一种用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法技术

本发明专利技术公开了一种用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法，包括以下步骤：1)按照设计的尺寸和板块划分方式在模具中浇筑，并预埋连接件，获得预制超高性能混凝土板；2)对待加固刚架拱桥的拱腿背部表面混凝土进行处理，去除表面浮土和碳化层；3)使用钻孔设备，根据设计的螺栓位置对待加固刚架拱桥的拱腿进行钻孔；4)将工厂预制好、满足设计强度要求预制超高性能混凝土板安装到位，并在拱腿背部涂粘结剂，采用加压和螺栓锚固方式将预制板与拱腿固定；5)预制板块之间连接采用粘结剂配合螺栓方式进行连接，使板块间、板块与原拱腿间形成一个整体。本发明专利技术通过预埋连接件和预留孔的预制UHPC板板块间连接方式，施工简便、连接有效。接有效。接有效。

【技术实现步骤摘要】
一种用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工程结构加固技术，尤其涉及一种用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法。

技术介绍

[0002]刚架拱桥是由双曲拱桥、桁架拱、肋拱发展而来的高次超静定结构，外形简约、自重轻、材料省的特点，在国内很多地区都有建造。刚架拱桥受力复杂，空腹段次梁主要为受弯构件，实腹段主梁、主拱腿、次拱腿为压弯构件，且温度效应、基础变位引起的次内力复杂，节点、拱脚处应力集中明显。
[0003]交通量的不断发展、加之老桥当年施工条件的限制，在役刚架拱桥不能满足现行承载力的要求，亟需对现有刚架拱桥进行加固改造、提升承载能力。
[0004]目前刚架拱桥加固措施多采用增大截面法、增设拱片法、粘贴钢板法、粘贴碳纤维布法。上述方法在实际加固过程中依旧会有很多不足之处。如增大截面法目前多采用普通钢筋混凝土，要求截面尺寸较大，会大大增加原桥恒载，反而限制刚架拱桥的承载能力提升。增设拱片法是在原拱片之间新建拱片，存在新老拱片变形不协调问题，且施工复杂。钢板易腐蚀、碳纤维布易碎等缺点，在工程应用中难以推广。

