CN220433438U - 一种体外预应力加固装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种体外预应力加固装置，包括沿梁体纵向对称设置的若干组“︺”形加固组件，每组加固组件自身关于被加固的梁体跨中截面对称，每组加固组件包括两个锚固块、两条斜向体外预应力索、两个转向块和一条水平体外预应力索，所述锚固块固定连接在所述梁体侧面，所述转向块固定连接在所述梁体底部，两个所述转向块之间连接一条所述水平体外预应力索，每个转向块与对应的所述锚固块之间连接一条所述斜向体外预应力索。本实用新型可以有效地加固梁底部混凝土保护层厚度有限且梁底部有大量的有粘结预应力钢筋的简支梁。
Description
技术领域
本实用新型属于桥梁加固技术领域，具体涉及用于简支梁桥加固的一种体外预应力加固装置。
背景技术
简支梁桥是桥梁上部结构由两端简单支承在墩台上的主要承重梁组成的桥梁，我国建造有数量众多的简支梁桥，这类桥梁在车道荷载的作用下，混凝土在常规静荷载和动荷载的作用下会产生裂缝。体外预应力加固技术对被加固的结构损伤较小，且具有体外预应力索的布置形式简单、结构受力明确、施工速度快，以及不中断交通等优点，被广泛应用于旧桥的加固中。现有的体外预应力加固技术采用的常规方法是在桥梁底部加体外预应力索，例如申请号202123121419.7公开的《一种桥梁结构用体外预应力加固装置》。
现有的一些预应力简支梁桥，其原梁梁底布置大量的有粘结预应力钢筋，混凝土保护层厚度不足。采用常规的加固方法没有足够的锚固空间，强行在其梁底锚固可能损坏原梁的预应力束，存在安全隐患。所以常规的体外预应力加固方法存在局限性。针对这类简支梁桥的加固，现在一般采用粘贴钢板和粘贴碳纤维的加固方法，但这种加固方法不属于主动加固范畴，加固效果有限。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种体外预应力加固装置，可以有效地加固梁底部混凝土保护层厚度有限且梁底部有大量的有粘结预应力钢筋的简支梁。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现。
一种体外预应力加固装置，包括沿梁体纵向对称设置的若干组“︺”形加固组件，每组加固组件自身关于被加固的梁体跨中截面对称，每组加固组件包括两个锚固块、两条斜向体外预应力索、两个转向块和一条水平体外预应力索，所述锚固块固定连接在所述梁体侧面，所述转向块固定连接在所述梁体底部，两个所述转向块之间连接一条所述水平体外预应力索，每个转向块与对应的所述锚固块之间连接一条所述斜向体外预应力索。
本实用新型还具有以下优选设计：所述梁体设置有至少一套所述加固装置，每套加固装置包括沿梁体纵向对称设置的两组所述加固组件。
更优地，所述梁体设置有两套所述加固装置，两套所述加固装置中位于所述梁体同一侧的两组加固组件上下分布，上面一组加固组件的水平体外预应力索平行设置在下面一组加固组件的水平体外预应力索上方，上面一组加固组件的斜向体外预应力索与下面一组加固组件的斜向体外预应力索保持平行。
本实用新型用于加固的所述梁体的梁截面为矩形或T形。
所述梁体为钢筋混凝土梁或预应力钢筋混凝土梁。
本实用新型的所述锚固块包括：
自身纵向对称的锚固钢板，用于与所述梁体侧面通过高强螺栓锚固连接；
焊接在所述锚固钢板上表面且相互平行的受压力板和加劲钢板，所述受压力板、所述加劲钢板均与所述锚固钢板正交，具体地，所述锚固钢板为平整的矩形钢板，所述受压力板为矩形板，宽度与所述锚固钢板相同，所述加劲钢板为顶角呈圆弧的等腰三角形钢板，其底边宽度与所述锚固钢板的宽度相同；
