较轻、用材经济、施工便捷、标准化预制等诸多优点而被广泛应用。然而，空心板梁桥在自然环境、复杂交通荷载及维修养护缺失等多种因素影响下，导致诸多空心板梁桥不能满足正常使用承载力的要求。
目前常用的旧空心板梁桥加固方法有截面增厚法、体外预应力加固法、粘贴钢板加固法等。截面增厚法因在加固的同时，较大幅度的增加了结构自重，因此目前较少采用；体外预应力加固法虽然可以较大幅度提高结构承载能力，但体外预应力钢筋耐久性较难保证。粘贴钢板加固法是采用在结构受力部位粘贴钢板，从而提高结构承载能力的一种加固方法，由于粘贴钢板的钢铰点锚固比较困难，钢板防腐成本高，施工工艺比较复杂。虽然相比截面增厚法、体外预应力加固法，粘贴钢板加固法具有一定的优势，但目前仍存在较多不足；改性聚合物混凝土材料、碳纤维布虽然具有轻质、高强、高韧、粘结性好等优点，但单一使用此种材料加固，承载能力提高程度有限，随着我国公路交通量的不断提高，这对其加固构造及加固方法提出了更高的要求。
所以在这种背景下，开发一种旧空心板梁碳纤维布改性聚合物混凝土复合抗弯加固构造及施工方法，具有很大的实用价值。
发明内容
本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造。
本实用新型的利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造，包括碳纤维布、改性聚合物混凝土层和钢板，空心板梁桥由多根相邻且同向排列的空心板梁组成；其特征在于：空心板梁桥的抗弯加固部位的下表面上设置有碳纤维布，碳纤维布的两端经钢板固定于空心板梁桥的下表面上；改性聚合物混凝土层形成与空心板梁桥的抗弯加固部位，钢板和碳纤维布包裹在改性聚合物混凝土层中。
本实用新型的利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造，所述碳纤维布的两端分别缠绕在两块钢板上，钢板经等间距设置的膨胀螺栓锚固于空心板梁桥的下表面上；所述钢板的长度方向与空心板梁的长度方向垂直。
本实用新型的利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造，所述碳纤维布的铺设长度为空心板梁长度的1/2。
本实用新型的利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造，所述碳纤维布的厚度为0.167mm，钢板的宽度为20cm，改性聚合物混凝土的厚度为4cm。
本实用新型的利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造的施工方法，通过如下步骤来实现：
步骤1：制作钢板，根据所加固空心板梁桥的宽度，在工厂加工与梁桥宽度一致的两条钢板，并在钢板上等距的进行钻孔，钻孔洞贯穿钢板厚度；步骤2：梁桥下表面修复，现场搭设梁底工作平台，对桥梁混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀劣化现象的部位进行凿除清理，同时进行涂刷阻锈剂和砂浆局部修复；步骤3：梁桥表面涂胶，在梁底板进行涂底胶，摊铺时尽量做到涂抹均匀，还要根据实际的气温决定用量同时要控制好使用时间，减小影响；步骤4：铺设碳纤维布，先把碳纤维布的一端绕钢板进行缠绕两圈，然后沿着梁底板进行铺设，铺设完成后再把碳纤维布的另一端缠绕钢板缠绕两圈，然后用钻头在钢板的固定部位钻孔，最后利用膨胀螺栓对钢板进行锚固；步骤5：浇筑混凝土层，首先在空心板梁桥的下方搭设浇筑改性聚合物混凝土层的模板，然后配置改性聚合物混凝土材料，再模板内进行浇筑并自然养护24小时；步骤6：达到材料的强度后进行拆除模板，完成整个旧桥抗弯加固施工。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的空心板梁桥的抗弯加固构造，空心板梁桥待加固区域下表面的两端固定有钢板，碳纤维布的两端固定于钢板上，改性聚合物混凝土层设置于待加固部位，并实现对钢板和碳纤维布的包裹，碳纤维布的延性比较大，可较好地铺设于梁桥的下表面上，同时混凝土层可牢固地贴附于碳纤维布上，利用碳纤维布和改性聚合物混凝土层可实现对旧空心板梁桥的加固，提高了旧桥抗弯承载能力。
本实用新型的空心板梁桥的抗弯加固构造，相对于现有技术具有以下优点：
（1）改性聚合物混凝土材料与碳纤维布均具有较高强度、较轻材质、较高的韧性，同时作为加固材料，相比传统加固方法，进一步提高了旧桥抗弯承载能力。
（2）克服了传统旧空心板梁桥黏贴加固法的很多不足之处，碳纤维布粘结在梁底板能够很好地与梁底板相结合，外面加铺改性聚合物混凝土复合材料能够进一步保证碳纤维布、改性聚合物混凝土材料与旧桥的整体工作性能。
（3）由于碳纤维布的延性比较大，能够很好地铺设在梁板底面，然后在铺设改性聚合物混凝土材料能够很好地贴服在上面，从而进一步保证施工的质量。
（4）本发明对旧空心板梁桥抗弯加固施工方法，由于本发明结构简单，碳纤维布可工厂定制，提高了施工效率，节省了施工时间，其加固结构简单，工程施工质量易于保证，受力性能好，加固效果明显，施工方便快捷，易于推广。
