一种基于索的箱型梁加固结构制造技术

一种基于索的箱型梁加固结构，包括拉索和连接在拉索与箱形梁之间的支撑组件；拉索呈弧形穿过箱形梁的内腔、且沿箱形梁长度方向通长设置；支撑组件包括平行间隔设置的钢梁以及连接在钢梁上的支撑杆件；其中钢梁连接在箱型梁内腔上顶面、钢梁两端对称连接各一根支撑杆件，两根支撑杆件下端交于一点，此点处焊接有耳板，拉索自耳板中间圆孔穿接支撑组件。加固结构由拉索两端的固定方式不同分为自平衡式和非自平衡式，其中自平衡式为拉索锚固和张拉在箱型梁两端钢管处；非自平衡结构拉索锚固和张拉在箱型梁受力体系外的锚固装置处。本加固结构具有施工简单、周期短和节省外部空间等特点，对原结构进行加固维护可不影响其运营使用。

A Cable-based Reinforcement Structure of Box Girder

A cable-based box girder reinforcement structure includes cables and supporting components connected between cables and box girders; cables arc through the inner cavity of box girders and are arranged along the length direction of box girders; supporting components include steel beams with parallel spacing and supporting members connected to steel girders; in which steel beams are connected symmetrically at the top of the inner cavity of box girders and at both ends of the steel girders. Each supporting rod is connected, and the lower end of the two supporting rods intersects at a point where the ear plate is welded and the cable pierces the supporting component through a circular hole in the middle of the ear plate. Reinforcement structures are divided into self-balanced and non-self-balanced types according to the fixed modes at both ends of the cables, in which the self-balanced type is cable anchorage and tension at the steel pipes at both ends of the box girder, and the non-self-balanced structure is cable anchorage and tension at the anchorage devices outside the stress system of the box girder. The reinforced structure has the characteristics of simple construction, short period and saving external space, so strengthening and maintenance of the original structure can not affect its operation and use.