与所述锚固钢板的纵向对称轴平行的传力钢管，一端焊接在所述受压力板侧面，所述传力钢管的本体穿过所述加劲钢板并与所述加劲钢板焊接；
焊接在所述锚固钢板与所述传力钢管之间的连接钢板，所述连接钢板与所述锚固钢板正交，所述连接钢板与所述加劲钢板正交，并且所述连接钢板的本体穿过所述加劲钢板，所述连接钢板还与所述受压力板和所述加劲钢板焊接；
焊接在所述受压力板两侧与所述锚固钢板之间的一对前传力肋板和一对后传力肋板，所述前传力肋板和所述后传力肋板均与所述锚固钢板正交，所述前传力肋板和所述后传力肋板均与所述受压力板正交，一对所述前传力肋板对称分布在所述锚固钢板的纵向对称轴两侧，一对所述后传力肋板对称分布在所述锚固钢板的纵向对称轴两侧，所述前传力肋板和所述后传力肋板具体为三角形，且所述前传力肋板与所述后传力肋板相对于所述受压力板对称设置；
紧贴于所述受压力板一侧的锚垫板，所述锚垫板设置在一对所述前传力肋板中间，所述锚垫板上锚固有外套锚具，所述斜向体外预应力索从所述传力钢管内部通过使所述斜向体外预应力索的端头可活动地穿过所述受压力板和所述锚垫板后锚固连接在所述外套锚具上。
本实用新型的所述锚固钢板与所述梁体侧面通过两排高强螺栓锚固连接，两排高强螺栓对称分布于所述锚固钢板的纵向对称轴两侧。
本实用新型具有以下有益效果：
1.本实用新型提供了对梁底部混凝土保护层厚度有限且梁底部有大量的有粘结预应力钢筋的简支梁桥主动加固的一种体外预应力加固装置，对原结构的损伤较小，施工速度快，加固效果好，施工方法简便，不中断交通，有很强的实用性，可大范围推广。此外，本实用新型的体外预应力加固装置把体外预应力索锚固在被加固的简支梁两侧，增大了体外预应力索的偏心距，能够更好的改善结构静力和动力性能。
2.本实用新型还提供了一种改进的锚固块，锚固钢板与被加固的梁体接触面大，锚固头钢度大，锚固在简支梁侧面时有很大的锚固空间，锚固效果好。同时锚固头可提供足够的承载力，保证体外预应力结构是以混凝土梁的弯剪破坏而失效，在梁体被破坏前可保证锚固块部分一直处于正常工作阶段。
附图说明
图1是实施例一T形梁的体外预应力加固装置的示意图；
图2是图1的T形梁体外预应力加固装置的梁体侧面图；
图3是图1中锚固块的立体图；
图4是图3的锚固块在另一角度的立体图；
图5是图3的锚固块与斜向体外预应力索连接的俯视图，其中斜向体外预应力索为透视效果；
图6是实施例二中矩形梁的体外预应力加固装置的示意图。
附图标记说明：T-T形梁、M1～M4-锚固块、S1～S4-斜向体外预应力索、S5～S6-水平体外预应力索、Z1～Z4-转向块、N1-锚固钢板、N2-受压力板、N3-加劲钢板、N4-传力钢管、N5-连接钢板、N6-前传力肋板、N7-后传力肋板、N8-锚垫板、N9-外套锚具、L-高强螺栓、R-矩形梁。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，详细说明本实用新型的技术方案，以便本领域普通技术人员更好地理解和实施本实用新型的技术方案。
实施例一
如图1至图5所示，一种体外预应力加固装置，用于加固的简支梁桥采用的T形梁T，即其梁体的梁截面为T形，包括沿梁体纵向对称设置的若干组“︺”形加固组件，每组加固组件自身关于被加固的梁体跨中截面对称，每组加固组件包括两个锚固块、两条斜向体外预应力索、两个转向块和一条水平体外预应力索，所述锚固块固定连接在所述梁体侧面，所述转向块固定连接在所述梁体底部，两个所述转向块之间连接一条所述水平体外预应力索，每个转向块与对应的所述锚固块之间连接一条所述斜向体外预应力索。
