CN220789470U - 一种用于钢筋混凝土t形梁桥的加固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，包括由两侧板和底板组成类“^匚”字型的变形模板，两侧板均与底板呈钝角设置，且在两侧板上、分别间距的设有至少两个固定支座，每个固定支座的背面联接有夹紧机构，通过夹紧机构推动固定支座进而带动变形模板包裹待加固钢筋混凝土T形梁桥的T形梁腹板并对其施加预应力，同时变形模板与T形梁腹板通过高强度的紧固件以及灌注水泥砂浆的方式结合为一体。本实用新型加固装置既能施加体外预应力、提升结构的抗剪、抗裂性能，又可增大截面尺寸，提高加固构件的承载能力，即兼具增大截面法与粘贴钢板法的优点，加固效果显著且施工方便，便于推广普及。

Description

一种用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置

技术领域

本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置。

背景技术

钢筋混凝土T形梁桥是指以T形梁为主要承重结构的梁式桥，当在桥上荷载作用产生正弯矩时，上大下小的T形梁在下缘配筋共同的作用下充分利用混凝土的抗压强度大和钢筋的高抗拉强度进而比矩形梁桥节省材料，减轻自重，同时具有结构简单，施工方便等优点。故在我国公路交通组成中占有举足轻重的地位，但由于早期建设的桥梁标准偏低，且随着我国经济的快速发展，大型、重型车与日俱增，超载现象日益严重，再加上管理与养护的不足，部分钢筋混凝土T形梁桥的梁体出现不同程度的裂缝、承载能力不足等现象，然而要废除这些旧桥重建新桥，一方面需耗巨资，另一方面需中断交通，影响人们正常的出行。因此，加固现有的钢筋混凝土T形梁桥成为了研究重点。

目前，加固梁桥的方法主要有粘贴碳纤维法、增大截面法以及粘贴钢板法。其中，粘贴碳纤维法是将增强复合材料粘贴在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位，使之与结构形成整体，用以代替需要增设的补强钢筋，提高主梁的承载能力，达到补强的目的，但这种加固方式并不能对钢筋混凝土T形梁桥裂缝限制及改善使用性能起到明显的作用，且由于采用复合材料，成本高。增大截面法是通过增加原梁的受力钢筋，同时在外侧新浇筑混凝土以增大梁截面的一种传统的梁加固方法，通常适用于受力明显位置，例如跨中、梁顶受压区，一般采用加大梁肋高度和厚度，加厚桥面板的方式加固，缺点是需要预设钢筋网及浇注混凝土，其施工相对复杂，以致施工时间长、效率低。粘贴钢板法介于上述两种方法中间，通过化学粘接剂将钢板粘贴在混凝土构件表面，利用钢板的抗拉性能来提高结构承载能力，缺点是加固效果取决于梁桥所处环境及施工经验，例如在潮湿、盐碱环境下，粘接剂与钢板之间的粘性可能下降，且不适用于素混凝土梁。也就是说，增大截面法和粘贴钢板法虽然一定程度可用于对钢筋混凝土T形梁桥进行加固，但均存在一定的弊端。因此，亟需针对钢筋混凝土T形梁桥设计一种新的加固措施。

有鉴于此，特提出此实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，本实用新型通过夹紧机构驱动固定支座进而使其对设置于T梁腹板两侧的变形模板施加预应力，同时通过紧固件以及灌注水泥砂浆的方式使变形模板与T梁腹板结合为一体，以上措施兼顾了增大截面法与粘贴钢板法的优点，从而实现了提升钢筋混凝土T形梁桥抗剪、抗裂以及承载能力的目标。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

本实用新型提供一种用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，包括由两侧板和底板组成类“匚”字型的变形模板，所述变形模板的两侧板均与底板呈钝角设置，所述变形模板的两侧板上、分别间距的设置有至少两个固定支座，每个所述固定支座上联接有夹紧机构，通过所述夹紧机构推动固定支座进而带动变形模板的两侧板抵进待加固钢筋混凝土T形梁桥的T形梁腹板，用于使变形模板包裹T形梁腹板外表面并对其施加预应力，且所述变形模板与T形梁腹板通过紧固件固定连接；

