一种基于纵向型钢-UHPC的预应力空心板提载加固方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纵向型钢

【技术实现步骤摘要】
一种基于纵向型钢
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UHPC的预应力空心板提载加固方法


[0001]本专利技术涉及土木工程结构加固技术，尤其涉及一种基于纵向型钢
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UHPC的预应力空心板提载加固方法。

技术介绍

[0002]随着交通量的不断增大、超载现象频发，部分已建成的桥梁由于原设计时使用的规范较旧，荷载标准偏低，无法满足日益增加的使用要求，为保证桥梁结构的安全性需进行提载加固。另外，预制空心板的铰缝病害十分普遍，铰缝病害会使桥梁的上部结构处于极其不利的受力状态，对桥梁的危害极大，降低了上部结构的耐久性和安全性，严重时甚至引起边板脱落的重大安全事故，因此也需要通过加固的方法来提升空心板铰缝的耐久性。
[0003]目前，在对空心板梁的实际加固过程中，粘贴加固法是最为常见的加固方法。该方法不用改变结构原有的尺寸、施工工艺相对成熟，且其对交通不存在太大的影响，具有很好的短期加固成效；但是也存在致命的缺点：一是粘胶老化、耐久性差；二是空心板竖向变位极易引起粘接物错动而造成钢板、碳纤维等因剪切破坏或者锚固失效进而发生脱落的现象，如果铰缝发生渗水的话，粘接物将会以更快的速度剥离脱落。此外粘贴加固法广泛使用的两种材料(钢板与碳纤维)也有各自的限制。粘贴钢板法加固性能较好，对构件的承载能力和刚度有一定的提高，且节约使用空间，施工简单，容易锚固，粘贴钢板加固后的构件由加载至破坏过程中均可保持较好的延性，但加固所用钢板的厚度及层数均受到限制。粘贴碳纤维加固法能较大幅度提高混凝土梁的承载力，且易粘贴，但通过此法加固后的构件，截面的延性大幅度降低，刚度提高较小，且不易锚固，材料的利用率较低。预应力碳纤维板加固是对碳纤维板进行加固的一种升级，它是一个主动受力的过程，能够在加固完成后即对梁起作用，对裂缝也有很好的闭合作用，且材料的利用率高。但其缺点依然存在，预应力碳纤维板在混凝土梁上的锚固困难，容易出现剥离破坏，加固后的混凝土梁易出现脆性破坏，与此同时，目前使用的碳纤维板张拉设备比较复杂、笨重，施工不便

