一种新型桥梁加固体系及其施工方法技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术公开一种新型桥梁加固体系及其施工方法，体系包括可移动转向块、垫板、内螺旋套筒、主螺杆、连接件、纵向支撑杆、横向支撑杆、光滑套筒，可移动转向块预留有钢束转向孔道，预应力钢束穿过钢束转向孔道锚固在待加固主梁上，垫板上预设有推力轴承、铰接接头和螺杆，主螺杆的顶部焊有齿轮，施工时只需将齿轮通过链条与电动机相连，电动机拉动齿轮带动主螺杆转动，从而推动可移动转向块与内螺旋套筒整体移动，推动预应力钢束伸长，从而实现体外预应力的张拉，对待加固主梁施加预应力作用，起到加固桥梁的效果。本发明专利技术体系施工方法简便、安全，施工器具简单，尤其适用于梁端没有张拉空间的桥梁的维修加固。

A New Bridge Reinforcement System and Its Construction Method

【技术实现步骤摘要】
一种新型桥梁加固体系及其施工方法
本专利技术涉及桥梁工程
，特别涉及一种新型桥梁加固体系及其施工方法。
技术介绍
改革开放以来，随着国民经济的飞速发展，交通运输事业也日新月异地发生着变化，为确保交通运输正常的运营，必须加强对交通设施的维修和养护。近20年来，我国交通运输量不断地增加，桥梁负荷日益加重，故普遍存在桥梁承载力不足的情况，再加上桥梁长期暴露在自然环境（大气腐蚀、温度、湿度变化）下，桥梁不断老化、破损，问题比较严重。桥梁是确保交通畅通的咽喉，其承载能力和通行能力更是沟通全线的关键，因此在新建桥梁的同时，对原有桥梁的维修和技术改造，尤其是通过加固补强的方法来恢复、提高其承载力，便成为一个亟待研究解决的问题。目前工程上常用的桥梁加固方法主要有：增大截面法、外包钢法、外部粘钢加固法、喷射混凝土技术、粘贴复合材料加固法、体外预应力加固法。体外预应力加固法主要用于梁式桥（包括简支梁、悬臂梁、连续体系梁桥等）正常使用极限状态超限的结构，通过对旧桥施加体外预应力，能够达到减少或消除裂缝，减小梁体下挠，改善结构各截面应力状态的目的。体外预应力加固法的优点主要有：（1）在自重增加很小的情况下可大幅度改善和调整原结构的受力状况，提高结构刚度、抗裂性；（2）由于自重增加小，故对墩台及基础受力状况影响很小，可节省对墩台及基础的加固，节省加固投资；（3）可在不限制通车营运的情况下进行加固施工，有较好的社会效益；（4）预应力加固后可使预应力永远保留，也可将预应力卸除。因此，采用体外预应力加固法既适用于通行重车时的临时加固，也可作为提高桥梁承载力的永久加固措施。体外预应力结构技术是后张预应力体系的重要分支之一，它与体内预应力即传统的布置于混凝土截面内的有粘结或无粘结预应力结构技术相对应。钢束仅在锚固区域设置在结构本体内，转向块可设在结构体内或体外。在体外预应力结构中，预应力筋必须通过转向块改变方向，从而形成预应力曲线配筋。传统的转向块的功能主要是传递体外束产生的水平和垂直横向力。相反，若是通过移动转向块来对体外束施加荷载，也可以实现体外预应力的施加。传统的预应力转向快是完全固定的，预应力钢束的偏心在转向块安装完成后就不可调节了，但是，体外预应力会随着时间的推移而产生损失，传统的预应力转向快，不能调整预应力钢束的偏心，从而无法调整预应力束的线形，因此也就不能调整体外预应力对结构的作用。目前，体外预应力结构技术的应用十分广泛，但是由于自然灾害或其他一些因素，体外束有时需重新张拉、修复或更换。传统的体外束的重新张拉或是更换，其施工工艺都较为复杂，并且比较危险，因此在施工前都要对原体外束进行检查，并进行详尽的工程分析和设计，以避免事故的发生，工程成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述问题，提供一种新型桥梁加固体系及其施工方法。