一种桥梁结构加固模具及加固方法技术

本发明专利技术公开了一种桥梁结构加固模具及加固方法，桥梁结构加固模具包括U型模壳、顶板、充气垫和充气泵，U型模壳内的底板上布设数个充气垫，每个充气垫通过气管与充气泵连接，顶板置于充气垫上，U型模壳的底板设有若干充气气管通孔，U型模壳开口周边设有一组螺栓安装孔，通过高强螺栓将U型模壳固定在待加固桥梁结构的底面。桥梁结构加固方法为先在待加固桥梁结构的底面固定安装一条或均匀分布的多条预应力纤维板，然后用上述桥梁结构加固模具铺装覆盖预应力纤维板的加固混凝土。本发明专利技术将预应力加固技术与增大截面加固技术相结合，可充分发挥两者的优势，对于桥梁结构的刚度和承载力提高效果明显。

Bridge structure reinforcing mould and reinforcing method

The invention discloses a bridge structure reinforcement and strengthening method of die mould comprises a mould shell type, U, roof, air cushion and air pump reinforcement of bridge structure, plate type U mould shell in the layout of a number of inflatable, inflatable cushion is connected with each pump pipe, roof is filled with air cushion, floor U the mold shell is provided with a plurality of inflatable tube holes, U type mould opening periphery is provided with a set of bolt mounting holes by bolts U type mold shell is fixed on the bottom surface of the bridge structure reinforcement. The bridge structure reinforcement method for bridge structure reinforcement to be first in the bottom of the fixed one or more uniform distribution of the prestressed fiber board, and then use the reinforced concrete bridge pavement structure reinforcement prestressed fiber board cover mold. The invention combines the prestressed reinforcement technique with the strengthening section strengthening technique, and can give full play to the advantages of the two, and the effect of the rigidity and the bearing capacity of the bridge structure is improved obviously.

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁结构加固模具及加固方法
本专利技术涉及建筑桥梁加固
，具体说是一种桥梁结构加固模具及加固方法。
技术介绍