具体如图1和图2所示，锚固块M1与转向块Z1之间连接斜向体外预应力索S1，转向块Z1与转向块Z2之间连接水平体外预应力索S5，转向块Z2与锚固块M2之间连接斜向体外预应力索S2构成第一组“︺”形加固组件，锚固块M3与转向块Z3之间连接斜向体外预应力索S3，转向块Z3与转向块Z4之间连接水平体外预应力索S6，转向块Z4与锚固块M4之间连接斜向体外预应力索S4构成第二组“︺”形加固组件，第一组“︺”形加固组件和第二组“︺”形加固组件位于T形梁T的同一侧，第一组“︺”形加固组件位于第二组“︺”形加固组件下方，第二组“︺”形加固组件的水平体外预应力索S6平行设置在第一组“︺”形加固组件的水平体外预应力索S5上方，第一组“︺”形加固组件的斜向体外预应力索S1、斜向体外预应力索S2分别与第二组“︺”形加固组件的斜向体外预应力索S3、斜向体外预应力索S4保持平行。在T形梁T的另一侧设置有与第一组“︺”形加固组件、第二组“︺”形加固组件对称的另两组“︺”形加固组件，其中第一组“︺”形加固组件与T形梁T的另一侧对称设置的“︺”形加固组件构成第一套加固装置，第二组“︺”形加固组件与T形梁T的另一侧对称设置的“︺”形加固组件构成第二套加固装置。
本实施例中，T形梁T设置了两套所述加固装置，每套加固装置包括沿梁体纵向对称设置的两组所述加固组件，在其他实施例中，根据实际需求也可以设置一套所述加固装置或两套以上的加固装置。当设置两套或两套以上加固装置时，使各套加固装置中位于梁体同一侧的几组加固组件上下分布，且使上面一组加固组件的水平体外预应力索平行设置在下面一组加固组件的水平体外预应力索上方，上面一组加固组件的斜向体外预应力索与下面一组加固组件的斜向体外预应力索保持平行。所述梁体为钢筋混凝土梁或预应力钢筋混凝土梁。
作为优选实施例，如图3至5所示，锚固块包括：
自身纵向对称的锚固钢板N1，用于与所述梁体侧面通过高强螺栓L锚固连接；
焊接在锚固钢板N1上表面且相互平行的受压力板N2和加劲钢板N3，受压力板N2、加劲钢板N3均与锚固钢板N1正交，具体地，锚固钢板N1为平整的矩形钢板，受压力板N2为矩形板，宽度与锚固钢板N1相同，加劲钢板N3为顶角呈圆弧的等腰三角形钢板，其底边宽度与锚固钢板N1的宽度相同；
与锚固钢板N1的纵向对称轴平行的传力钢管N4，一端焊接在受压力板N2侧面，传力钢管N4的本体穿过加劲钢板N3并与加劲钢板N3焊接；
焊接在锚固钢板N1与传力钢管N4之间的连接钢板N5，连接钢板N5与锚固钢板N1正交，连接钢板N5与加劲钢板N3正交，并且连接钢板N5的本体穿过加劲钢板N3，连接钢板N5还与受压力板N2和加劲钢板N3焊接；
焊接在受压力板N2两侧与锚固钢板N1之间的一对前传力肋板N6和一对后传力肋板N7，前传力肋板N6和后传力肋板N7均与锚固钢板N1正交，前传力肋板N6和后传力肋板N7均与受压力板N2正交，一对前传力肋板N6对称分布在锚固钢板N1的纵向对称轴两侧，一对后传力肋板N7对称分布在锚固钢板N1的纵向对称轴两侧，前传力肋板N6和后传力肋板N7具体为三角形，且前传力肋板N6与后传力肋板N7相对于受压力板N2对称设置；
紧贴于受压力板N2一侧的锚垫板N8，锚垫板N8设置在一对前传力肋板N6中间，锚垫板N8上锚固有外套锚具N9，斜向体外预应力索S1～斜向体外预应力索S4从对应锚固块的传力钢管N4内部通过使所述斜向体外预应力索的端头可活动地穿过受压力板N2和锚垫板N8后锚固连接在外套锚具N9上，斜向体外预应力索受拉力时，拉力通过外套锚具N9传递给锚垫板N8，锚垫板N8被受压力板N2阻挡，从而将拉力传递给受压力板N2。