为达到上述目的，本专利技术采用的方法是：一种新型桥梁加固体系，包括可移动转向块、垫板以及用于可移动转向块与垫板连接的连接件，所述的垫板用于与待加固主梁固定，所述的可移动转向块预留有钢束转向孔道，预应力钢束穿过钢束转向孔道锚固在待加固主梁上，所述的可移动转向块与所述的垫板之间还设置有支撑架机构，所述的可移动转向块可在外部动力的作用下在所述的支撑架机构上上下移动，并通过连接件将可移动转向块与垫板锁紧固定。作为本专利技术的一种改进，所述的支撑架机构为一个可拆卸的机构。作为本专利技术的一种改进，所述的支撑架机构包括内螺旋套筒、主螺杆、纵向支撑杆、横向支撑杆、光滑套筒；所述的内螺旋套筒通过两侧的钢板与所述的可移动转向块连接，内螺旋套筒设置有两组，对称分布在可移动转向块的两侧，在内螺旋套筒内设置有主螺杆，所述的主螺杆的下端与推力轴承内圈连接，推力轴承的外圈固定在垫板上，所述的光滑套筒套设在所述的主螺杆的上部，光滑套筒与主螺杆之间可以自由滑动，光滑套筒上铰接有纵向支撑杆和横向支撑杆，其中横向支撑杆分别与两个对称的光滑套筒铰接；纵向支撑杆一端与光滑套筒铰接，另一端与垫板铰接。作为本专利技术的一种改进，在所述的主螺杆的顶部设置有齿轮，用于与外部的动力系统连接。作为本专利技术的一种改进，述的可移动转向块垫板、内螺旋套筒、主螺杆、连接件、纵向支撑杆、横向支撑杆、光滑套筒、铰接接头、螺杆、齿轮均为钢制构件。作为本专利技术的一种改进，所述可移动转向块移动到位后通过连接件与垫板固定在一起，可移动转向块、连接件以及垫板之间采用高强螺栓连接。作为本专利技术的一种改进，所述光滑套筒上焊有铰接接头，所述的垫板也焊接有铰接接头。本专利技术还公开了上述新型桥梁加固体系的施工方法，包括以下步骤：1）构件安装：（1-1）在待加固主梁上安装垫板，在垫板上焊上推力轴承、铰接接头和螺杆；（1-2）将光滑套筒与垫板之间用纵向支撑杆和横向支撑杆连接起来，然后将主螺杆插入光滑套筒，再将内螺旋套筒套在主螺杆的合适位置处，最后将主螺杆底部与推力轴承的内圈固定在一起；（1-3）将预应力钢束穿过钢束转向孔道锚固在待加固主梁上，再采用高强螺栓将可移动转向块与内螺旋套筒固定在一起；2）张拉预应力：（2-1）采用链条将主螺杆上的齿轮与电动机相连；（2-2）启动电动机，拉动齿轮带动主螺杆转动，从而推动可移动转向块与内螺旋套筒整体向下移动，推动预应力钢束伸长；（2-3）当可移动转向块到达指定位置或预应力钢束应力达到设计值时，关闭电动机；3）锁紧固定：利用高强螺栓将可移动转向块与垫板通过连接件固定在一起；4）拆卸多余构件：拆除可移动转向块与内螺旋套筒之间的连接螺栓，然后依次拆除横向支撑杆、纵向支撑杆、主螺杆、内螺旋套筒、光滑套筒。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：（1）本专利技术所施工仅需一台电动机即可完成，施工方法简便、安全，施工器具简单。（2）由于本专利技术是先锚固未张拉的预应力钢束，较之现有的张拉施工技术，本专利技术在梁端锚固装置可以很大程度简化，并且可以有效的避免在锚固位置出现的各类施工问题和耐久性问题，避免了由于锚具变形、钢筋回缩引起的预应力损失，不仅能够降低成本，还可以保证在预应力钢束锚固端的可靠性与牢固性，因此可应用于大跨度预应力混凝土桥梁或组合结构桥梁的维修加固，尤其适用于梁端没有张拉空间的桥梁的维修加固。（3）相较于现有的预应力施工技术，一次只能张拉一束预应力筋，本专利技术可以实现同时张拉多根钢束，大幅提高工作效率。本专利技术在体外预应力束张拉完成后仍然可以随时调整预应力钢束的位置，实现对钢束应力的调整，也能安全方便地实现预应力卸载，便于更换钢束、锚具及转向块等装置。