[發明專利]一種寬幅箱梁橋主梁底板崩裂加固結構及其施工方法

有效

• 申請號: 201610224352.4
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105714698B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 薛興偉;李艷鳳;張海
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;E01D2/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱,范象瑞

技術領域

本發明涉及公路橋梁，特別是一種寬幅箱梁橋主梁底板崩裂加固結構及其施工方法。

背景技術

本發明所述寬幅箱梁橋是指主梁底板平均厚度(主梁底板在主梁跨中處的厚度與在主梁根部處的厚度之和的平均值)為主梁底板寬度的1/50～1/20的單箱單室預應力混凝土連續梁橋和預應力混凝土連續剛構橋。

這種寬幅箱梁橋的主梁因下述原因導致其主梁底板在施工中和橋梁投入運營后易發生崩裂：主梁在跨中和邊支點處高度較小，在中支點處高度較大，中支點處的梁高一般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，其立面上的布置形狀與主梁底板相似，也呈曲線形。施工中，曲線形的底板預應力鋼筋以張拉力N_p張拉后會對主梁底板產生徑向力(見圖2)，因主梁底板的平均厚度與主梁底板寬度之比過小，主梁底板的長細比過大，使主梁底板剛度不足，在底板預應力鋼筋的徑向力作用下，主梁底板容易發生崩裂。

對寬幅箱梁橋主梁底板發生崩裂，傳統加固方法是補強法，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。因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，其加固效果并不理想。

CN103215899A號專利申請公開了一種預應力連續梁主梁底板崩裂的加固方法。該方法是在鑿除崩裂段箱梁底板開裂的混凝土后，采用在梁體跨中范圍內由兩側向中間對稱均勻分層堆載施加預壓荷載，使箱梁頂板受壓，底板受拉；鉆孔植入新增補強鋼筋，并對原設計主梁底板鋼筋網片復位，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；待混凝土達到設計強度后，由兩側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，主梁頂板減壓，相當于施加了預應力，起到加固作用。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問題；同時也不能解決主梁底板自身剛度不足的問題。

發明內容

針對上述寬幅箱梁橋主梁底板崩裂加固方法存在的缺陷，本發明的目的是提供一種寬幅箱梁橋主梁底板崩裂加固結構及其施工方法。

本發明提供的寬幅箱梁橋主梁底板崩裂加固結構，在發生崩裂的主梁底板的上部沿順橋向有間隔設置的鋼橫梁；在主梁底板的底面沿橫橋向有兩道間隔設置的底縱梁；在鋼橫梁中有橫向間隔布置的鉆孔，主梁底板和底縱梁中有與該鉆孔對應的孔道；由精軋螺紋鋼筋構成的豎向預應力鋼筋穿過所述鉆孔和孔道，其上端通過螺母固定在鋼橫梁的上部，下端通過螺母固定在底縱梁的下部。

所述鋼橫梁沿順橋向的相互間距s_v的取值范圍為：150cm≤s_v≤300cm；

所述底縱梁的中心高度d₂選取范圍為：(K/15-d_j)≤d₂≤(K/10-d_j)，式中d_j為主梁底板平均厚度，K為主梁底板寬度。

上述寬幅箱梁橋主梁底板崩裂加固結構的施工方法，包括以下步驟：

步驟1、制作鋼橫梁備用

加工鋼橫梁時，在鋼橫梁中鉆孔，鉆孔位置與下述底縱梁中預留的孔道對應；

步驟2、修補主梁底板

鑿除主梁底板崩裂部位開裂的混凝土，鉆孔植入新增補強鋼筋，對主梁底板頂底層鋼筋復位，澆筑崩裂部位的混凝土；

步驟3、澆筑底縱梁

對主梁底板底面將布置底縱梁的部位進行表面處理，鑿毛使骨料外露后植筋，用壓縮空氣清除浮塵后涂刷環氧樹脂；然后架設模板，采用鋼纖維混凝土澆筑底縱梁，同時在底縱梁中預留與步驟1預制鋼橫梁鉆孔對應的孔道，在底縱梁的孔道底部水平預埋鋼墊圈；

步驟4、安裝鋼橫梁

對主梁底板頂面和主梁腹板內側面對應鋼橫梁兩端部位(此部位澆筑墊塊)進行表面處理，鑿毛使骨料外露后進行植筋，清除浮塵后涂刷環氧樹脂，然后澆筑混凝土，形成墊塊；待墊塊的混凝土強度達到90％設計強度時，將預制的鋼橫梁兩端置于墊塊上；

步驟5、安裝和張拉豎向預應力鋼筋

通過鋼橫梁的鉆孔和主梁底板及底縱梁中的孔道穿送豎向預應力鋼筋，利用豎向預應力鋼筋上端的螺母和鋼墊圈將豎向預應力鋼筋的上端固定在鋼橫梁上，用擰緊豎向預應力鋼筋下端螺母的方式對豎向預應力鋼筋進行張拉，通過豎向預應力鋼筋的張拉力使豎向預應力鋼筋吊點處發生變形的主梁底板恢復原形；