其中，所述变形模板的两侧板与固定支座均通过榫卯结构连接，且连接处设置有压缩弹簧。

进一步地，所述变形模板为一体成型结构，并采用低碳钢材质制作，且所述变形模板的厚度为非均匀设置；

其中，底板厚度为5mm～8mm；两个侧板中设置固定支座区域的厚度大于等于50mm，两个侧板中其余区域厚度12mm～16mm。

进一步地，所述变形模板采用低碳钢材质制作。

进一步地，在所述变形模板的两侧板上、与固定支座连接的区域设置有燕尾槽，相应的在所述固定支座远离夹紧机构的一侧设置有与燕尾槽相配合和燕尾榫。

进一步地，所述固定支座为腔体结构，其腔体内均匀布设有多个压缩弹簧，且所述固定支座位于燕尾榫的一端开设有多个供压缩弹簧伸出的过孔，用于使每个压缩弹簧始终挤压变形模板。

进一步地，每个所述夹紧机构包括钢板条、钢绞束和固定锚具；

其中，所述钢板条的一端设置有折弯部，另一端开设有第一通孔，所述钢板条设有折弯部的一端与固定支座联接，且联接点位于折弯部中间位置，所述钢绞束穿过钢板条的另一端开设的第一通孔后、通过固定锚具锁定，通过外力张拉钢绞束并以折弯部与固定支座连接处为支点，使钢板条推动固定支座进而带动变形模板对T形梁腹板施加预应力。

进一步地，所述固定支座上固定设置有L型连接板，所述钢板条设有折弯部的一端设置在L型连接板内，并通过带螺纹的圆柱销和螺母将钢板条转动的设置在L型连接板的水平段上，且所述L型连接板的竖直段与钢板条之间设置有间隙，用于防止钢板条在转动并推动固定支座时与L型连接板的竖直段产生干涉。

进一步地，所述钢板条设有第一通孔的一端应当延伸至T形梁腹板的外侧，方便借助外力张拉钢绞束对T形梁腹板施加预应力。

进一步地，所述钢板条的厚度大于等于50mm，所述钢绞束的直径大于等于12mm，所述固定锚具为JM型锚具、XM型锚具或者墩头锚具。

进一步地，所述变形模板的两侧板上、分别间距的开设有多个第二通孔，且多个所述第二通孔在每个侧板上至少呈两排布设，相应的在所述T形梁腹板上、沿梁桥纵向开设有与第二通孔数量和位置一一对应的盲孔，所述变形模板通过高强度的紧固件将其固定在T形梁腹板上，且固定后在变形模板与T形梁腹板结合面的缝隙处灌注水泥砂浆，并在所述变形模板的外表面涂刷环氧防护漆。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的加固装置主要由变形模板、固定支座、夹紧机构以高强度的紧固件组成；其中，变形模板由两侧板和底板组成类“匚”字型结构，固定支座和夹紧机构设置在变形模板两侧板的外部，且固定支座与变形模板之间设置有压缩弹簧，因此可通过夹紧机构的作用力推动固定支座进而带动变形模板的两侧板抵进接触T形梁腹板，其效果不但可使变形模板半包裹T形梁腹板，而且能够将夹紧机构的作用力转化为对T形梁腹板施加的预应力；另外通过高强度的紧固件将变形模板与T形梁腹板固定连接，同时在两者的结合面缝隙处灌注水泥砂浆，使两者结合为一体。相较于现有技术在梁表面布设钢筋网，变形模板的安装更快捷、方便，且变形模板的使用减小了因混凝土流动所导致的施工困难，改善浇筑的施工质量。综上所述，本实用新型通过夹紧机构施加作用力、同时通过紧固件以及灌注水泥砂浆的方式使变形模板与T梁腹板结合为一体，既能施加体外预应力、提升结构抗剪、抗裂性能，又可以增大截面尺寸，提高加固构件的承载能力，即本实用新型采取的加固措施兼具增大截面法与粘贴钢板法的优点。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型加固装置使用状态立体结构示意图；