【技术实现步骤摘要】
一种基于索的箱型梁加固结构
本技术属于工程加固施工技术，具体涉及一种基于索的箱型梁加固结构。
技术介绍
箱形梁由于其具有较好的抗扭刚度，而被广泛应用于跨度较大或荷载较大的工厂、桥梁中。因箱型梁多为钢筋混凝土构件，当构件使用年限过久、局部承载力变化以及上部建筑功能改变等情况发生时，均会导致现有箱型梁不能满足结构受力要求。对箱型梁进行维修加固改造是应对以上问题的重要方法。目前，箱型梁常用的加固处理方式有加大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴碳纤维加固法，这些加固方法中，最为简单方便的是采用粘贴钢板加固法，其通过相邻钢板间的大面积焊接，使钢板之间的连接足够牢固以起到加固目的，但此加固方法提高结构承载力的程度有限，且未发挥箱型梁自身的结构特点，另外，在桥梁结构上使用了一种分离式体外预应力快速桥梁加固方法，该法在一定程度上弥补了传统方法上施工工期长和材料浪费的不足，但由于预应力置于加固对象的外部，使得空间利用率大大减小，且影响了建筑原始的美观。由此，需要提出一种使用方法简单、施工工期短、结构承载力显著提高且较多的利用箱型梁自身空间和结构特点的加固结构体系。
技术实现思路
本技术提供一种基于索的箱型梁加固结构，通过钢梁、支撑杆件、拉索等构件的共同作用，用以解决现有箱型梁加固方式存在的不足，提供了一种使用方法简单、施工工期短、节省外部空间、结构承载力显著提高的一种箱型梁加固结构。本技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于索的箱型梁加固结构，包括拉索和连接在拉索与箱形梁之间的支撑组件；所述拉索呈弧形，穿过箱形梁的内腔、且沿箱形梁的长度方向通长设置；所述支撑组件包括一组平行间隔设置的钢梁以及连接在钢梁上的支撑杆件；其中钢梁连接在箱型梁内腔上顶面、且沿箱型梁长度方向上均匀分布；每根钢梁的两端对称连接有一根支撑杆件，两根支撑杆件下端交于一点与拉索连接，所述支撑杆件的长度由中间向两侧依次对称减小。所述支撑杆件下端焊接有耳板，耳板中部设置圆孔，拉索穿过圆孔串连各支撑杆件。所述支撑杆件上端通过铰链与钢梁铰接，支撑杆件与钢梁围合呈等腰三角形。所述支撑组件的个数为N-1个，其中N是箱型梁跨长所截成的段数，为不小于2的整数。所述拉索两端通过锚固装置锚固方式和位置不同，包含自平衡式和非自平衡式两种。所述自平衡式中拉索自箱型梁穿出后，两端锚固在钢管上；所述钢管通长设置在箱型梁上表面中轴位置，钢管两端部浇筑混凝土，钢管两端头的管壁上预留有连接孔、并于拉索的端头对应连接，所述混凝土浇筑长度需满足锚固和张拉的强度需求。所述非自平衡式中拉索自箱型梁穿出后锚固在箱型梁两端外侧的相邻结构上，所述相邻结构包含桥塔、立柱。与现有技术相比本技术具有以下特点和有益效果：本技术采用一种基于索的箱型梁加固结构，加固结构主体构件钢梁、支撑杆件和耳板均位于箱型梁内部腔体中，有效的利用了箱型梁的内部空间，不影响整个结构的外部空间和建筑美观；本技术的加固结构中充分的利用了拉索的抗拉，钢梁的抗压、抗弯以及支撑杆件的抗压、抗拉等材料力学特点，加固结构与箱型梁的协同作用可有效的提高箱型梁整体的受力性能，且本实用型具有施工工艺简单、施工周期较短的特点，可在不影响原结构运营的情况下完成了箱型梁的加固维护施工。附图说明图1是箱型梁非自平衡加固结构剖面正视图；图2是箱型梁非自平衡加固结构剖面左视图；图3是箱型梁自平衡加固结构剖面正视图；图4是箱型梁自平衡加固结构剖面左视图。附图标记：1-箱型梁；2-钢梁；3-耳板；4-支撑杆件；5-拉索；6-铰链；7-锚固装置；8-张拉装置；9-钢管。具体实施方式实施例参见图1至图4所示，一种基于索的箱型梁加固结构，包括拉索5和连接在拉索5与箱形梁1之间的支撑组件；所述拉索5采用钢绞线实现，穿过箱形梁的内腔后呈弧形、且沿箱形梁的长度方向通长设置；所述支撑组件包括一组平行间隔设置的钢梁2以及连接在钢梁2上的支撑杆件4；所述钢梁2采用工字钢梁，位于箱型梁1内部，横向固定在梁内腔上表面上，工字钢梁下翼缘两端通过铰链6与两个支撑杆件4相连，构成成等腰三角形，两个支撑杆件4下端交于一点并焊接有耳板3，耳板3中间留有的圆孔，钢绞线自耳板3中间圆孔穿接支撑组件。