一种便于调节预顶力的预应力弹性支撑结构及其施工方法技术

一种便于调节预顶力的预应力弹性支撑结构，其特征在于：在桥梁待加固的支撑点位置，浇筑有刚化带，在刚化带下方浇筑有支撑墩柱；刚化带与支撑墩柱之间通过预应力弹性钢支座固定连接；两块弹簧钢板成一定弧度且弧顶相对，置于上钢板、下钢板间，弹簧钢板和上、下钢板的公共边缘都焊接固定在定位钢板上，上、下钢板间通过长螺栓连接，弹簧钢板预加有预应力作为变形储备量，调节螺栓即可达到调节预顶力的目的；本发明专利技术的有益技术效果是：施工简单、结构可靠且预顶力可调。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种桥梁加固技术，尤其涉及一种便于调节预顶力的预应力弹性支撑结构及 其施工方法。技术背景桥梁作为交通大动脉的重要组成部分，在国家经济建设与社会发展中发挥着极为重要的 作用。同人的身体一样，桥梁也时常会发生病变，对其采取合理的加固方法进行整治，显得 异常重要；增设支撑加固桥梁，以改变结构的受力体系，从而使全桥的承载力提高，成为重 要的一种加固方法；而该加固方法的关键技术之一就是正确处理支撑与原桥的接触，以达到 加固目的，保护人们的生命财产安全。目前在处理增设支撑与加固桥梁接触的问题上，主要有两种方法 一是限制车辆通行， 凿除桥面铺装，减轻恒载作用，再增设支撑，重新做桥面系，从而实现支撑与原桥的紧密接 触；二是限制车辆通行，通过同步施加千斤顶的方法，放置支撑与原桥间的支座；而此两种 方法在施工上都是比较麻烦的，且与施工的季节环境关系较大，支撑反力很难控制，原桥容 易出现新的病害。
技术实现思路
本专利技术公开了一种便于调节预顶力的预应力弹性支撑结构，它包括在桥梁待加固的支 撑点位置，浇筑有刚化带，在刚化带下方浇筑有支撑墩柱；刚化带与支撑墩柱之间通过预应 力弹性钢支座固定连接。所述的刚化带内设置有n型钢筋及预埋钢板，Jt型钢筋的下端焊接在所述的预埋钢板上； 所述的支撑墩柱内设置有倒e型钢筋及预埋钢板，倒"型钢筋的上端焊接在所述的预埋钢板 上。所述的预应力弹性钢支座包括上钢板、下钢板、弹簧钢板和定位钢板，其中弹簧钢板 有两块，两块弹簧钢板成一定弧度且弧顶相对，置于上钢板、下钢板间；弹簧钢板与上钢板、 下钢板的公共边缘都焊接固定在定位钢板上；上钢板和下钢板上都有互相对应的螺栓孔，螺 栓孔间通过长螺栓连接；预应力弹性钢支座预加有预应力作为变形储备量；该预应力弹性钢 支座剖面成沙漏形状。所述的刚化带内的预埋钢板与预应力弹性钢支座的上钢板之间通过板式橡胶支座紧密连 接；所述的支撑墩柱内的预埋钢板与预应力弹性钢支座的下钢板焊接固定。 上述的便于调节预顶力的预应力弹性支撑结构的施工方法，其步骤如下 1)在待加固桥梁的桥梁支撑点位置，采用膨胀混凝土浇筑刚化带及支撑墩柱；2) 制作板式橡胶支座与预应力弹性钢支座，对预应力弹性钢支座施加预应力；3) 安装板式橡胶支座与预应力弹性钢支座，释放预加应力；4) 矫正及养护预应力弹性支撑结构。浇筑刚化带时，预埋^T型钢筋和预埋钢板，将n型钢筋和预埋钢板焊接；支撑墩柱的浇 筑与刚化带的浇筑同时进行，浇筑支撑墩基础及墩柱，在设计位置预埋倒e型钢筋及预埋钢 板并将二者焊接，刚化带面与支撑墩柱截面平行；步骤2)中，把按设计要求制作出的弧形弹簧钢板、定位钢板、上钢板、下钢板、长螺 栓安装固定，制作成预应力弹性钢支座，上紧长螺栓；用加载设备对预应力弹性钢支座施加 预压应力；记录"力 形变"关系数值，按要求对预应力弹性钢支座进行标定。步骤3)中，安放预应力弹性钢支座于支撑墩柱上，将预应力弹性钢支座的下钢板与支 撑墩柱内的预埋钢板焊接；在预应力弹性钢支座的上钢板与刚化带内的预埋钢板间放置板式 橡胶支座，并进行位置校正；放松预应力弹性钢支座的长螺栓，逐级释放预加应力，监控桥 梁结构内力的变化，使上钢板回弹反力于板式橡胶支座，刚化带内的预埋钢板与预应力弹性 钢支座之间通过板式橡胶支座紧密连接，形成整体。步骤4)中，待混凝土达到要求的强度，调整长螺栓，重新调整加固桥梁内力；然后， 采用竹胶板及混凝土将预应力弹性支撑结构与外界隔离，对预应力弹性钢支座进行防护。本专利技术的有益技术效果是施工简单、结构可靠。可通过调整预应力弹性支撑的预变形 量，使桥梁结构内力达到最优化，有效、顺畅的传力。。