图2是本实用新型加固装置使用状态主视结构示意图；

图3是本实用新型加固装置使用状态侧视结构示意图；

图4是本实用新型中变形模板、固定支座、压缩弹簧以及夹紧机构之间的连接示意图。

其中：1为变形模板；2为固定支座；3为夹紧机构；4为紧固件；5为压缩弹簧；6为圆柱销；11为燕尾槽；12为第二通孔；21为燕尾榫；22为L型连接板；31为钢板条；32为钢绞束；33为固定锚具；311为折弯部；312为第一通孔；A为T形梁腹板。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细描述。

请参见图1～4，本实用新型实施例提供一种用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，包括由两侧板和底板组成类“匚”字型的变形模板，且两侧板均与底板呈钝角设置，并在变形模板1的两侧板上、分别间距的设置有至少两个固定支座2，每个固定支座2的背面(该背面是指固定支座2与变形模板1侧板连接相对的一面)联接有夹紧机构3。通过以上设置，当需要加工钢筋混凝土T形梁桥时，夹紧机构3借助外力推动固定支座2进而带动变形模板1的两侧板抵进待加固钢筋混凝土T形梁桥的T形梁腹板A，从而使变形模板1包裹住T形梁腹板A三个面并对其中相对的两个面施加预应力，用于提升钢筋混凝土T形梁桥的抗剪、抗裂能力；同时该变形模板1与T形梁腹板A通过高强度的紧固件4以及灌注水泥砂浆的方式结合为一体，增大T形梁腹板A的截面尺寸，提高T形梁腹板A的承载能力。

具体的，本实用新型实施例中使用的变形模板1为一体成型结构，并采用低碳钢材质制作，且该变形模板1的厚度为非均匀设置，优选的底板厚度一般设置为5mm～8mm；两个侧板中设置固定支座2区域的厚度大于等于50mm，其余区域厚度12mm～16mm，即侧板厚度大于底板，这是由于侧板作为对T形梁腹板A加固时的直接承力件。本实用新型变形模板1整体呈类“^匚”字型结构，且两侧板均与底板呈钝角设置，这样在加固T形梁腹板A时，一是便于安装；二是对T形梁腹板A施加预应力的两个侧板通过底板连为一体，彼此形成牵制，从而提升了T形梁腹板A的抗剪、抗裂能力。

本实用新型实施例中变形模板1的两侧板与固定支座2均通过榫卯结构连接。具体连接部分如图4所示，包括设置在变形模板1的两侧板上、与固定支座1连接的区域设置有燕尾槽11，相应的在固定支座2远离夹紧机构3的一侧设置有与燕尾槽11相配合和燕尾榫21。

值得注意的是，本实用新型为了避免夹紧机构3在推动固定支座2对变形模板1进行挤压时，破坏变形模板1与固定支座2连接处的结构，且易造成变形模板1整体受力不均匀，导致对T形梁腹板A施加的预应力过于集中。本实用新型将固定支座2设置为腔体结构，其腔体内均匀布设有多个压缩弹簧5，且固定支座2位于燕尾榫21的一端开设有多个供压缩弹簧5伸出的过孔，这样处于压缩状态下的压缩弹簧5由于形变伸出过孔后始终挤压变形模板1，即将变形模板1与固定支座2之间的硬连接，变为弹性连接，因而变形模板1可以分散来自于夹紧机构3施加的作用力，使该作用力转化为对混凝土T形梁腹板A施加的预应力，并且平均分布在与变形模板1接触的T形梁腹板A上。

本实用新型实施例中，每个夹紧机构3包括钢板条31、钢绞束32和固定锚具33；其中，钢板条31的一端设置有折弯部311，另一端开设有第一通孔312，钢板条31设有折弯部311的一端与固定支座2联接，且联接点位于折弯部311中间位置，钢绞束32穿过钢板条31的另一端开设的第一通孔312后、通过固定锚具33锁定。本实用新型利用杠杆原理，通过外力张拉钢绞束32并以折弯部311与固定支座2连接处为支点，使钢板条31推动固定支座2进而带动变形模板1对T形梁腹板A施加预应力。

其中，钢板条31作为直接承受张拉力载荷的构件，因此需要保证足够的刚度，本实用新型实施例中钢板条31厚度应大于等于50mm；同时接钢绞束32的用途是张拉钢板条31使其挤压压缩弹簧5进而使得变形模板1达到足够形变，因此钢绞束32需具有足够强度，为此本实用新型实施例中每根钢绞束32的直径应大于等于12mm，每根钢绞束32由至少14根钢绞丝组成，固定锚具33需同时锚固5～6根钢绞束32，固定锚具33优选为JM型锚具、XM型锚具或者墩头锚具。当然也可以根据实际需要选择螺丝端杆或钢质锥形锚具，只要能够达到锁定钢绞束32的目的即可。