附图说明图1为本专利技术在桥梁应用中的整体三维示意图。图2为本专利技术细部构造三维示意图。图3为本专利技术部分组件三维示意图。图4为本专利技术构件安装完成后整体三维示意图。图5为本专利技术转向块锁紧固定完成后整体三维示意图。图6为本专利技术施工完成后整体三维示意图。附图标记如下：可移动转向块1、垫板2、内螺旋套筒3、主螺杆4、连接件5、纵向支撑杆6、横向支撑杆7、光滑套筒8、钢束转向孔道9、预应力钢束10、待加固主梁11、推力轴承12、铰接接头13、螺杆14、齿轮15。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的构造及施工工程作进一步详细的说明。如图1-6所示，本专利技术提供了一种桥梁加固体系，该体系包括可移动转向块1、垫板2、内螺旋套筒3、主螺杆4、连接件5，纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型桥梁加固体系，其特征在于：包括可移动转向块（1）、垫板（2）以及用于可移动转向块（1）与垫板（2）连接的连接件（5），所述的垫板（2）用于与待加固主梁（11）固定，所述的可移动转向块（1）预留有钢束转向孔道（9），预应力钢束（10）穿过钢束转向孔道（9）锚固在待加固主梁（11）上，所述的可移动转向块（1）与所述的垫板（2）之间还设置有支撑架机构，所述的可移动转向块（1）可在外部动力的作用下在所述的支撑架机构上上下移动，并通过连接件（5）将可移动转向块（1）与垫板（2）锁紧固定。

【技术特征摘要】
1.一种新型桥梁加固体系，其特征在于：包括可移动转向块（1）、垫板（2）以及用于可移动转向块（1）与垫板（2）连接的连接件（5），所述的垫板（2）用于与待加固主梁（11）固定，所述的可移动转向块（1）预留有钢束转向孔道（9），预应力钢束（10）穿过钢束转向孔道（9）锚固在待加固主梁（11）上，所述的可移动转向块（1）与所述的垫板（2）之间还设置有支撑架机构，所述的可移动转向块（1）可在外部动力的作用下在所述的支撑架机构上上下移动，并通过连接件（5）将可移动转向块（1）与垫板（2）锁紧固定。2.根据权利要求1所述的新型桥梁加固体系，其特征在于：所述的支撑架机构为一个可拆卸的机构。3.根据权利要求2所述的新型桥梁加固体系，其特征在于：所述的支撑架机构包括内螺旋套筒（3）、主螺杆（4）、纵向支撑杆（6）、横向支撑杆（7）、光滑套筒（8）；所述的内螺旋套筒（3）通过两侧的钢板与所述的可移动转向块（1）连接，内螺旋套筒（3）设置有两组，对称分布在可移动转向块（1）的两侧，在内螺旋套筒（3）内设置有主螺杆（4），所述的主螺杆（4）的下端与推力轴承（12）内圈连接，推力轴承（12）的外圈固定在垫板（2）上，所述的光滑套筒（8）套设在所述的主螺杆（4）的上部，光滑套筒（8）与主螺杆（4）之间可以自由滑动，光滑套筒（8）上铰接有纵向支撑杆（6）和横向支撑杆（7），其中横向支撑杆（7）分别与两个对称的光滑套筒（8）铰接；纵向支撑杆（6）一端与光滑套筒（8）铰接，另一端与垫板（2）铰接。4.根据权利要求3所述的新型桥梁加固体系，其特征在于：在所述的主螺杆（4）的顶部设置有齿轮（15），用于与外部的动力系统连接。5.根据权利要求3所述的新型桥梁加固体系，其特征在于：所述的可移动转向块（1）、垫板（2）、内螺旋套筒（3）、主螺杆（4）、连接件（5）、纵向支撑杆（6）、横向支撑杆（7...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，袁鹏飞，万丽娟，常山，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32