一种简支板梁桥用于大件运输的加固方法技术

本发明专利技术公开了一种简支板梁桥用于大件运输的加固方法，属于施工方法领域。该方法在桥梁底部设置高强抗拉材料，以提高桥梁的刚度；在铰缝中填充高强粘结材料，以提高桥梁整体性。本发明专利技术同时提供一种简支板梁桥下方不适合于搭设支架进行施工状态下的加固方法，梁板铰缝两端架立吊装设备，吊绳通过铰缝吊装H型钢梁就位，通过H型钢梁上翼缘、条形挡片和带有铰缝的梁板底面之间形成容纳空腔，再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。本发明专利技术通过在桥梁底部设置高强抗拉材料，以提高桥梁的刚度；在铰缝中填充高强粘结材料，以提高桥梁整体性，最终使简支板梁桥具备了承担大件运输任务的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于施工方法领域，具体涉及一种简支板梁桥用于大件运输的加固方法。
技术介绍
桥梁结构的养护、检测及维修加固是桥梁营运后的重要任务之一，是桥梁结构使用功能得以最大发挥的基础,也是行车安全的保障。就我国道路交通现状而言，桥梁检测和加固重要性和迫切性日益凸显。简支板梁桥是目前较为常见的桥梁形式之一，具有成本低、施工方便等优点。但其承载能力较弱，无法满足大件运输的需求。现行加固方法很多，但鲜见针对性提高桥梁刚度和整体性的无支架加固施工方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决简支板梁桥无法承担大件运输任务的问题，并提供一种简支板梁桥用于大件运输的加固方法。本专利技术所采用的技术方案如下：简支板梁桥用于大件运输的加固方法为：在桥梁底部设置高强抗拉材料，以提高桥梁的刚度；在铰缝中填充高强粘结材料，以提高桥梁整体性。本申请的加固方法的原理如下：申请人通过研究发现，从图1优化宽幅空心板梁结构破坏性试验结果可以看出，优化宽幅空心板梁结构由于刚度偏小(主因)，小铰缝也容易损坏(次因)，特别在干线公路桥梁经常承受大交通量重载甚至部分超载作用时，结构由弹性工作状态转变为弹塑性工作状态，容易产生积累损伤。因此，上述加固的基本方法正是针对这两个原因而进行的改进，加固后的桥梁整体性相对较大，各板梁相对变形较小，荷载横向分布比例与设计相差较小，能够大大提高桥梁的承载能力。作为优选，所述的高强抗拉材料和高强粘结材料均为MPC复合材料，加固方法具体包括：1)拆除桥面铺装，凿除梁板铰缝并采用植筋进行加强；2)梁板底部立模板；3)向梁板铰缝浇筑满MPC复合材料，同时在梁板底部浇筑一层MPC复合材料加固；4)重建桥面铺装。进一步的，梁板底部浇筑的MPC复合材料层厚度为5cm，该厚度下能够满足加固需求并达到节省材料的目的。本专利技术的另一目的在于提供一种简支板梁桥下方不适合于搭设支架进行施工状态下的加固方法，但其加固原理仍然与上述基本方法一致。该技术方案中，所述的高强抗拉材料为H型钢梁，具体技术方案如下：1)拆除桥面铺装，凿除梁板铰缝并采用植筋进行加强；2)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型钢梁就位，然后连接高强螺杆，在H型钢梁上翼缘上粘贴两根条形挡片，使H型钢梁上翼缘、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，该固定钢板起到密封盖梁上方铰缝的作用；3)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。作为优选，所述的高强螺杆穿过铰缝连接于H型钢梁上翼缘，在浇筑的高强粘结材料稳定之前其临时固定作用。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，一是提高不同梁板之间的整体性；二是将H型钢梁粘结于梁板底部。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底部，导致两者部分或完全分离，无法起到提高梁板底部刚度的作用。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，影响简支板梁桥的使用。作为优选，所述的高强粘结材料为满足上述条件的环氧砂浆或MPC复合材料。作为优选，所述的H形钢梁应满足如下要求：1)H形钢梁可为焊接H型、热轧工字钢、热轧H型钢或槽钢；2)上翼缘宽度不小于150mm，梁高不少于150mm，板厚不少于6mm；3)采用Q345或Q235钢，优选Q235；4)采用耐候钢、碳素钢或低合金高强度钢；5)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MPC的粘结性能。