由于在夹紧机构3被施加外力时，折弯部311瞬时承受的载荷较大，若采用固定连接方式易损坏该连接处结构，因此本实用新型此处采用缓冲的方式连接，如本实用新型实施例中固定支座2与夹紧机构3采用销轴的联接方式，即通过销轴转动缓冲该载荷。具体的，在固定支座2的背面固定设置有一个L型连接板22，钢板条31设有折弯部311的一端设置在L型连接板22内，并通过带螺纹的圆柱销6和螺母将钢板条31转动的设置在L型连接板22的水平段上，L型连接板22的竖直段(外侧段)与钢板条21之间设置有间隙，用于防止钢板条31在转动并推动固定支座2时与L型连接板22的竖直段产生干涉。即该L型连接板22的作用是为固定支座2与夹紧机构3的联接充当媒介，由于销链接具有可拆卸的特点，圆柱销6与螺母在保证夹紧机构3的稳定的同时也可重复利用，此外可在圆柱销6的外侧涂刷防护漆。

优选的，钢板条31可设置稍微长一些，使其设有第一通孔312的一端延伸至T形梁腹板A的外侧，方便借助外力张拉钢绞束32，用于对T形梁腹板A施加预应力。

另外，本实用新型实施例在变形模板1的两侧板上、分别间距的开设有多个第二通孔12，且多个第二通孔12在每个侧板上至少呈两排布设，相应的在T形梁腹板A上、沿梁桥纵向开设有与第二通孔12数量和位置一一对应的盲孔，优选的，单排盲孔不少于十个，且单孔间距大于等于15cm。变形模板1通过高强度的紧固件4(例如高强度膨胀螺丝等)将其固定在T形梁腹板A上，且固定后在变形模板1与T形梁腹板A结合面的所要缝隙处灌注水泥砂浆，即通过高强度的紧固件4以及灌注水泥砂浆的方式使两者结合为一体，从而增大T形梁腹板A的截面尺寸，提高其承载能力。另外在变形模板1的外表面涂刷环氧防护漆，防止其长时间使用后失效，提高加固后钢筋混凝土T形梁桥的使用寿命。

本实用新型加固装置的施工流程具体如下所示：

1)先将待加固钢筋混凝土T形梁桥的T形梁腹板A清理干净，并在T形梁腹板A的两侧开设与变形模板1固定连接的盲孔，然后使用环氧树脂粘结剂对T形梁腹板A上存在混凝土脱落及裂缝处进行修补；

2)将提前预制或者采购的变形模板1、固定支座2以及夹紧机构3等加固所需材料运至待加工目的地，再在变形模板1内侧涂刷环氧树脂粘结剂，然后通过吊装设备将变形模板1提升至T形梁腹板A预定安装位置并在变形模板1的两侧板相应位置处安装固定支座2，且在固定支座2的背面联接有夹紧机构3，最后通过夹紧机构3推动固定支座2进而带动变形模板1的两侧板抵进T形梁腹板A，用于对T形梁腹板A施加预应力；

具体的，可先从左侧张拉钢绞束32，使得左侧的钢板条31收缩并带动固定支座2和压缩弹簧5向右移动，进而挤压变形模板1使其逐渐变形，直至变形模板1的左侧板与T梁腹板A的左侧面完全接触时，停止张拉钢绞束32并锁定其位置，然后在张拉另一侧；或者两者顺序颠倒。

3)最后通过多个高强度的紧固件4(与开孔数量一致)将变形模板1与T形梁腹板A固定连接，紧固件4固定时应从两侧同时开始固定，固定连接后在变形模板1与T形梁腹板A结合面的缝隙处灌注水泥砂浆，并在变形模板1的外表面涂刷环氧防护漆，涂刷环氧防护漆之前要先清理变形模板1上的灰尘，之后按相同方向均匀涂刷一遍，待4～8小时后再涂刷第二遍。