附图说明图l，预应力弹性支撑结构示意图； 图2，预应力弹性钢支座结构示意图； 图3，预应力弹性支撑结构实施方案图；附图中刚化带l、预应力弹性钢支座2、上钢板2-l、下钢板2-2、弹簧钢板2-3、定 位钢板2-4、长螺栓2-5、支撑墩柱3、预埋钢板4、板式橡胶支座5、 n型钢筋6、竹胶板7。具体实施方式针对前述现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种便于调节预顶力的预应力弹性支撑结构，参见附图1该结构包括在桥梁待加固的支撑点位置，浇筑有刚化带1，在刚化带1下方浇筑有支撑墩柱3;刚化带1与支撑墩柱3之间通过预应力弹性钢支座2固定连接。其中起调节作用的预应力弹性钢支座2结构为它包括上钢板2-1、下钢板2-2、弹簧钢 板2-3和定位钢板2-4，其中弹簧钢板2-3有两块，两块弹簧钢板2-3成一定弧度且弧顶相 对，置于上钢板2-l、下钢板间2-2;弹簧钢板2-3与上钢板2-l、下钢板2-2的公共边缘都 焊接固定在定位钢板2-4上；上钢板2-1和下钢板2-2上都有互相对应的螺栓孔，螺栓孔间 通过长螺栓2-5连接；预应力弹性钢支座2预加有预应力作为变形储备量；该预应力弹性钢支座2剖面成沙漏形状。所述的刚化带1用于连接桥梁待加固的支撑点位置与预应力弹性钢支座2，刚化带1内 设置有ji型钢筋6及预埋钢板4， n型钢筋6的下端焊接在所述的预埋钢板4上；所述的支撑墩柱3内设置有倒n型钢筋6及预埋钢板4，倒it型钢筋6的上端焊接在所 述的预埋钢板4上。刚化带l、预应力弹性钢支座2、支撑墩柱3三者之间具体连接关系为刚化带l内的预 埋钢板4与预应力弹性钢支座2的上钢板2-1之间通过板式橡胶支座5紧密连接，支撑墩柱 3内的预埋钢板4与预应力弹性钢支座2的下钢板2-2焊接固定。实施例参见附图3，以坦拱桥为例说明本专利技术的便于调节预顶力的预应力弹性支撑结构的施工 方法。1) 刚化带1及支撑墩柱3的浇筑首先在加固桥梁的支撑点位置，采用膨胀混凝土浇筑 刚化带1，以此增强新旧材料、结构的粘结，保证结构间的协调受力；在浇筑刚化带1时， 预埋Ji型钢筋6及预埋钢板4，并将it型钢筋6与预埋钢板4焊接在一起，形成传力层及固 定位置端；同时开始浇筑支撑墩柱3的基础及墩柱，在支撑墩柱3内的设计位置预埋倒置的 ^型钢筋6及预埋钢板4，并将倒置的n型钢筋6及预埋钢板4悍接在一起(注意刚化带1 的表面与支撑墩柱3截面平行)。待加固桥梁的支撑点位置的确定，是依据桥梁结构的病害状况和受力特点，通过现有技 术中的有限元分析软件拟合病害相对严重截面的影响线方程，解其影响线组合方程组，确定 能改善桥梁受力性态的支撑点区域，然后结合对分法数学思想及有限元分析计算，确定预应 力弹性支撑结构的精确支撑位置；再根据坦拱桥受力特征，选择支撑结构墩柱与水平线成一 定角度的支撑形式，以对改善桥梁受力性态最有利的控制原则，结合有限元分析，选择相对 合理的支撑墩柱位置及与水平线之间的角度。2) 在进行步骤l)的同时，制作板式橡胶支座5与预应力弹性钢支座2:首先选取符合要 求的高强、高弹塑性、高疲劳寿命弹簧钢材料，按照设计要求切削一定尺寸，制作出弧形弹 簧钢板2-3、上钢板2-l、下钢板2-2 (并钻取螺栓孔)、定位钢板2-4。参见附图2，将其进 行焊接，安装上紧长螺栓2-5;然后对制作好的预应力弹性钢支座2施加预压力，记录力一 变形关系数值，固定长螺栓2-5，作为变性储备量，并按要求对该支座标定。以保证预应力 弹性支撑结构与加固桥梁的紧密接触，有效、顺畅的传力。(3)板式橡胶支座5与预应力钢弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便于调节预顶力的预应力弹性支撑结构，其特征在于：在桥梁待加固的支撑点位置，浇筑有刚化带（１），在刚化带（１）下方浇筑有支撑墩柱（３）；刚化带（１）与支撑墩柱（３）之间通过预应力弹性钢支座（２）固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周建庭，刘庆阳，刘思蒙，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]