桥梁结构随着使用时间的增长普遍会出现挠度增大，承载力、刚度下降等问题，且由于不同程度存在的工程质量问题或遭受自然灾害的影响而需要采取补强加固等措施。传统的加固方法主要有：加大截面法、外包钢加固法、外部粘钢加固法、粘贴纤维片材加固法、预应力加固法、增设支点加固法、裂缝修补法以及喷射混凝土加固法等。传统加固方法基本能够解决常见的加固问题，但也存在一些问题。加大截面加固法能够有效提高结构刚度和承载力，但其属于一种被动加固方式，结构自重增加较大；外包钢加固法以及外部粘钢加固法施工工序较为繁琐，成本高，维护费用高，抗腐蚀性能差，不防火，破坏往往是粘结破坏，不仅钢材的强度不能得到充分的发挥，而且设计人员对于承载力的估算困难；纤维片材自重轻、抗拉强度高，抗腐蚀性能强，施工方便，但对结构刚度的提高不明显，对已开裂结构的加固效果不明显，对承载力的提高也较为有限；预应力加固法对结构承载力的提高较为明显，对结构刚度的提高相对较小；增设支点加固法可以减小结构跨径，有效提高结构的刚度和承载力，但要改变结构的受力体系，施工困难，尤其是对于桥梁结构，增设支点加固法难以实现；裂缝修补法对于建筑物的安全性能和使用年限的耐久性有一定程度的提高作用，但对于结构刚度和承载力的提高意义不大；喷射混凝土加固法施工困难，质量难以保证，增加混凝土厚度有限，对于结构刚度与承载力的提高作用不明显。由此可见，目前传统的加固方法都不同程度存在着固有缺陷，且现有桥梁结构的加固问题往往涉及到多个方面，单一的加固方法难以满足桥梁结构维护、刚度及承载力提高的综合性能要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种桥梁结构加固模具。本专利技术的另一目的是提供了一种采用预应力和增大截面相结合提高桥梁结构刚度和承载力的桥梁结构加固方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种桥梁结构加固模具，该加固模具包括U型模壳、顶板、充气垫和充气泵，所述U型模壳内的底板上布设数个所述充气垫，每个充气垫通过气管与所述充气泵连接，所述顶板置于所述充气垫上，所述U型模壳的底板设有若干充气气管通孔，所述U型模壳开口周边设有一组螺栓安装孔，通过高强螺栓将所述U型模壳固定在待加固桥梁结构的底面。充气垫为长方形的充气垫，U型模壳内可设置1个或多个充气垫，每个充气垫设置一个充气口，多个充气垫可以共用一个充气泵。本专利技术进一步的设计方案中，上述顶板上还设有加热片。当施工温度较低或要求新增混凝土快速固化时，通过开启在顶板上方设置的加热片，进行升高温度促使新增混凝土快速固化。本专利技术进一步的设计方案中，上述顶板采用具有刚度大且易于从混凝土脱模的材质制成，例如：高硬度塑料、轻质铝合金或纤维增强复合材料等。本专利技术进一步的设计方案中，上述U型模壳与待加固桥梁结构的底面的接触面之间设有橡胶垫，使梁底与U型模壳上边缘接触面结合紧密。一种桥梁结构加固方法，该加固方法采用纤维板预应力加固与增大截面加固相结合进行提高待加固桥梁结构刚度和承载力。本专利技术进一步的设计方案中，该方法为先在待加固桥梁结构的底面固定安装一条或均匀排布的多条预应力纤维板，然后用上述桥梁结构加固模具铺装覆盖预应力纤维板的加固混凝土。本专利技术进一步的设计方案中，该方法的具体步骤如下：1）对待加固桥梁结构底表面进行处理，除去碳化层、浮浆层并凿毛，对待粘贴纤维板的底表面部分进行修复和找平；对旧混凝土表面的处理是否恰当、有效，直接关系到新旧混凝土的粘结性能，应将旧混凝土的碳化层、浮浆层凿除，使旧混凝土露出坚实的表面，并具有一定粗糙度，随后对其进行除灰处理，对待粘贴纤维板部分进行修复和找平。2）将纤维板固定端锚具和张拉端固定支座分别固定在桥梁结构底面的锚固端和张拉端，并进行养护。3）将纤维板固定端固定在固定端锚具上，在纤维板上涂抹胶层厚度小于2cm结构胶，另一端与张拉端锚具夹头固定，对纤维板进行张拉，达到设定的预应力值时将张拉端锚具夹头固定在张拉端锚具支座上；对纤维板所施加预应力值不宜过大，在确保结构加固中总预应力的基础上实现锚固力分散化，降低纤维板在梁底锚固处的锚固力和应力集中，有利于锚固性能的有效保证，同时有利于减小纤维板预应力损失和松弛现象。4）待预应力纤维板结构胶固化后，在预应力纤维板两边，在桥梁结构的底面上安装加固模具的所述U型模壳，纤维板处于所述U型模壳中间位置，对所述U型模壳覆盖的桥梁结构表面及纤维板表面进行表面处理。5）从U型模壳的端部向其内部灌注混凝土材料，当灌注量达到设定值时，开启所述充气泵向充气垫内充气，使顶板托着混凝土上升并与旧混凝土材料接触。6）待灌注的混凝土固化后，拆除所述加固模具。检查U型模壳、充气垫、顶板是否出现损坏、变形或损伤，如果没有，可重复使用。本专利技术进一步的设计方案中，步骤4中对所述加固模具内的桥梁结构表面处理为喷涂界面剂或刷涂界面砂浆；对所述加固模具内纤维板表面进行表面处理的方法是在纤维板下表面刷涂界面胶。本专利技术进一步的设计方案中，步骤5中所述混凝土可以采用普通混凝土或纤维混凝土或微膨胀混凝土等多种类型混凝土材料，应根据工程实际需要选择合适类型及配比。