[發(fā)明專利]一種變截面箱梁橋主梁底板崩裂加固結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610224336.5
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105735152B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛興偉;張海;李艷鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;E01D2/04;E01D101/28
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱,范象瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路橋梁，特別是一種變截面箱梁橋主梁底板崩裂加固結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

一般變截面箱梁的主梁高度在跨中和邊支點處較小，在中支點處高度較大，中支點處的梁高以拋物線形式向跨中和邊支點處的梁高過渡，使主梁底板形成曲面(見圖1)。底板預應力鋼筋布置于主梁底板內(nèi)，其立面上的布置形狀與主梁底板相似，也呈曲線形。曲線形的底板預應力鋼筋張拉后會產(chǎn)生徑向力(見圖2)，主梁底板的混凝土在該徑向力作用下，易發(fā)生崩裂。施工中主梁底板如發(fā)生崩裂必須進行加固。

傳統(tǒng)的加固方法為補強法，包括在主梁底板上粘貼鋼板或在主梁底板增加縱向體外預應力鋼束進行加固。傳統(tǒng)的補強法不能解決底板預應力鋼筋施加在主梁底板混凝土上的徑向力。

CN103215899A號專利申請公開了一種預應力連續(xù)梁主梁底板崩裂的加固方法。該方法是在鑿除崩裂段箱梁主梁底板開裂的混凝土后，采用在梁體跨中范圍內(nèi)由兩側(cè)向中間對稱均勻分層堆載施加預壓荷載，使箱梁頂板受壓，主梁底板受拉；鉆孔植入新增補強鋼筋，并對原設(shè)計主梁底板鋼筋網(wǎng)片復位，綁扎固定，清除鋼筋表面浮漿后重新澆筑崩裂部位的混凝土；待混凝土達到設(shè)計強度后，由兩側(cè)向中間對稱均勻卸載至零，梁體的彈性上拱使主梁底板增壓，頂板減壓，相當于施加了預應力，達到加固效果。該方法為主梁底板后澆筑混凝土提供了一定的壓應力，但該壓應力為縱橋向，不能解決底板預應力鋼筋施加在主梁底板混凝土上的徑向力。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述變截面箱梁橋主梁底板崩裂傳統(tǒng)加固方法存在的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種可抵消底板預應力鋼筋對主梁底板混凝土徑向力的變截面箱梁橋主梁底板崩裂加固結(jié)構(gòu)及其施工方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的變截面箱梁橋主梁底板崩裂加固結(jié)構(gòu)，在主梁底板發(fā)生崩裂段的主梁腹板的兩個內(nèi)側(cè)面上分別有沿縱橋向間隔布置、由精軋螺紋鋼筋構(gòu)成的豎向體外預應力鋼筋，兩個內(nèi)側(cè)面上的豎向體外預應力鋼筋相互對稱，豎向體外預應力鋼筋的上端通過螺母固定在主梁腹板內(nèi)側(cè)面上端增設(shè)的錨固塊上，豎向體外預應力鋼筋的下端穿過主梁底板的鉆孔后通過螺母固定在與主梁底板底面相貼、長度與主梁底板寬度相同的鋼橫梁上。

所述豎向體外預應力鋼筋沿縱橋向的相互間距s_v為：150cm≤s_v≤300cm；豎向體外預應力鋼筋與主梁腹板內(nèi)側(cè)面的垂直距離c為：10cm≤c≤15cm。

上述變截面箱梁橋主梁底板崩裂加固結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

步驟1、預制鋼橫梁

加工鋼橫梁時，在鋼橫梁中鉆孔，鉆孔位置與錨固塊中預留的孔道及主梁底板的鉆孔相對應。

步驟2、鑿除主梁底板崩裂段開裂的混凝土，鉆孔植入新增補強鋼筋，并對原設(shè)計主梁底板頂?shù)讓愉摻顝臀唬壴潭ǎ缓笾匦聺仓炷粒?/p>

步驟3、制作錨固塊及主梁底板鉆孔

對布置錨固塊的主梁腹板表面進行處理，鑿除表面的混凝土，露出扎筋，然后進行錨固塊植筋；在植筋周圍的主梁腹板表面涂刷環(huán)氧樹脂，然后澆筑鋼纖維混凝土，形成錨固塊；在錨固塊中按豎向體外預應力鋼筋與主梁腹板內(nèi)側(cè)面的設(shè)計距離預留孔道；在主梁底板上對應錨固塊的預留孔道鉆取鉆孔(為保證主梁的安全，鉆孔橫向左右10cm范圍內(nèi)不允許有底板預應力鋼筋，否則不能采用本發(fā)明。)；

步驟4、安裝豎向體外預應力鋼筋

待步驟3的錨固塊的鋼纖維混凝土強度達到90％設(shè)計強度時，將豎向體外預應力鋼筋的上端穿過錨固塊中的預留孔道與其上端的螺母螺紋連接，將豎向體外預應力鋼筋的下端穿過主梁底板和鋼橫梁的鉆孔與其下端的螺母螺紋連接；

步驟5、張拉豎向體外預應力鋼筋

利用豎向體外預應力鋼筋上端的螺母將豎向體外預應力鋼筋的上端固定在所述錨固塊的上部，然后用旋擰豎向體外預應力鋼筋下端螺母的方式對豎向體外預應力鋼筋進行張拉，張拉時，在豎向體外預應力鋼筋上安裝與振動測試儀器相連接的拾振器，用來測出豎向體外預應力鋼筋張拉時的1階振動角頻率ω₁，然后按下式計算出豎向體外預應力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的拉力F_r：

式中

m：豎向體外預應力鋼筋單位長度質(zhì)量(kg/m)，

a：豎向體外預應力鋼筋在上、下螺母之間的長度(m)，

ω₁：拾振器測得的豎向體外預應力鋼筋的1階振動角頻率(Hz)，

E_s：豎向體外預應力鋼筋的彈性模量(N/m²)，