进一步的，所述的H形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，所述的高强螺杆采用带肋钢筋，钢筋等级不低于HRBF400，钢筋直径10mm，相邻两条高强螺杆间距不大于0.5m。本专利技术通过在桥梁底部设置高强抗拉材料，以提高桥梁的刚度；在铰缝中填充高强粘结材料，以提高桥梁整体性，最终使简支板梁桥具备了承担大件运输任务的能力。同时，本专利技术提供的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。附图说明图1为20m预应力混凝土简支空心板加载过程刚度变化图；图2为实施例1中的桥梁加固立面构造图；图3为实施例1中的桥梁加固底面构造图；图4为实施例1中的桥梁加固剖面构造图；图5为实施例1中的桥梁加固前后梁底主拉应力对比图；图6为实施例1中的桥梁加固前后荷载试验弯矩图，单位kN·m；图7为实施例1中的桥梁加固前后跨中截面应变分布图；图8为实施例2中20m预应力混凝土简支空心板梁铰缝底部粘贴钢梁示意图；图9为实施例2中20m预应力混凝土简支空心板梁铰缝底部粘贴钢梁构造图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。实施例1某桥上部结构采用4×20m预应力混凝土简支空心板，下部结构采用圆柱式墩台及桩基础。因为电厂建设需要，需通过大件运输车辆30轴，每轴20t，轴距1.5m，总重量600t。600t大件运输要经过20余座20m预应力混凝土简支空心板桥；经检测20m预应力混凝土简支空心板桥不能承担大件运输车辆，需要加固处理，使桥梁结构可以承担大件运输车辆。因此，采用本专利技术的方法加固20m预应力混凝土简支空心板桥。20m预应力混凝土简支空心板桥运输大件每片板梁作用的轮轴数20/1.5＝13.3；承担重量13.3×20/2＝133吨；规范荷载55/2＝27.5吨。加固施工工序如下：(1)拆除桥面铺装，凿除梁板铰缝并采用植筋进行加强；(2)梁板底部立模板，并检查模板、支架系统的牢固性；(3)梁板铰缝浇筑满MPC复合材料加固、梁板底部浇筑5cm厚MPC复合材料加固；(4)重建桥面铺装；(5)桥面铺装、铰缝、梁板底部加固部分养生24天；(6)拆除模板；(7)运输大件过程监测与反馈。加固后的桥梁结构如图2～4所示。力学计算如下：加固前，梁板抗拉抗压中性轴位于1/2梁高h处，而加固后，由于MPC复合材料的抗拉强度非常高，因此梁板整体作为抗压部件，而MPC复合材料作为抗拉部件，中性轴位于梁的底板处。I(前)＝f(h2)/4，I(后)＝f(h2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简支板梁桥用于大件运输的加固方法，其特征在于，在桥梁底部设置高强抗拉材料，以提高桥梁的刚度；在铰缝中填充高强粘结材料，以提高桥梁整体性。

【技术特征摘要】
1.一种简支板梁桥用于大件运输的加固方法，其特征在于，在桥梁底部设置高强抗拉材料，以提高桥梁的刚度；在铰缝中填充高强粘结材料，以提高桥梁整体性。2.如权利要求1所述的简支板梁桥用于大件运输的加固方法，其特征在于，所述的高强抗拉材料和高强粘结材料均为MPC复合材料，加固方法具体包括：1)拆除桥面铺装，凿除梁板铰缝并采用植筋进行加强；2)梁板底部立模板；3)向梁板铰缝浇筑满MPC复合材料，同时在梁板底部浇筑一层MPC复合材料加固；4)重建桥面铺装。3.如权利要求2所述的简支板梁桥用于大件运输的加固方法，其特征在于，梁板底部浇筑的MPC复合材料层厚度为5cm。4.如权利要求1所述的简支板梁桥用于大件运输的加固方法，其特征在于，所述的高强抗拉材料为H型钢梁，加固方法具体包括：1)拆除桥面铺装，凿除梁板铰缝并采用植筋进行加强；2)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型钢梁就位，然后连接高强螺杆，在H型钢梁上翼缘上粘贴两根条形挡片，使H型钢梁上翼缘、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；3)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。5.如权利要求1所述的简支板梁桥用于大件运输的加固方法，其特征在于，所述的高强螺杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，朱汉华，赵永利，
申请(专利权)人：上海朗兆公路铁路养护工程技术有限公司，浙江交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31