[發明專利]一種寬幅箱梁橋主梁頂板加固結構及該結構的施工方法

有效

• 申請號: 201610227961.5
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105714699B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 薛興偉;孫聚陽;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
• 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，特別是針對主梁頂板發生變形和開裂的寬幅箱梁橋提供的一種主梁頂板加固結構及該結構的施工方法。

背景技術

本發明所述寬幅箱梁橋是指主梁頂板厚度d₁為主梁腹板兩內側面間的寬度K的1/70～1/30的單箱單室普通鋼筋混凝土連續梁橋、單箱單室預應力混凝土連續梁橋和單箱單室預應力混凝土連續剛構橋。

這種寬幅箱梁橋在施工完成投入運營后，由于寬幅箱梁橋主梁頂板厚度(一般為25cm～35cm)與主梁頂板寬度之比過小，使主梁頂板剛度不足，在車輛荷載作用下主梁頂板呈下撓狀態，在收縮和徐變的共同影響下常產生過大變形；又因主梁頂板厚度較小，可提供結構抗裂的截面有效高度較小，主梁頂板的強度和抗裂性能不足，使主梁頂板的下緣常產生大量裂縫。

主梁頂板下撓變形和大量裂縫的產生嚴重影響主梁的耐久性及安全性；同時橋面鋪裝會出現大面積網裂和下陷，使橋面防水層被破壞，橋面水滲入主梁頂板，加速主梁頂板鋼筋銹蝕，進一步影響主梁頂板的耐久性。

目前對發生上述病害的寬幅箱梁橋主梁頂板尚無好的解決方法。

發明內容

本發明的目的是對發生上述病害的寬幅箱梁橋主梁頂板提供一種主梁頂板加固結構及該結構的施工方法。

本發明提供的寬幅箱梁橋主梁頂板加固結構，在主梁頂板的底面沿順橋向增設間隔布置的頂板加厚橫梁，在頂板加厚橫梁之間有沿橫橋向間隔設置的頂縱梁；頂板加厚橫梁中有通過塑料波紋管布置的預應力鋼筋，預應力鋼筋的兩端通過主梁腹板由錨具錨固在主梁腹板的兩外側面上。

所述頂板加厚橫梁沿順橋向的相互間距s_v為：1200mm≤s_v≤K/4，式中K為主梁腹板兩內側面間的寬度(mm)；

頂板加厚橫梁的寬度b₂＝300mm；

頂板加厚橫梁的中心高度d₂按下式計算得出：

式中

K：主梁腹板兩內側面間的寬度(mm)，

E_c：主梁混凝土的彈性模量(MPa)，

s_v：頂板加厚橫梁沿順橋向的相互間距(mm)，

d₁：主梁頂板厚度(mm)，

d₂的計算結果按照10mm為模數取用(例如，計算結果為408mm時，取d₂＝410mm；計算結果為402mm時，取d₂＝400mm)；

頂縱梁的高度d₃為：d₂/3≤d₃≤d₂/2；

頂縱梁之間、頂縱梁與主梁腹板之間的橫向間距K1相等，為主梁頂板厚度d₁的8～12倍；

在單個頂板加厚橫梁中配置的預應力鋼筋根數n按下式計算：

式中

int：取整函數，按四舍五入法則進行取整，

K：主梁腹板兩內側面間的寬度(mm)，

σ_con：預應力鋼筋的張拉控制應力設計值(MPa)，

A_p1：單根預應力鋼筋的截面面積(mm²)，

d₂：頂板加厚橫梁的中心高度(mm)，

s_v：頂板加厚橫梁沿順橋向的布置間距(mm)，

d₁：主梁頂板厚度(mm)，

a_p：預應力鋼筋重心至頂板加厚橫梁底面的距離(mm)。

上述主梁頂板加固結構的施工方法包括以下步驟：

步驟1、修補主梁頂板

對裂縫寬度小于0.15mm的斜裂縫，用環氧樹脂進行表面封閉；對裂縫寬度大于0.15mm的斜裂縫，用環氧樹脂進行注膠；

步驟2、在主梁腹板兩側面沿順橋向間隔鉆孔，鉆孔位置和下述頂板加厚橫梁中預埋的塑料波紋管相對應；

步驟3、澆筑頂板加厚橫梁和頂縱梁

對主梁頂板底面將布置頂板加厚橫梁和頂縱梁的部位進行表面處理，鑿毛使骨料外露；植頂板加厚橫梁鋼筋和頂縱梁鋼筋；清除浮塵后對植筋周圍表面涂刷環氧樹脂；然后架設模板，采用鋼纖維混凝土澆筑頂板加厚橫梁和頂縱梁，澆筑時將塑料波紋管通過主梁腹板的鉆孔置于頂板加厚橫梁中；澆筑完成后在塑料波紋管中穿送預應力鋼筋；