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于纵向型钢
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UHPC的预应力空心板提载加固方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于纵向型钢
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UHPC的预应力空心板提载加固方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1)对桥梁的混凝土梁空心板的底面进行处理；
[0007]1.1)对混凝土梁空心板底面的表面裂缝进行封闭或灌封处理，达到养护时间后凿除2～3mm厚浮浆层，直至完全露出坚实的混凝土新面，对混凝土新面的缺陷部位清除至密实处；
[0008]1.2)对混凝土新面进行凿毛处理，形成平整的粗糙面，凿毛深度不小于6mm；
[0009]1.3)用水清洗混凝土表面上的浮渣、尘土；最后对粘贴型钢的铰缝与边梁边缘位
置处的凹凸不平表面进行修补；
[0010]步骤2)根据空心板桥加固设计方案确定型钢尺寸，采用工厂自动或半自动切割方法，进行切割下料；对型钢顶板黏合面用打磨机全部打磨出金属光泽，打磨纹路与型钢受力方向垂直，型钢黏结面有一定的粗糙度，型钢外露面除锈至呈现金属光泽并保持干燥；最终对型钢按照设计要求设置U型箍筋与螺杆预留孔和接缝预留孔；
[0011]步骤3)钻植筋孔和螺杆孔；
[0012]根据设计要求，在空心板底面施工面划定钻孔锚固准确位置进行钻植筋孔和螺杆孔；
[0013]步骤4)粘贴和固定型钢；
[0014]将胶黏剂同时涂抹在已处理好的混凝土梁空心板底面和型钢顶板黏结面上，涂抹厚度为3～5mm，中间厚两边薄；然后将型钢放置于预先设置好的垫块上，并将型钢粘贴于预定位置，粘贴完型钢后，检测型钢是否粘贴密实，若有空洞，则剥下型钢顶板，补胶黏剂后重新粘贴；型钢顶板粘贴好后，在其表面施加0.05～0.1MPa的压力，使胶黏剂恰好从顶板的边缝中挤出为宜，然后在20℃以上常温下使胶黏剂固化24小时，固化期间不得对型钢有任何扰动；最后，对螺杆孔注入植筋胶，灌注量为孔深的2/3，保证在植入螺杆后有少许胶黏剂溢出，将螺杆穿过螺杆预留孔单向旋转插入螺杆孔，直至达到设计深度，并保证螺杆与孔壁间的间隙基本均匀，48小时固化后使用螺母将空心板、螺杆与型钢牢牢紧固在一起；
[0015]步骤5)铺设钢筋与搭设UHPC预制板；
[0016]对植筋孔注入植筋胶，灌注量为孔深的2/3，将U型箍筋6穿过型钢的U型箍筋孔插入植筋孔，直至达到设计深度，并保证U型箍筋与孔壁间的间隙均匀，固化48小时不动；然后，在原空心板底铺设纵向钢筋与横向钢筋，并相互焊接；最后将凿毛好的UHPC预制板插入放置在型钢底板上，并将型钢腹板与UHPC预制板边缘之间进行填充防止预制板掉落；
[0017]步骤6)现浇UHPC与防锈处理；
[0018]在UHPC预制板和空心板底面之间浇筑UHPC现浇层，浇筑完成后保湿养护7天以上；然后，在UHPC现浇层养护完成后，对接缝位置进行逐个安装模板、通过接缝预留孔浇筑UHPC循环作业，并保湿养护7天以上；在UHPC湿接缝养护完成后，拆除模板并清除型钢表面污垢和锈斑，对型钢外露部分进行防锈处理。
[0019]按上述方案，所述步骤2)中，根据空心板桥加固设计方案确定型钢尺寸，型钢尺寸满足以下约束：
[0020]2.1)型钢高度H1＝UHPC加固层厚度H+型钢底板厚度t1；
[0021]2.2)型钢底翼板宽度B2加UHPC预制板宽度B1应略小于型钢腹板边缘间距B，即B2+B1≤B；
[0022]2.3)2倍型钢底翼板宽度B2加UHPC预制板宽度B1减型钢腹板边缘间距B大于等于2倍的UHPC预制板单边支承宽度b，即2B2+B1‑
B≥2b。
[0023]其中：UHPC预制板单边支承宽度根据UHPC加固层厚度H及单梁宽度计算得出。
[0024]b≥(43.2H+2.8)B/(4.6
×
103)，式内单位皆取m；
[0025]2.4)型钢顶翼板宽度B3根据预留孔与螺栓尺寸确定。
[0026]2.5)型钢底板厚度t1应当根据型钢底翼板宽度B2、UHPC加固层厚度H及单梁宽度确定；
[0027]且式内单位皆取m。
[0028]本专利技术产生的有益效果是：
[0029]本专利技术通过将型钢与UHPC进行有效结合，既提升了空心板单梁的抗弯承载能力与刚度，也改善了荷载横向分布的影响效应，提高了铰缝的耐久性，增强了桥梁的整体性；另一方面，型钢与预制UHPC板的使用也方便了施工过程，减少了模板的使用；此外，与粘贴加固法受材料层数和厚度的限制不同，本专利技术将型钢、钢筋与UHPC材料结合使用，在保证桥下净空的前提下，对空心板的提载上限更大，适合桥梁荷载等级大幅度提升的空心板提载加固工程，在桥梁加固领域具有良好的应用前景。
附图说明
[0030]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纵向型钢
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UHPC的预应力空心板提载加固方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)对桥梁的混凝土梁空心板的底面进行处理；步骤2)根据空心板桥加固设计方案确定型钢尺寸，采用工厂自动或半自动切割方法，进行切割下料；对型钢顶板黏合面用打磨机全部打磨出金属光泽，打磨纹路与型钢受力方向垂直，型钢黏结面有一定的粗糙度，型钢外露面除锈至呈现金属光泽并保持干燥；最终对型钢按照设计要求设置U型箍筋与螺杆预留孔和接缝预留孔；步骤3)钻植筋孔和螺杆孔；根据设计要求，在空心板底面施工面划定钻孔锚固准确位置进行钻植筋孔和螺杆孔；步骤4)粘贴和固定型钢；将胶黏剂同时涂抹在已处理好的混凝土梁空心板底面和型钢顶板黏结面上，涂抹厚度为3～5mm，中间厚两边薄；然后将型钢放置于预先设置好的垫块上，并将型钢粘贴于预定位置，粘贴完型钢后，检测型钢是否粘贴密实，若有空洞，则剥下型钢顶板，补胶黏剂后重新粘贴；型钢顶板粘贴好后，在其表面施加0.05～0.1MPa的压力，使胶黏剂恰好从顶板的边缝中挤出为宜，然后在20℃以上常温下使胶黏剂固化24小时，固化期间不得对型钢有任何扰动；最后，对螺杆孔注入植筋胶，灌注量为孔深的2/3，保证在植入螺杆后有少许胶黏剂溢出，将螺杆穿过螺杆预留孔单向旋转插入螺杆孔，直至达到设计深度，并保证螺杆与孔壁间的间隙基本均匀，48小时固化后使用螺母将空心板、螺杆与型钢牢牢紧固在一起；步骤5)铺设钢筋与搭设UHPC预制板；对植筋孔注入植筋胶，灌注量为孔深的2/3，将U型箍筋6穿过型钢的U型箍筋孔插入植筋孔，直至达到设计深度，并保证U型箍筋与孔壁间的间隙均匀，固化48小时不动；然后，在原空心板底铺设纵向钢筋与横向钢筋，并相互焊接；最后将凿毛好的UHPC预制板插入放置在型钢底板上，并将型钢腹板与UHPC预制板边缘之间进行填充防止预制板掉落；步骤6)现浇UHPC与防锈...

【专利技术属性】
技术研发人员：康俊涛，于历凭，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：