一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法技术

本发明专利技术公开了一种用于箱梁的先张法预应力钢板‑混凝土加固方法，箱梁的先张法预应力钢板‑混凝土加固结构包括箱梁、预应力锚固装置、预应力定位装置、预应力钢绞线、钢板‑混凝土。所述预应力钢绞线为采用先张法施工。箱梁加固施工过程中，预应力钢绞线锚固于预应力锚固装置。箱梁加固施工完成后，预应力钢绞线锚固于钢板‑混凝土。先张法预应力钢板‑混凝土对箱梁加固，钢板‑混凝土能有效提高原结构的截面刚度，大幅提高结构承载能力。采用有粘结的预应力，避免了钢绞线锈蚀风险，加固后结构经济耐久。

【技术实现步骤摘要】
一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法
本专利技术属于桥梁工程
，特别涉及一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法。
技术介绍
我国中小跨径桥梁众多，混凝土小箱梁桥是其主要组成部分。随着使用年限的增长，由于设计等级低、交通量增长等因素，现存小箱梁桥普遍存在各种病害，甚至出现承载能力低，不能满足公路交通需求。有必要对这些桥梁进行修复加固，桥梁上部结构常用的加固方法有粘贴钢板、粘贴碳纤维布、体外预应力加固、体外预应力混凝土加固等。粘贴钢板、粘贴碳纤维布的方法对桥梁承载能力和刚度的提高效果不明显，且加固效果与粘胶性能密切相关，动荷载作用下易发生脱粘风险。体外预应力加固、体外预应力混凝土加固可以减小截面下缘的应力水平，但存在以下不足：一、预应力筋裸露下空气中，存在锈蚀风险，影响结构耐久性，须定期养护，费用高；二、新增体外预应力与原桥梁结构在可变荷载下易产生共振，需安装减震装置；三、体外预应力对原结构刚度提高不明显。综上，采用常用的几种箱梁桥加固方法，受损桥梁加固以后不能经济耐久的运营。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法以能够有效提高原桥梁结构刚度。技术方案如下：一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法，包括以下步骤：(a)在箱梁1上预应力锚固装置2、预应力定位装置3的高强螺栓7、锚栓6所在位置打孔；(b)完成预应力锚固装置2、预应力定位装置3的焊接组装；(c)将预应力锚固装置2、预应力定位装置3通过粘钢胶17与箱梁1粘接，并使用高强螺栓7和锚栓6紧固；(d)浇筑预应力锚固装置2的自密实早强混凝土14并养护；(e)在箱梁1上钢板-混凝土5的高强螺栓7、锚栓6所在位置打孔；(f)钢板-混凝土5的钢筋21点焊于槽钢20并绑扎钢筋22；(g)安装预应力钢绞线4并张拉；(h)将槽钢20与箱梁1采用锚栓6固定，浇筑自密实早强混凝土14并养护；(i)预应力钢绞线4放张，切除多余的钢绞线并回收锚具13。进一步的，所述预应力锚固装置2包括钢板8、钢板9、钢板10、钢板11、钢板18、钢板19、定位钢管12和锚具13；所述钢板8与箱梁1的粘接采用粘钢胶17，并通过高强螺栓7与箱梁1紧固；所述钢板9通过双面角焊缝与钢板8连接，所述钢板10通过双面角焊缝与钢板8、钢板9连接，所述钢板11通过双面角焊缝与钢板8、钢板10连接，所述钢板10长度小于钢板19，且钢板10开孔；所述定位钢管12与钢板9、钢板11通过焊接连接；所述钢板18与钢板9、钢板11、钢板19通过焊接连接；所述钢板18通过锚栓6与箱梁1紧固；所述钢板8与钢板9、钢板10、钢板11、钢板18、钢板19形成的封闭空间由自密实早强混凝土14填充。进一步的，所述预应力定位装置3包括钢板15、钢板16、定位钢管12；所述钢板15与箱梁1的粘接采用粘钢胶17，并通过高强螺栓7与箱梁1紧固；所述钢板16通过双面角焊缝与钢板15连接；所述定位钢管12与钢板15通过焊接连接。进一步的，所述钢板-混凝土5包括槽钢20、自密实早强混凝土14、钢筋21、钢筋22；所述槽钢20通过锚栓6与箱梁1紧固；所述钢筋21为带肋钢筋，一端呈弯钩形，另一端点焊于槽钢20；所述钢筋22为带肋钢筋，两端呈弯钩形，与钢筋21绑扎；所述槽钢20与箱梁1形成的空间由自密实早强混凝土14填充。进一步的，钢板-混凝土5施工过程中，所述预应力钢绞线4穿过定位钢管12，通过锚具13锚固于钢板9；钢板-混凝土5施工完成后，所述预应力钢绞线4张埋置于自密实早强混凝土14，自密实早强混凝土14养护完成后，锚固端退锚，然后剪除多余的预应力钢绞线4。上述箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固的施工过程中，均可采用体外预应力混凝土的施工设备和施工工艺，无需增加新的设备投入，施工方法简便、快捷、迅速，对于保证工期、提高施工效率具有重要意义。与现有技术相比，本专利技术的技术优势在于：一、先张法预应力和钢板-混凝土对箱梁加固，钢板-混凝土能有效提高原结构的截面刚度，大幅提高结构承载能力。充分发挥钢材受拉性能好的优点，较低的加固截面高度即可满足结构加固需求，加固效率高。二、采用先张法预应力，避免了管道摩擦引起的预应力损失，使得所加固桥梁刚度较弱的跨中区域能够有效施加预应力，加固后结构抗裂性好。新增预应力钢绞线与混凝土能够有效粘结，协调工作性能好；不存在新增钢绞线与原结构的共振现象，不需要安装减震装置，经济性好。