其具体实施中主要技术节点如下：1）确定工字钢梁位置：根据箱型梁1所承受上部荷载（集中荷载和均布荷载），计算其所受弯矩和累加荷载，依据设计受力目标选取工字钢梁位置节点，节点位置基于箱型梁1跨长以及自身承担荷载比例确定，遵循对称原则或最不利荷载位置原则，验算最终箱型梁1和各节点荷载及弯矩，使得其所受承载力达到设计值。2）确定支撑杆件4的位置及长度：支撑杆件4选用钢制长柱型杆件，根据工字钢梁跨度、截面尺寸大小以及上表面的受力情况，在工字钢梁沿长度范围内选取较大荷载作用的对称两个点，作为钢制支撑杆件4与工字钢梁下翼缘铰接点；综合两个支撑杆件4承担荷载比例，确定其与工字钢梁下翼缘的连接角度，因两钢制支撑4对称等长布置，所以交点位于工字钢梁中轴线位置，从而依据钢制支撑杆件4上端与工字钢梁下翼缘连接点和角度，以及下端交点位置确定每根钢制支撑杆件4长度。3）组装各加固构件：首先布置工字钢梁，采用先中间后两边的原则，横向固定其在箱形梁内腔上表面，在工字钢梁下翼缘安装铰链6，相连两相同长度支撑杆件4依据确定的角度和位置，铰接在工字钢梁下翼缘，两钢制支撑杆件4下端连接点处焊接有耳板3，耳板3采用半圆厚钢板，钢板中间留有圆孔，钢绞线依次穿过钢制支撑杆件4的下端钢板圆孔连接各支撑组件。4）选择锚固形式：当采用非自平衡结构（图1和图2）时，钢绞线自出箱型梁1腔体后，锚固在箱型梁1两端外侧的相邻的包含桥塔、立柱的结构上，其中锚固装置7和张拉装置8固定在原箱型梁1受力体系之外的相邻结构上，通过张拉装置8，钢绞线张拉至加固改造的所要求的索力状态；当采用自平衡结构（图3和图4）时，在箱型梁1的上表面的中轴位置放置浇筑一定长度的钢管9，浇筑长度需满足锚固和张拉的强度需求，且添加一根连接耳板3与工字钢梁中点的支撑杆件4以增大其承载力,在钢管9的一端对钢绞线进行锚固，钢管9的另一端进行张拉；从而完成对箱型梁1的加固维护施工。显然，上述实施例仅是为清楚地说明本技术的突出特点所作的阐释，而并非是对本技术实施方式的限定；对于所属领域的技术人员而言，在上述说明的使用基础上仍可以做出其它不同形式的变化或变动，若未对加固结构进行创造性改进，均属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于索的箱型梁加固结构，其特征在于：包括拉索（5）和连接在拉索（5）与箱形梁（1）之间的支撑组件；所述拉索（5）呈弧形，穿过箱形梁（1）的内腔、且沿箱形梁（1）的长度方向通长设置；所述支撑组件包括一组平行间隔设置的钢梁（2）以及连接在钢梁（2）上的支撑杆件（4）；其中钢梁（2）连接在箱型梁（1）内腔上顶面、且沿箱型梁（1）长度方向上均匀分布；每根钢梁（2）的两端对称连接有一根支撑杆件（4），两根支撑杆件（4）下端交于一点与拉索（5）连接，所述支撑杆件（4）的长度由中间向两侧依次对称减小。

【技术特征摘要】
1.一种基于索的箱型梁加固结构，其特征在于：包括拉索（5）和连接在拉索（5）与箱形梁（1）之间的支撑组件；所述拉索（5）呈弧形，穿过箱形梁（1）的内腔、且沿箱形梁（1）的长度方向通长设置；所述支撑组件包括一组平行间隔设置的钢梁（2）以及连接在钢梁（2）上的支撑杆件（4）；其中钢梁（2）连接在箱型梁（1）内腔上顶面、且沿箱型梁（1）长度方向上均匀分布；每根钢梁（2）的两端对称连接有一根支撑杆件（4），两根支撑杆件（4）下端交于一点与拉索（5）连接，所述支撑杆件（4）的长度由中间向两侧依次对称减小。2.根据权利要求1所述的一种基于索的箱型梁加固结构，其特征在于：所述支撑杆件（4）上端通过铰链与钢梁（2）铰接，支撑杆件（4）与钢梁（2）围合呈等腰三角形。3.根据权利要求1所述的一种基于索的箱型梁加固结构，其特征在于：所述支撑杆件（4）下端焊接有耳板（3），耳板（3）中部设置圆孔，拉索（5）穿过圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：林金地，
申请(专利权)人：中国建筑股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11