[實用新型]空心板梁橋的體外預應力智能加固監測系統

有效

• 申請號: 201520276483.8
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN204644890U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 梁曉東;唐艷;唐登波;譚少海;任協平;李君;張四全;李求源
• 申請（專利權）人: 湖南聯智橋隧技術有限公司
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;G01L1/24
• 代理公司: 長沙七合源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 鄭雋;歐穎

技術領域

本實用新型涉及橋梁建造工程技術領域，特別地，涉及一種運用內嵌光纖光柵應變傳感器的預應力FRP筋的空心板梁橋的體外預應力智能加固監測系統。

背景技術

裝配式空心板梁橋是我國梁式橋中應用較為廣泛的一種類型，具有建筑高度小、自重輕、施工方便、施工速度快、裝配化程度高、橋梁纖細美觀、結構斷面受力合理等優點，在我國公路交通組成中具有舉足輕重的地位。早期建設的橋梁設計標準偏低，隨著經濟的發展、重載交通量的增大、管理與養護的不足，橋梁耐久性差和年久老化等原因，鋼筋混凝土空心板不同程度的出現承載力不足、空心板鉸縫縱向開裂，梁體出現裂縫、底板鉸縫混凝土酥松、剝落、滲水等現象。國內很多空心板梁橋在投入運營后出現了預制板之間鉸縫破壞的情況，嚴重的甚至出現“單板受力”，使空心板梁橋的承載能力大大下降。空心板橫向連接的主要方式有：鉸接縫連接、施加橫向預應力連接、普通鋼筋連接、橫隔板連接等。

對于運營中的整體式裝配式橋梁出現的病害，業內也相繼采取了系列措施對病害橋梁進行加固維修，比如目前的增大截面法、粘貼鋼板法、粘貼纖維復合材料加固法、體外預應力加固法、改變結構體系加固法五大類。增大截面加固法是采取增大混凝土結構或構筑物的截面面積，來提高結構承載力和滿足正常使用的一種加固方法，但該方法需要支模、澆筑以及養護等施工步驟，加固施工周期長，且加大了構件截面，質量和剛度發生了變化，使得結構的固有頻率也隨之改變，在很大程度上會引起結構在地震和風振中的共振現象。粘鋼加固法在一定程度上提升了結構的承載力，但其加固的有效性主要取決于粘結材料的強度和耐久性。碳纖維加固法在不增加結構荷重的情況下達到高效的加固目的，且具有耐化學腐蝕的優點。以上方法由于受到結構形式或材料特性的影響，這些傳統方法均具有一定的局限性。并且沒有解決后期的維護、養護問題，不能實時對加固橋梁進行監測，不利于對橋梁安全性能的判斷。

傳統的體外預應力加固采用的預應力鋼絞線或預應力鋼筋易受環境腐蝕而失效，為延長結構使用年限，體外預應力加固法是通過在橋梁板的底部增設體外預應力索對既有梁體主動施加外力，改善原結構的受力狀況的加固方法。

中國專利CN?203007856提供了空心板梁的體外預應力加固系統，采用預應力鋼絞線和預應力鋼筋對空心板梁的上頂面和下底面進行加固，但采用材料的耐腐蝕性不強、抗拉強度不高，也不能對橋梁的長期運營狀況進行智能評估。

中國專利CN?102352606提供了公路鉸接空心板橋橫向體外預應力加固方法，其利用加鋪橋梁鋪裝層，提高鋪裝層鋼筋強度，同時在橋跨中頂板以下設置橫向預應力鋼束來達到橋梁加固的效果，但加鋪混凝土層增加了橋梁的自重，預應力鋼束也沒有采用抗腐蝕效果好的材料。

中國專利CN103061271提供了空心板單板受力加固方法，在空心板的上表面和下表面沿縱橋向間隔一定距離，橫向粘貼條狀鋼板，同時對梁縫內的空洞進行壓力注漿，頂面植入抗剪鋼筋，設置鋼筋網。粘貼鋼條的方法很大程度上取決于粘結劑的耐久性，施工程序較復雜，施工周期長。

中國專利CN?202247710提供了一種不中斷交通加強既有橋梁空心板橫向聯系的結構，在空心板的鉸縫中填充粘結劑，空心板底板設置一個補強層，補強層為鋼筋網砂漿補強層，加強了橋梁的橫向聯系。此方法主要著手于空心板鉸縫的處理，加固效果良好且養護時間短。

中國專利CN?103774565提供了一種空心板梁橋的縱向預應力加固方法，根據設計的折線形預應力筋安裝路線，利用轉向器協接水平段和傾斜段的轉角位置，體外預應力筋選用鋼絞線，在耐久性方面沒有得到保證。

綜上，業內仍缺乏一種耐腐蝕性強、抗拉強度高，并能同時解決解決后期的維護、養護問題的空心板梁橋加固方法。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種運用內嵌光纖光柵應變傳感器的預應力FRP筋的空心板梁橋的體外預應力智能加固監測系統，以解決空心板梁橋加固、維護、養護、監測的技術問題。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種空心板梁橋的體外預應力智能加固監測系統，包括內嵌光纖光柵應變傳感器的預應力FRP筋、連接光纖光柵應變傳感器與光纖光柵信號解調系統的數據傳輸光纜；

所述預應力FRP筋分布在空心板的上頂面和下底面，分布方向與橋長度方向垂直，分布位置為橋長度方向的跨中、1/4跨、3/4跨、1/8跨和7/8跨中的至少任意一種。

優選的，每間隔2-5米的距離布設普通的預應力FRP筋。

優選的，所述光纖光柵信號解調系統安裝于邊梁外翼緣底部。