[發明專利]一種混凝土橋梁橫向加固構造

在審

• 申請號: 201710625937.1
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107227694A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 王春生;段蘭;王茜;王世超;張培杰;王雨竹;夏寧;張文婷;羅喬;崔冰
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司61201
• 代理人: 申忠才

技術領域

本發明屬于混凝土橋梁加固研究技術領域，特別涉及一種混凝土橋梁橫向加固構造。

背景技術

混凝土梁橋設計理念成熟，施工經驗豐富，建造成本較低，在今后相當長的一段時間內，混凝土梁橋是我國橋梁建設中一種主要的結構形式。但隨著我國經濟社會發展，交通流量大幅增長，車輛荷載等級不斷提高，既有橋梁結構的安全儲備下降，各種橋梁病害相繼出現，嚴重影響行車安全。

我國公路混凝土T梁、箱梁橋的橫向連接廣泛采用混凝土橫隔板，混凝土橫隔板在增強橋梁橫向剛度、保證橋梁整體性方面至關重要，但混凝土橫隔板自重大、易開裂，一般需要在封閉交通的條件下方能進行施工，并且隨著橋梁運營時間延長，混凝土橫隔板病害已成為T梁和箱梁橋最常見病害之一，這種病害如不加以重視，將會導致橫隔板無法發揮正常功能，甚至出現單梁受力的情況，使得結構存在極大的安全隱患，但混凝土橫隔板維修加固施工工藝復雜，費用較為昂貴，在養護加固過程中難以得到足夠重視。

雙柱式橋墩是混凝土橋梁中較為常見的下部結構形式，但是雙柱式橋墩可能存在橫向剛度不足的問題，原因在于：在設計中僅考慮了豎向承載力，對橋梁橫向剛度考慮不足；基礎和承臺的剛體轉動影響墩身橫向振幅大小；橫向風荷載作用在橋梁上時增大了墩頂橫向位移。為了解決雙柱式橋墩橫向剛度不足的問題，需要對雙柱式橋墩進行必要的橫向加固。

使用合理的橋梁加固措施可以提高橋梁的承載能力，改善結構受力性能，延長使用壽命，相較于重建橋梁，具有顯著的經濟效益。目前，混凝土梁橋的常用加固方法包括加大截面加固法、粘鋼加固法、FRP材料粘貼加固法、預應力加固法等。受結構形式及材料性能的影響，每種加固方式均有一定的局限性。

(1)采用增大截面法時，施工難度較大且質量難以保證；加固增大了橋梁自重，導致橋梁的固有頻率發生變化；減小了橋梁下部空間。

(2)粘鋼加固法具有基本不改變原有結構尺寸，施工簡便的優點。但加固效果受加固表面的平整度及粘結材料的強度、耐久性影響較大。

(3)FRP材料具有很高的強度，但無法提高結構整體剛度，且材料抗剪強度低，防火性差；FRP材料粘貼加固法的界面粘結性能、疲勞性能、耐久性等問題還有待深入研究。

(4)預應力加固法在后期養護中存在預應力筋防腐問題，在一定程度上增加了養護費用。

因此，探尋更加合理的加固方法和加固材料是橋梁加固領域的迫切需求，研究和探討利用一種新型鋼橫梁來加固既有混凝土橋梁，應用于混凝土橋梁養護加固技術領域，是本領域技術人員的研究目標。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服傳統混凝土橋梁加固方法的缺點與局限，采用一種新型鋼橫梁對混凝土橋梁進行橫向加固，提供一種設計合理、結構簡單、安全可靠、造價較低、施工速度快、施工質量有保證、易于后期維護的新型橋梁橫向加固構造。

本發明實現上述目的所采用的技術方案是：在一個橋梁主體與相鄰一個橋梁主體之間或者橋梁主體內部橫向設置有加固梁，所述加固梁是工字型結構或者是X型結構，加固梁通過連接件與橋梁主體連接固定。

上述工字型的加固梁的上、下翼緣是空心管狀結構、腹板是平面板或者波折形板。

上述加固梁的上、下翼緣管內填充有自密實混凝土或泡沫鋼。泡沫鋼也可在上、下翼緣管端部或者受力集中處局部填充，填充面積為空管截面面積的1/6～1。

上述加固梁的腹板前后表面設置有加勁肋，加勁肋與加固梁的腹板垂直。

上述X型結構的加固梁是由加固底板、加固側板、連接桿以及拼接板組成，加固底板沿著兩個相鄰橋梁主體之間的側壁設置，在加固底板的中部垂直設置有加固側板，連接桿的一端通過拼接板連接呈X型結構，另一端分別與加固側板連接。

在兩個相對設置的加固側板之間還設置有加強板。

上述的橋梁主體是T形梁、箱梁或者是雙柱式混凝土橋墩。

本發明的混凝土橋梁的橫向加固構造，通過連接在兩個T形梁、箱型梁或者是雙柱式混凝土橋墩之間的X型加固梁或者工字型加固梁來加固T形梁、箱型梁或雙柱式混凝土橋墩，加固過程不會破壞被加固橋梁的外形，施工工藝簡單，施工工期短，經濟性好，鋼橫梁自重輕，橋梁自重增加小，施工可在不影響交通的前提下進行，具有良好的社會效益；加固完成后可增加橋梁整體性、有效改善T形梁及箱型梁荷載橫向分布，解決“單梁受力”的問題，增加雙柱式混凝土橋墩橫向剛度，且鋼橫梁便于運營維護，可拆卸、更換，在混凝土橋梁橫向加固領域具有廣闊的應用前景。

附圖說明