本实用新型实施例中，具体施工加固装置时，所采用的各个零件均根据待加固钢筋混凝土T形梁桥的T形梁腹板A的实际情况进行制配，不再详细介绍。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，包括由两侧板和底板组成类“^匚”字型的变形模板(1)，所述变形模板(1)的两侧板均与底板呈钝角设置，所述变形模板(1)的两侧板上、分别间距的设置有至少两个固定支座(2)，每个所述固定支座(2)上联接有夹紧机构(3)，通过所述夹紧机构(3)推动固定支座(2)进而带动变形模板(1)的两侧板抵进待加固钢筋混凝土T形梁桥的T形梁腹板(A)并对其施加预应力，且所述变形模板(1)与T形梁腹板(A)通过高强度的紧固件(4)固定连接；

其中，所述变形模板(1)的两侧板与固定支座(2)均通过榫卯结构连接，且连接处设置有压缩弹簧(5)。

2.根据权利要求1所述的用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，所述变形模板(1)为一体成型结构，且所述变形模板(1)的厚度为非均匀设置；

其中，底板厚度为5mm～8mm；两个侧板中设置固定支座(2)区域的厚度大于等于50mm，两个侧板中其余区域厚度12mm～16mm。

3.根据权利要求1所述的用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，所述变形模板(1)采用低碳钢材质制作。

4.根据权利要求1所述的用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，在所述变形模板(1)的两侧板上、与固定支座(2)连接的区域设置有燕尾槽(11)，相应的在所述固定支座(2)远离夹紧机构(3)的一侧设置有与燕尾槽(11)相配合和燕尾榫(21)。

5.根据权利要求4所述的钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，所述固定支座(2)为腔体结构，其腔体内均匀布设有多个压缩弹簧(5)，且所述固定支座(2)位于燕尾榫(21)的一端开设有多个供压缩弹簧(5)伸出的过孔，用于使每个压缩弹簧(5)始终挤压变形模板(1)。

6.根据权利要求1所述的用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，每个所述夹紧机构(3)包括钢板条(31)、钢绞束(32)和固定锚具(33)；

其中，所述钢板条(31)的一端设置有折弯部(311)，另一端开设有第一通孔(312)，所述钢板条(31)设有折弯部(311)的一端与固定支座(2)联接，且联接点位于折弯部(311)中间位置，所述钢绞束(32)穿过钢板条(31)的另一端开设的第一通孔(312)后、通过固定锚具(33)锁定，通过外力张拉钢绞束(32)并以折弯部(311)与固定支座(2)连接处为支点，使钢板条(31)推动固定支座(2)进而带动变形模板(1)对T形梁腹板(A)施加预应力。

7.根据权利要求6所述的用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，所述固定支座(2)上固定设置有L型连接板(22)，所述钢板条(31)设有折弯部(311)的一端设置在L型连接板(22)内，并通过带螺纹的圆柱销(6)和螺母将钢板条(31)转动的设置在L型连接板(22)的水平段上，且所述L型连接板(22)的竖直段与钢板条(31)之间设置有间隙，用于防止钢板条(31)在转动并推动固定支座(2)时与L型连接板(22)的竖直段产生干涉。

8.根据权利要求6所述的用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，所述钢板条(31)设有第一通孔(312)的一端应当延伸至T形梁腹板(A)的外侧，方便借助外力张拉钢绞束(32)对T形梁腹板(A)施加预应力。

9.根据权利要求6所述的用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，所述钢板条(31)的厚度大于等于50mm，所述钢绞束(32)的直径大于等于12mm，所述固定锚具(33)为JM型锚具、XM型锚具或者墩头锚具。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的用于钢筋混凝土T形梁桥的加固装置，其特征在于，所述变形模板(1)的两侧板上、分别间距的开设有多个第二通孔(12)，且多个所述第二通孔(12)在每个侧板上至少呈两排布设，相应的在所述T形梁腹板(A)上、沿梁桥纵向开设有与第二通孔(12)数量和位置一一对应的盲孔，所述变形模板(1)通过高强度的紧固件(4)将其固定在T形梁腹板(A)上，且固定后在变形模板(1)与T形梁腹板(A)结合面的缝隙处灌注水泥砂浆，并在所述变形模板(1)的外表面涂刷环氧防护漆。