三、采用先张法预应力，新增预应力钢绞线埋置在混凝土加固层，与水、空气等腐蚀性物质隔绝，不存在锈蚀风险，保障了加固后结构的耐久性，运营期养护费用低。四、采用先张法预应力，可仅对抗弯承载力不足的跨中区域进行加固，自重增加低。五、本专利技术提供的箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固施工方法，钢板可作为混凝土浇筑的模具，无需搭建模板和拆模工序，施工简便快捷；本专利技术提供的预应力锚固装置构造简单，施工方便。六、本专利技术提供的箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固设计，新增混凝土与所加固箱梁、钢板、钢绞线，均能有效粘结，安全可靠，加固后结构刚度大、承载能力高、施工简便、经济耐久。综上，本专利技术的技术方案完全适用于箱梁桥的加固，将这类桥型成型的施工技术和设备与本专利技术相结合，可更好地保证本专利技术桥梁结构及其施工建造的可行性及施工效率。附图说明图1为本专利技术实施例中箱梁的采用先张法预应力钢板-混凝土加固的立面图。图2为本专利技术实施例中箱梁的采用先张法预应力钢板-混凝土加固的平面图。图3为本专利技术实施例中箱梁的采用先张法预应力钢板-混凝土加固的三维图图4为图1中A-A处的剖视图。图5为图1中B-B处的剖视图。图6为图1中C-C处的剖视图。图7为本专利技术实施例中预应力锚固装置的三维图。图8为本专利技术实施例中预应力定位装置的三维图。图9为本专利技术实施例中预应力锚固装置的平面图。图10为本专利技术实施例中预应力锚固装置的立面图。图11为本专利技术实施例中预应力定位装置的平面图。图12为本专利技术实施例中预应力定位装置的立面图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术提供的一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法进行详细描述。以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围。实施例1一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法，包括以下步骤：(a)在箱梁1上预应力锚固装置2、预应力定位装置3的高强螺栓7、锚栓6所在位置打孔；(b)完成预应力锚固装置2、预应力定位装置3的焊接组装；(c)将预应力锚固装置2、预应力定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(a)在箱梁(1)上预应力锚固装置(2)、预应力定位装置(3)的高强螺栓(7)、锚栓(6)所在位置打孔；/n(b)完成预应力锚固装置(2)、预应力定位装置(3)的焊接组装；/n(c)将预应力锚固装置(2)、预应力定位装置(3)通过粘钢胶(17)与箱梁(1)粘接，并使用高强螺栓(7)和锚栓(6)紧固；/n(d)浇筑预应力锚固装置(2)的自密实早强混凝土(14)并养护；/n(e)在箱梁(1)上钢板-混凝土(5)的高强螺栓(7)、锚栓(6)所在位置打孔；/n(f)钢板-混凝土(5)的钢筋(21)点焊于槽钢(20)并绑扎钢筋(22)；/n(g)安装预应力钢绞线(4)并张拉；/n(h)将槽钢(20)与箱梁(1)采用锚栓(6)固定，浇筑自密实早强混凝土(14)并养护；/n(i)预应力钢绞线(4)放张，切除多余的钢绞线并回收锚具(13)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)在箱梁(1)上预应力锚固装置(2)、预应力定位装置(3)的高强螺栓(7)、锚栓(6)所在位置打孔；
(b)完成预应力锚固装置(2)、预应力定位装置(3)的焊接组装；
(c)将预应力锚固装置(2)、预应力定位装置(3)通过粘钢胶(17)与箱梁(1)粘接，并使用高强螺栓(7)和锚栓(6)紧固；
(d)浇筑预应力锚固装置(2)的自密实早强混凝土(14)并养护；
(e)在箱梁(1)上钢板-混凝土(5)的高强螺栓(7)、锚栓(6)所在位置打孔；
(f)钢板-混凝土(5)的钢筋(21)点焊于槽钢(20)并绑扎钢筋(22)；
(g)安装预应力钢绞线(4)并张拉；
(h)将槽钢(20)与箱梁(1)采用锚栓(6)固定，浇筑自密实早强混凝土(14)并养护；
(i)预应力钢绞线(4)放张，切除多余的钢绞线并回收锚具(13)。


2.根据权利要求1所述的用于箱梁的先张法预应力钢板-混凝土加固方法，其特征在于，所述预应力锚固装置(2)包括钢板(8)、钢板(9)、钢板(10)、钢板(11)、钢板(18)、钢板(19)、定位钢管(12)和锚具(13)；
所述钢板(8)与箱梁(1)的粘接采用粘钢胶(17)，并通过高强螺栓(7)与箱梁(1)紧固；
所述钢板(9)通过双面角焊缝与钢板(8)连接，所述钢板(10)通过双面角焊缝与钢板(8)、钢板(9)连接，所述钢板(11)通过双面角焊缝与钢板(8)、钢板(10)连接，所述钢板(10)长度小于钢板(19)，且钢板(10)开孔；
所述定位钢管(12)与钢板(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳佳，张雷，申雁鹏，吴焱，刘志华，程夏波，王磊，岳鹏程，郭晓澎，郭文龙，汪贤安，赵雪峰，陈梦，
申请(专利权)人：山西省交通科技研发有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14