一种遭受火烧损伤桥梁的加固方法技术

本发明专利技术公开了一种遭受火烧损伤桥梁的加固方法，属于施工方法领域。该方法桥梁火烧损伤的空心板梁或T梁或小箱梁，采用人工凿除方式对火烧损伤的空心板梁或T梁或小箱梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板下表面混凝土冲洗干净；再吊装钢板或钢梁，同时浇筑高强粘结材料，对其损伤部位进行加强。本发明专利技术的加固方法能够大大提高火烧损伤桥梁的竖向刚度和整体性，尽快恢复桥梁的运营承载能力。同时，无支架的加固施工方法，既解决该类桥梁竖向刚度和横向整体性不足问题，又解决桥梁下面无法立支架或立支架代价很高问题。同时，具有加固工序耗时短、施工方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于施工方法领域，具体涉及一种遭受火烧损伤桥梁的加固方法。
技术介绍
近年来，中国公路桥梁建设飞速发展，公路桥梁特别是城乡结合部的桥梁下面易燃物引起火灾由于影响因素较多，难以控制，遭受火灾的次数亦在逐渐增多。火灾不仅造成严重的经济损失，而且桥梁的钢筋混凝土结构在火的物理和化学作用下，其强度与弹性模量等力学性能将减退，钢筋与混凝土间的粘结强度相应下降，桥梁的截面承载力也会降低，造成桥梁安全隐患，进而影响公路运营安全。因此，必须快速对桥梁结构的损伤程度作出正确的判断，进而采取科学合理的修复加固方法，尽快恢复通车运营，将火灾造成的损失降到最低，是目前急需解决的问题。“钢板—混凝土组合加固方法试验研究及实桥应用”(石雄伟，2012)公开了一种现有技术中常用的过火桥梁加固方法，主要为：对火烧严重区域梁体采用组合加固，一般区域梁体采用粘贴钢板加固。利用钢筋将钢板固定于空心板上，同时在空心板与钢板之间采用密实混凝土进行填充。该方法理论上确实能够起到加固的作用，但是申请人研究发现，在实际使用过程中，一方面由于其钢板仅覆盖了过火的底板及部分腹板，因此后续使用过程中荷载会逐渐集中于钢板未覆盖的腹板处，对该部分区域的结构安全造成隐患；另一方面，其钢板采用钢筋植入梁体进行固定，这会削弱梁的抗弯刚度，影响其承载能力。同时，采用密实混凝土进行填充，其与原有混凝土、钢板之间的粘结性能不足，很容易导致脱落。再进一步的，上述施工方法需要铺设支架，不仅耗时，影响营运通车速度，也无法用于桥下有通行需求等架设支架有难度的地区。因此，有待于提供一种更好的遭受火烧损伤桥梁的加固方法。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种遭受火烧损伤桥梁的加固方法，能够在保证桥梁结构安全的情况下使桥梁尽快恢复通车运营。本专利技术所采用的技术方案如下：遭受火烧损伤桥梁的加固方法，针对的是桥梁火烧损伤部件为空心板梁或T梁或小箱梁之一。本专利技术的加固方法主要目的是提高加固后的桥梁竖向刚度和整体性，减小荷载横向分布比例与设计的差异，提高桥梁的承载能力。空心板梁的加固方法为：1.1拆除桥面铺装，凿除梁板铰缝并采用植筋进行加强；1.2采用人工凿除方式对火烧损伤的空心板梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板表面混凝土进行清洗，并对锈蚀的钢筋进行除锈、清洗，再对钢筋作防锈处理；1.3两条盖梁之间的梁板铰缝两端架立吊装设备，吊绳通过铰缝吊装H型钢梁或双拼槽钢就位，然后连接连接螺杆，在H型钢梁或双拼槽钢上翼缘上粘贴两根条形挡片，使上翼缘、条形挡片和带有铰缝的梁板底面之间形成容纳空腔；同时，在盖梁上方的铰缝处固定钢板。该钢板起到密封盖梁上方铰缝的作用，其可以单独设置也可以采用钢梁的上翼缘延伸实现；1.4向梁板铰缝中浇筑高强粘结材料，使高强粘结材料填满所述的容纳空腔和铰缝，将梁板和钢梁粘合成整体，起到共同受力变形作用；1.5其他被凿除混凝土的部位采用聚合物修补砂浆对剥落处进行修复；T梁的加固方法为：2.1采用人工凿除方式对火烧损伤的T梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板表面混凝土进行清洗，并对锈蚀的钢筋进行除锈、清洗，再对钢筋作防锈处理；2.2在桥面板湿接缝处凿孔，T梁上方架立吊装设备，吊绳通过湿接缝处凿出的孔洞吊装U形钢板箍就位，使U形钢板箍覆盖T梁的整个底板和腹板，然后连接对拉螺杆将U形钢板箍固定于T梁上；2.3向T梁与U形钢板箍之间压注满高强粘结材料，将T梁