普通混凝土价格低廉、取料方便、施工技艺成熟，可用于对于梁底裂缝没有特殊要求的加固工程中；纤维混凝土具有超高韧性、优异的裂缝宽度控制能力、低渗透性、良好的耐久性等优异性能，应用于结构加固工程中可有效减少梁底裂缝；微膨胀混凝土是在混凝土中添加一定的膨胀剂，使混凝土在水化期间产生一定的膨胀，弥补混凝土的收缩，应用到本专利技术中，由于新增混凝土在固化前处于相对封闭的U型模壳内，微膨胀特性可进一步提高新增混凝土与旧混凝土之间的粘结性能。所述混凝土根据需要可配置一定量的钢筋，充分发挥钢筋抗拉强度高、弹性模量大的优点，同时可限制新增混凝土中裂缝的出现与发展，进一步提高桥梁结构的刚度和承载力。本专利技术具有以下突出的有益效果：1、本专利技术采用纤维板施加预应力，充分发挥纤维板自重轻、抗拉强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能，通过在梁底布置纤维板并施加预应力，可有效闭合梁底既有损伤，提高桥梁结构的刚度和承载力。2、本专利技术所采用的纤维板宽度根据梁宽等因素确定，纤维板可以为一条，也可以为多条在梁底均匀分布，保证梁底受力均匀，每条纤维板上施加的预应力无需太大，保证纤维板锚固良好，有利于减小预应力损失和长期松弛现象；然而，整体的预应力程度可满足桥梁结构刚度和承载力的提高需求。3、本专利技术所采用加固模具由U型模壳、顶板及充气垫组成，可在新增混凝土固化前提供支撑力，有效保障新增混凝土的密实度以及其与旧混凝土结构之间粘结力的形成，且施工方便，质量可控。4、本专利技术将预应力加固技术与增大截面加固技术相结合，可充分发挥两者的优势，对纤维板施加预应力后，桥梁结构有一定程度的“上拱”效应，对桥梁结构底部混凝土裂缝有一定程度的闭合作用；在已经布置纤维板的梁底面再增设一定厚度的混凝土材料，增大了梁体截面高度，对于提高桥梁结构的刚度与承载力有重要意义。本专利技术对于桥梁结构的刚度和承载力提高效果明显，施工操作较方便，质量可控，可广泛用于各种桥梁结构加固改造工程中。附图说明图1是实施例中桥梁结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁结构加固模具，其特征在于，所述加固模具（10）包括U型模壳（8）、顶板（4）、充气垫（3）和充气泵（6），所述U型模壳（8）内的底板上布设数个所述充气垫（3），每个充气垫（3）通过气管与所述充气泵（6）连接，所述顶板（4）置于所述充气垫（3）上，所述U型模壳（8）的底板设有若干充气气管（5）通孔，所述U型模壳（8）开口周边设有一组螺栓安装孔，通过高强螺栓（9）将所述U型模壳（8）固定在待加固桥梁结构的底面。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁结构加固模具，其特征在于，所述加固模具（10）包括U型模壳（8）、顶板（4）、充气垫（3）和充气泵（6），所述U型模壳（8）内的底板上布设数个所述充气垫（3），每个充气垫（3）通过气管与所述充气泵（6）连接，所述顶板（4）置于所述充气垫（3）上，所述U型模壳（8）的底板设有若干充气气管（5）通孔，所述U型模壳（8）开口周边设有一组螺栓安装孔，通过高强螺栓（9）将所述U型模壳（8）固定在待加固桥梁结构的底面。2.根据权利要求1所述的桥梁结构加固模具，其特征在于，所述顶板（4）上还设有加热片。3.根据权利要求1所述的桥梁结构加固模具，其特征在于，所述顶板（4）采用高硬度塑料或轻质铝合金或纤维增强复合材料制成。4.根据权利要求1所述的桥梁结构加固模具，其特征在于，所述U型模壳（8）与待加固桥梁结构的底面的接触面之间设有橡胶垫。5.一种桥梁结构加固方法，其特征在于，该加固方法采用纤维板预应力加固与增大截面加固相结合进行提高待加固桥梁结构刚度和承载力。6.根据权利要求5所述桥梁结构加固方法，其特征在于，该方法为先在待加固桥梁结构（1）的底面固定安装一条或均匀分布的多条预应力纤维板（2），然后用权利要求1-4中所述桥梁结构加固模具（10）铺装覆盖预应力纤维板（2）的加固混凝土。7.根据权利要求6所述桥梁结构加固方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：1）对待加固桥梁结构（1）底表面进行处理，除去碳化层、浮浆层并凿毛，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨才千，孟春麟，王冠，潘勇，夏振雪，夏叶飞，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43