本实施例的锚固钢板N1与所述梁体侧面通过两排高强螺栓L锚固连接，两排高强螺栓L对称分布于锚固钢板N1的纵向对称轴两侧。
实施例二
如图6所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例的预应力加固装置用于加固的梁体为矩形梁R，其梁体的梁截面为矩形。
上述实施例仅是本实用新型较优实施例，但并不能作为对实用新型的限制，任何基于本实用新型构思基础上作出的变型和改进，均应落入到本实用新型保护范围之内，具体保护范围以权利要求书记载为准。
Claims (7)
1.一种体外预应力加固装置，其特征在于：包括沿梁体纵向对称设置的若干组“︺”形加固组件，每组加固组件自身关于被加固的梁体跨中截面对称，每组加固组件包括两个锚固块、两条斜向体外预应力索、两个转向块和一条水平体外预应力索，所述锚固块固定连接在所述梁体侧面，所述转向块固定连接在所述梁体底部，两个所述转向块之间连接一条所述水平体外预应力索，每个转向块与对应的所述锚固块之间连接一条所述斜向体外预应力索。
2.根据权利要求1所述的体外预应力加固装置，其特征在于：所述梁体设置有至少一套所述加固装置，每套加固装置包括沿梁体纵向对称设置的两组所述加固组件。
3.根据权利要求2所述的体外预应力加固装置，其特征在于：所述梁体设置有两套所述加固装置，两套所述加固装置中位于所述梁体同一侧的两组加固组件上下分布，上面一组加固组件的水平体外预应力索平行设置在下面一组加固组件的水平体外预应力索上方，上面一组加固组件的斜向体外预应力索与下面一组加固组件的斜向体外预应力索保持平行。
4.根据权利要求3所述的体外预应力加固装置，其特征在于：所述梁体的梁截面为矩形或T形。
5.根据权利要求4所述的体外预应力加固装置，其特征在于：所述梁体为钢筋混凝土梁或预应力钢筋混凝土梁。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的体外预应力加固装置，其特征在于，所述锚固块包括：
自身纵向对称的锚固钢板，用于与所述梁体侧面通过高强螺栓锚固连接；
焊接在所述锚固钢板上表面且相互平行的受压力板和加劲钢板，所述受压力板、所述加劲钢板均与所述锚固钢板正交；
与所述锚固钢板的纵向对称轴平行的传力钢管，一端焊接在所述受压力板侧面，所述传力钢管的本体穿过所述加劲钢板并与所述加劲钢板焊接；
焊接在所述锚固钢板与所述传力钢管之间的连接钢板，所述连接钢板与所述锚固钢板正交，所述连接钢板与所述加劲钢板正交，并且所述连接钢板的本体穿过所述加劲钢板，所述连接钢板还与所述受压力板和所述加劲钢板焊接；
焊接在所述受压力板两侧与所述锚固钢板之间的一对前传力肋板和一对后传力肋板，所述前传力肋板和所述后传力肋板均与所述锚固钢板正交，所述前传力肋板和所述后传力肋板均与所述受压力板正交，一对所述前传力肋板对称分布在所述锚固钢板的纵向对称轴两侧，一对所述后传力肋板对称分布在所述锚固钢板的纵向对称轴两侧；
紧贴于所述受压力板一侧的锚垫板，所述锚垫板设置在一对所述前传力肋板中间，所述锚垫板上锚固有外套锚具，所述斜向体外预应力索从所述传力钢管内部通过使所述斜向体外预应力索的端头可活动地穿过所述受压力板和所述锚垫板后锚固连接在所述外套锚具上。
7.根据权利要求6所述的体外预应力加固装置，其特征在于：所述锚固钢板与所述梁体侧面通过两排高强螺栓锚固连接，两排高强螺栓对称分布于所述锚固钢板的纵向对称轴两侧。
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