和U形钢板箍粘合成整体，起到共同受力变形作用；2.4其他被凿除混凝土的部位采用聚合物修补砂浆对剥落处进行修复；小箱梁的加固方法为：3.1采用人工凿除方式对火烧损伤的小箱梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板表面混凝土进行清洗，并对锈蚀的钢筋进行除锈、清洗，再对钢筋作防锈处理；3.2在桥面板湿接缝处凿孔，在小箱梁上方架立吊装设备，吊绳通过湿接缝处凿出的孔洞吊装U形钢板箍就位，使U形钢板箍覆盖小箱梁的整个底板和腹板，然后连接对拉螺杆将U形钢板箍固定于小箱梁上；3.3向小箱梁与U形钢板箍之间压注满高强粘结材料，将小箱梁和U形钢板箍粘合成整体，起到共同受力变形作用；3.4其他被凿除混凝土的部位采用聚合物修补砂浆对剥落处进行修复。本专利技术中所述的U形钢板箍是指以钢板焊接而成的大致呈U型或凹型的结构。上述加固过程中，首先需要对火烧损伤的空心板梁下面松散剥落的混凝土进行凿除。若不进行凿除直接修复，容易使该部分在后续使用过程中脱落，影响整体性。进一步的，要对梁板铰缝、T梁或小箱梁的底板和腹板进行钢板/钢梁加固，同时灌注MPC等高强粘结材料，使钢板/钢梁、粘结材料以及原有梁体形成一个整体，共同受力变形，防止过大的荷载聚集于某一脆弱部位，造成安全隐患。进一步的，本专利技术中对空心板梁的施工采用了无支架方式，即直接在两端架设吊装设备，将钢梁吊至梁板底部，通过铰缝向其中灌注粘结材料。该方法能够大大提高在桥下有通行需求等不宜架设支架地区的施工便捷性。作为优选，所述的高强粘结材料应满足如下要求：1)与混凝土粘结强度不小于2.5Mpa；2)弹性模型量大于1000Mpa；3)拌和后，凝固时间大于半小时；4)6小时以内的粘结强度超过标准强度的一半。下面介绍高强粘结材料的上述指标选择依据。在本专利技术中，粘结材料所起的作用分为两方面，一是提高不同空心板梁之间、T梁或小箱梁的整体性结构强度；二是将双拼槽钢或H型钢梁粘结于空心板梁底部及T梁或小箱梁覆板侧面。1)一般混凝土抗裂强度为2Mpa，因此，混凝土粘结强度应不小于2Mpa，经过试验优选不小于2.5Mpa，留有安全系数。当粘结材料满足该要求时，不同梁板之间即使受到过高的载荷，铰缝处的粘结也不会发生破坏，相反的破坏反而发生在梁板混凝土内。因此，其大大提高了梁板之间的整体性。2)另外，经过试验发现，弹性模型量大于1000Mpa时，可以协调钢梁弯曲变形，否则弹性模型量太小钢梁可能无法粘贴于梁板、T梁或小箱梁上，导致两者部分或完全分离，无法起到提高梁体刚度的作用。3)考虑到施工工序的需要，拌合后的凝固时间不易过短，否则无法在浇筑过程中实现最佳粘结性能。4)考虑到施工效率的问题，6小时以内的粘结强度应超过标准强度的一半，否则其所需时间过长，影响桥梁的运营通车。进一步的，所述的高强粘结材料为环氧砂浆或MPC复合材料。该两种材料能够较好地应用于桥梁的加固，且施工方便。作为优选，所述的双拼槽钢采用两个热轧槽钢与上下钢板焊接成一个整体，通过连接螺杆固定于两条盖梁之间的梁板铰缝下方，而双拼槽钢的上钢板延伸覆盖盖梁上方的铰缝；双拼槽钢或H型钢梁满足如下条件：1)与梁底板粘结的上翼缘宽度不小于150mm，高不少于150mm，板厚不少于6mm；2)采用Q345或Q235钢；3)采用耐候钢、碳素钢和低合金高强度钢；4)钢梁上翼缘的上表面，工厂抛丸Sa2.5级，若现场发现生锈，应手工抛丸到St3.0级。抛丸的作用是增加粘结材料的粘结强度。进一步的，所述的双拼槽钢或H型钢梁采用碳素钢或低合金高强度钢时，除上翼缘外，均应采用长效性防腐涂装，否则容易导致其余部分锈蚀，影响钢梁的刚度，最终导致桥梁加固性能衰减。作为优选，所述的连接螺杆采用带肋钢筋，钢筋等级不低于HRBF400，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种遭受火烧损伤桥梁的加固方法，桥梁火烧损伤部件为空心板梁或T梁或小箱梁；其特征在于包括：空心板梁的加固方法为：1.1拆除桥面铺装，凿除梁板铰缝并采用植筋进行加强；1.2采用人工凿除方式对火烧损伤的空心板梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板表面混凝土进行清洗，并对锈蚀的钢筋进行除锈、清洗，再对钢筋作防锈处理；1.3两条盖梁之间的梁板铰缝两端架立吊装设备，吊绳通过铰缝吊装H型钢梁或双拼槽钢就位，然后连接螺杆，在H型钢梁或双拼槽