[發明專利]一種采用輕骨料混凝土解決已裂鋼橋橋面的組合加固結構

在審

• 申請號: 201811154490.5
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109338901A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 張法;喻滿;肖廣峰;吳新印;馬足
• 申請（專利權）人: 湖南中路華程橋梁科技股份有限公司
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;E01D19/12;E01D19/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種采用輕骨料混凝土解決已裂鋼橋橋面的組合加固結構，其技術方案要點是：它包括已疲勞開裂鋼橋面板、剪力連接件、纖維增強復合材料層、鋼筋網以及輕骨料混凝土層，所述已疲勞開裂鋼橋面板上設置剪力連接件，所述鋼筋網安放在已疲勞開裂鋼橋面板上，所述纖維增強復合材料層鋪設至已疲勞開裂鋼橋面板的開裂部位，所述輕骨料混凝土層澆筑在已疲勞開裂鋼橋面板上，且覆蓋剪力連接件、纖維增強復合材料層、鋼筋網與已疲勞開裂鋼橋面板連接。

技術領域

本發明涉及一種用于正交異性鋼橋面板加固的橋梁結構，尤其是涉及一種采用輕骨料混凝土解決已裂鋼橋橋面的組合加固結構。

背景技術

正交異性鋼橋面板作為鋼橋橋面板的一種重要結構形式，因自重輕、強度高、工期短等優點，獲得了廣泛的應用。但隨著服役時間的增加，鋼橋面板通常會出現兩類病害：鋼橋面鋼結構疲勞開裂和橋面鋪裝層損壞，嚴重影響了鋼橋的正常使用。目前，在國內外的正交異性鋼橋面板的橋梁中，已觀察到不同程度的疲勞裂紋。國內已建的虎門大橋等重要橋梁結構的主梁或加勁梁均采用鋼箱梁正交異性板結構，投入運行后其面板焊接部位皆出現了不同程度的疲勞損傷、裂縫病害甚至破壞，導致橋梁承載能力、通行能力大大降低，不得不采取限重、限速通行措施，同時其使用壽命也大大縮短。針對這兩大病害，提出了各種加固方案，其中專利《一種無需修補已疲勞開裂鋼橋面板的輕型組合加固結構》提出了帶有焊接短栓釘的鋼板點焊于已裂橋面板，同時橋面板焊接短栓釘，最后澆筑超高性能混凝土，形成組合加固結構，以此來達到加固作用。

但是該結構仍存在以下諸多問題：1. 未對原有橋面板進行加固，鋼橋面所處環境惡劣，鋼橋面有進一步開裂腐蝕的危險； 2. 鋼板條點焊于已疲勞開裂鋼橋面板，其不能與原有橋面板緊密結合，必然留有空隙，不能和原有前面板共同受力；3. 鋼板條和超高性能混凝土的密度都較大，由于其增大了橋梁自重，降低了橋梁承載力。 4. 原有橋面板已經開裂，再焊接短栓釘，帶入焊接殘余應力，新裂紋，進一步削弱了鋼橋面的承載力。

發明內容

與將混凝土直接應用于完好正交異性鋼橋面板（或修復至完好）不同，對于已疲勞開裂的鋼橋面板，疲勞裂縫的存在會大大降低鋼面板對混凝土的強化作用。因此，若不在已裂鋼橋面板頂面采取有效的強化措施，混凝土層底面的抗拉強度極低，將導致開裂。因此，對于混凝土應用于已裂正交異性鋼橋面板，需要充分考量鋼板裂縫對混凝土層受力的不利影響，采取合理的強化措施，且關鍵在于如何對混凝土層底面進行強化，防止混凝土層開裂。

本發明的目的是提供一種結構簡單，便于施工、組合橋面混凝土層底面抗裂能力強的已疲勞開裂鋼橋面板的輕型組合加固結構，進而有效降低鋼橋面板的疲勞應力幅以消除疲勞開裂病害，且確保混凝土層底面不會由于鋼橋面板存在裂縫而受拉開裂。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括已疲勞開裂鋼橋面板、剪力連接件、纖維增強復合材料層、鋼筋網以及輕骨料混凝土層，所述已疲勞開裂鋼橋面板上設置剪力連接件，所述鋼筋網安放在已疲勞開裂鋼橋面板上，所述纖維增強復合材料層鋪設至已疲勞開裂鋼橋面板的開裂部位，所述輕骨料混凝土層澆筑在已疲勞開裂鋼橋面板上，且覆蓋剪力連接件、纖維增強復合材料層、鋼筋網與已疲勞開裂鋼橋面板連接。

本發明的剪力連接件連接在纖維增強復合材料層上，纖維增強復合材料沿已疲勞開裂鋼橋面板方向布置剪力連接件，已疲勞開裂鋼橋面板上設有剪力連接件，連接有剪力連接件的纖維增強復合材料層鋪設在與鋼橋面板相連接的剪力連接件之間，相鄰剪力連接件的間距為100~300mm。

本發明的纖維增強復合材料層上設有開孔并設置開孔鋼板連接件，纖維增強復合材料層通過開孔鋼板連接件沿橋向間隔布置在已疲勞開裂鋼橋面板上，所述開孔鋼板連接件由纖維增強復合材料層縱向的開孔豎向鋼板構成，并通過纖維增強復合材料層孔內的輕骨料混凝土來抵抗纖維增強復合材料層與輕骨料混凝土之間的縱向剪力及上拔力，開孔鋼板連接件可由兩條縱向連接到纖維增強復合材料層上翼緣。