附图说明
图1为空心板梁桥加固构造横断面图；
图2为空心板梁桥改性聚合物混凝土浇筑前的加固构造仰视图；
图3为空心板梁桥改性聚合物混凝土浇筑后的加固构造仰视图。
图中：1空心板梁，2碳纤维布，3改性聚合物混凝土层，4钢板，5膨胀螺栓。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，给出了本实用新型的空心板梁桥加固构造横断面图，图2和图3分别给出了本实用新型的空心板梁桥改性聚合物混凝土浇筑前、后的加固构造仰视图，所示的空心板梁桥加固构造由碳纤维布2、改性聚合物混凝土层3、钢板4和膨胀螺栓5组成，空心板梁桥由多条紧邻且同向分布的空心板梁1组成，空心板梁桥的待加固区域下表面的两端均固定有钢板4，通常情况下，对空心板梁桥下表面的中央区域进行加固，加固长度为空心板梁1长度的1/2。
钢板4的长度与空心板梁桥1的宽度相等，钢板4以与空心板梁1垂直的方向固定于空心板梁桥的下表面上，钢板4经多根等间距的膨胀螺栓5锚固于梁桥的下表面上。碳纤维布2铺设于两钢板4之间，碳纤维布2的两端固定于钢板4上，其可通过缠绕在钢板4上2圈或2圈以上的方式进行固定。所示的改性聚合物混凝土层3形成于待加固区域，并实现对钢板4和碳纤维2的包裹，这样，使得空心板梁桥的加固区域由上至下依次为空心板梁1、碳纤维布2、改性聚合物混凝土层3，利用改性聚合物混凝土层3的刚性以及碳纤维布2的较高强度、较轻材质、较高韧性实现对桥梁的加固，使得加固后的空心板梁桥具有良好的抗弯强度。
为了保证固定强度，钢板4的宽度可采用20cm；碳纤维布2可采用厚度为0.167mm的碳纤维材料，宽度为1.2m(宽度可以根据工程需求进行定制)，铺设宽度与整桥宽度相同，长度约为1/2空心板梁1的长度。改性聚合物混凝土层3为由聚醚、聚异氰酸酯、粉煤灰按照一定1:1:2比例调配而成的复合材料，厚度约为4cm。膨胀螺栓5的型号为M6×100，总长10cm，螺杆直径为6mm。
对所述的一种旧空心板梁桥钢板改性聚合物混凝土复合抗弯加固构造施工方法，包括以下几个步骤：
步骤1：工厂加工钢板4，并在钢板4上等距的进行钻孔，钻孔直径约为1cm，钻孔洞贯穿钢板4厚度，间距为10cm。
步骤2：现场搭设梁底工作平台，混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位进行凿除清理，同时进行涂刷阻锈剂和砂浆局部修复。
步骤3：在梁底板1进行涂底胶，摊铺时尽量做到涂抹均匀，还要根据实际的气温决定用量同时要控制好使用时间，减小影响。
步骤4：先把碳纤维布2绕钢板4进行缠绕两圈，然后沿着梁底板1进行铺设，铺设完成后再用碳纤维布2绕钢板4缠绕两圈; 在于钢板4孔洞对应的梁底位置，采用8mm直径钻头钻孔，钻孔深度约4cm用钻头钻孔，然后再用金属膨胀螺栓5进行锚固。
步骤5：配置改性聚合物混凝土材料，再模板内进行浇筑并自然养护24小时。
步骤6：达到材料的强度后进行拆除模板，完成整个旧桥抗弯加固施工。
Claims (4)
1.一种利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造，包括碳纤维布（2）、改性聚合物混凝土层（3）和钢板（4），空心板梁桥由多根相邻且同向排列的空心板梁（1）组成；其特征在于：空心板梁桥的抗弯加固部位的下表面上设置有碳纤维布（2），碳纤维布的两端经钢板固定于空心板梁桥的下表面上；改性聚合物混凝土层形成与空心板梁桥的抗弯加固部位，钢板和碳纤维布包裹在改性聚合物混凝土层中。
2.根据权利要求1所述的利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造，其特征在于：所述碳纤维布（2）的两端分别缠绕在两块钢板（4）上，钢板经等间距设置的膨胀螺栓（5）锚固于空心板梁桥的下表面上；所述钢板的长度方向与空心板梁（1）的长度方向垂直。
3.根据权利要求1或2所述的利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造，其特征在于：所述碳纤维布（2）的铺设长度为空心板梁（1）长度的1/2。
4.根据权利要求1或2所述的利用碳纤维布和改性聚合物混凝土的空心板梁桥的加固构造，其特征在于：所述碳纤维布（2）的厚度为0.167mm，钢板（4）的宽度为20cm，改性聚合物混凝土层（3）的厚度为4cm。
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|---|---|---|---|---|
| CN112982199A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-06-18 | 河北水熠木丰工程技术有限责任公司 | 一种桥梁纤维加固结构及其施工方法 |
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