钢上翼缘上粘贴两根条形挡片，使上翼缘、条形挡片和带有铰缝的梁板底面之间形成容纳空腔；同时，在盖梁上方的铰缝处固定钢板；1.4向梁板铰缝中浇筑高强粘结材料，使高强粘结材料填满所述的容纳空腔和铰缝，将梁板和钢梁粘合成整体，起到共同受力变形作用；1.5其他被凿除混凝土的部位采用聚合物修补砂浆对剥落处进行修复；T梁的加固方法为：2.1采用人工凿除方式对火烧损伤的T梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板表面混凝土进行清洗，并对锈蚀的钢筋进行除锈、清洗，再对钢筋作防锈处理；2.2在桥面板湿接缝处凿孔，T梁上方架立吊装设备，吊绳通过湿接缝处凿出的孔洞吊装U形钢板箍就位，使U形钢板箍覆盖T梁的整个底板和腹板，然后连接对拉螺杆将U形钢板箍固定于T梁上；2.3向T梁与U形钢板箍之间压注满高强粘结材料，将T梁和U形钢板箍粘合成整体，起到共同受力变形作用；2.4其他被凿除混凝土的部位采用聚合物修补砂浆对剥落处进行修复；小箱梁的加固方法为：3.1采用人工凿除方式对火烧损伤的小箱梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板表面混凝土进行清洗，并对锈蚀的钢筋进行除锈、清洗，再对钢筋作防锈处理；3.2在桥面板湿接缝处凿孔，在小箱梁上方架立吊装设备，吊绳通过湿接缝处凿出的孔洞吊装U形钢板箍就位，使U形钢板箍覆盖小箱梁的整个底板和腹板，然后连接对拉螺杆将U形钢板箍固定于小箱梁上；3.3向小箱梁与U形钢板箍之间压注满高强粘结材料，将小箱梁和U形钢板箍粘合成整体，起到共同受力变形作用；3.4其他被凿除混凝土的部位采用聚合物修补砂浆对剥落处进行修复。...

【技术特征摘要】
1.一种遭受火烧损伤桥梁的加固方法，桥梁火烧损伤部件为空心板梁或T梁或小箱梁；其特征在于包括：空心板梁的加固方法为：1.1拆除桥面铺装，凿除梁板铰缝并采用植筋进行加强；1.2采用人工凿除方式对火烧损伤的空心板梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板表面混凝土进行清洗，并对锈蚀的钢筋进行除锈、清洗，再对钢筋作防锈处理；1.3两条盖梁之间的梁板铰缝两端架立吊装设备，吊绳通过铰缝吊装H型钢梁或双拼槽钢就位，然后连接螺杆，在H型钢梁或双拼槽钢上翼缘上粘贴两根条形挡片，使上翼缘、条形挡片和带有铰缝的梁板底面之间形成容纳空腔；同时，在盖梁上方的铰缝处固定钢板；1.4向梁板铰缝中浇筑高强粘结材料，使高强粘结材料填满所述的容纳空腔和铰缝，将梁板和钢梁粘合成整体，起到共同受力变形作用；1.5其他被凿除混凝土的部位采用聚合物修补砂浆对剥落处进行修复；T梁的加固方法为：2.1采用人工凿除方式对火烧损伤的T梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板表面混凝土进行清洗，并对锈蚀的钢筋进行除锈、清洗，再对钢筋作防锈处理；2.2在桥面板湿接缝处凿孔，T梁上方架立吊装设备，吊绳通过湿接缝处凿出的孔洞吊装U形钢板箍就位，使U形钢板箍覆盖T梁的整个底板和腹板，然后连接对拉螺杆将U形钢板箍固定于T梁上；2.3向T梁与U形钢板箍之间压注满高强粘结材料，将T梁和U形钢板箍粘合成整体，起到共同受力变形作用；2.4其他被凿除混凝土的部位采用聚合物修补砂浆对剥落处进行修复；小箱梁的加固方法为：3.1采用人工凿除方式对火烧损伤的小箱梁下面松散剥落的混凝土进行凿除，采用高压水枪将梁板表面混凝土进行清洗，并对锈蚀的钢筋进行除锈、清洗，再对钢筋作防锈处理；3.2在桥面板湿接缝处凿孔，在小箱梁上方架立吊装设备，吊绳通过湿接缝处凿出的孔洞吊装U形钢板箍就位，使U形钢板箍覆盖小箱梁的整个底板和腹板，然后连接对拉螺杆将U形钢板箍固定于小箱梁上；3.3向小箱梁与U形钢板箍之间压注满高强粘结材料，将小箱梁和U形钢板箍粘合成整体，起到共同受力变形作用；3.4其他被凿除混凝土的部位采用聚合物修补砂浆对剥落处进行修复。2.如权利要求1所述的遭受火烧损伤桥梁的加固方法，其特征在于，所述的高强粘结材料应满足如下要求：1)与混...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱汉华，陈孟冲，李志勇，
申请(专利权)人：宁波市交通规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33