技术实现思路

[0005]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，提供一种用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法，包括以下步骤：
[0007]1)采集待加固刚架拱桥的拱腿宽度和高度，根据采集的参数确定预制超高性能混凝土板的尺寸和厚度，按照设计的尺寸和板块划分方式在模具中浇筑，并预埋连接件，获得预制超高性能混凝土板(UHPC板)；
[0008]所述板块划分方式为纵向划分采用以拱腿处划分或以板块纵向中心线与拱腿重合划分，横向根据拱腿长度按照设定间距划分；
[0009]2)对待加固刚架拱桥的拱腿背部表面混凝土进行处理，去除表面浮土和碳化层；
[0010]3)使用钻孔设备，根据设计的螺栓位置对待加固刚架拱桥的拱腿进行钻孔；
[0011]4)将工厂预制好、满足设计强度要求预制超高性能混凝土板安装到位，并在拱腿背部涂粘结剂，采用加压和螺栓锚固方式将预制板与拱腿固定；
[0012]所述UHPC板制作时划分为多个板块，并在拱腿背部拼接为整体；
[0013]5)预制板块之间连接采用粘结剂配合螺栓方式进行连接，使板块间、板块与原拱腿间形成一个整体。
[0014]按上述方案，所述步骤1)中UHPC板横向截面为矩形、Π形或弧形。
[0015]按上述方案，所述步骤1)中拱腿处预制超高性能混凝土板厚度取原拱腿高度的1/
10～1/5；拱腿中间板厚取拱腿处板厚的1/3～1,采用直线、抛物线、圆曲线过渡变化。
[0016]按上述方案，所述步骤1)中UHPC板预制时预埋连接件，包括以下形式：U形钩、型钢、钢板或螺杆。
[0017]按上述方案，所述步骤3)中钻孔可采用梅花型或一字型布置,钻孔间距应大于5倍螺栓直径，且钻孔距构件边缘距离应大于5倍螺栓直径。
[0018]按上述方案，所述步骤4)中预制UHPC板采用螺栓锚固方式将预制板与拱腿固定，采用的螺栓锚固方法包括但膨胀螺栓、化学螺栓、双头螺栓、粘结剂。
[0019]按上述方案，所述步骤5)中预制板块之间连接采用粘结剂配合螺栓方式进行连接，具体为：连接件交替插入预留孔，并通过螺栓进行连接，并在板与板接触界面涂抹粘结剂。
[0020]按上述方案，所述粘结剂为环氧树脂粘结剂。
[0021]本专利技术产生的有益效果是：
[0022]1、本专利技术提出用于刚架拱桥的拱腿加固方法，该方式通过预埋连接件和预留孔的预制UHPC板板块间连接方式，拼装后采用螺栓进行有效连接，施工简便、连接有效。
[0023]2、本专利技术方法通过合理设定预制UHPC板的尺寸、厚度、横截面和连接方式，能有效提高拱腿承载能力，且兼顾了施工成本和施工效率。
附图说明
[0024]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0025]图1是本专利技术实施例的拱腿背部加板示意图；
[0026]图2是本专利技术实施例的板块在拱腿上划分方式示意图；
[0027]图3是本专利技术实施例的板块在拱腿上划分方式示意图；
[0028]图4是本专利技术实施例的采用膨胀螺栓连接预制板和拱腿示意图；
[0029]图5是本专利技术实施例的采用贯通螺栓连接预制板和拱腿示意图；
[0030]图6是本专利技术实施例的板间连接前预埋件布置示意图；
[0031]图7是本专利技术实施例的板间连接后示意图；
[0032]图中：1
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螺帽，2
‑
垫圈，3
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螺杆(含膨胀管)，4
‑
预制UHPC板，5
‑
环氧树脂粘结剂，6
‑
拱腿，7
‑
双头螺杆，8
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预埋U形钩(一端带钻孔)，9
‑
预留孔。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0034]如图1所示，一种用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法，包括以下步骤：
[0035]步骤1工厂预制超高性能混凝土板
[0036]在工厂调配符合设计和规范规定的超高性能混凝土，按照设计的尺寸和板块划分在模具中浇筑，尺寸设计如下：采集待加固刚架拱桥的拱腿宽度和高度，并调查拱腿病害发展情况。拱腿处预制超高性能混凝土板厚度可取原拱腿高度的1/10～1/5，拱腿病害严重的
可适当取大。也可进行有限元分析，以提高承载力和保证施工安全的前提下，确定超高性能混凝土板厚度。拱腿中间板厚可取拱腿处板厚的1/3～1,可采用直线、抛物线、圆曲线过渡变化。按照设计的尺寸和板块划分方式在模具中浇筑，并预埋连接件，获得预制超高性能混凝土板(UHPC板)；
[0037]板块划分方式为纵向划分采用以拱腿处划分或以板块纵向中心线与拱腿重合划分，横向根据拱腿长度按照设定间距划分；
[0038]如图2和图3，图2中，板块在拱腿上划分，a、b、c为对应板块截面，图3中，板块划分方式以板块纵向中心线与拱腿重合划分，d、e、f为对应板块截面，截面形式包含但不限于矩形、Π形或弧形，板侧面间隔预埋U形钩和布置预留孔9，布置图如6。采用蒸汽养护或常温养护，龄期应符合相关规范规定。
[0039]步骤2拱腿背部表面处理
[0040]使用打磨机或其他凿毛设备，对拱腿背部表面混凝土进行处理，去除表面浮土和碳化层，直至露出混凝土新面。若存在表面裂缝，应对裂缝进行封闭。
[0041]步骤3钻孔并植入螺栓
[0042本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采集待加固刚架拱桥的拱腿宽度和高度，根据采集的参数确定预制超高性能混凝土板的尺寸和厚度，按照设计的尺寸和板块划分方式在模具中浇筑，并预埋连接件，获得预制超高性能混凝土板；所述板块划分方式为纵向划分采用以拱腿处划分或以板块纵向中心线与拱腿重合划分，横向根据拱腿长度按照设定间距划分；2)对待加固刚架拱桥的拱腿背部表面混凝土进行处理，去除表面浮土和碳化层；3)使用钻孔设备，根据设计的螺栓位置对待加固刚架拱桥的拱腿进行钻孔；4)将工厂预制好、满足设计强度要求预制超高性能混凝土板安装到位，并在拱腿背部涂粘结剂，采用加压和螺栓锚固方式将预制板与拱腿固定；所述UHPC板制作时划分为多个板块，并在拱腿背部拼接为整体；5)预制板块之间连接采用粘结剂配合螺栓方式进行连接，使板块间、板块与原拱腿间形成一个整体。2.根据权利要求1所述的用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法，其特征在于，所述步骤1)中UHPC板横向截面为矩形、Π形或弧形。3.根据权利要求1所述的用于刚架拱桥的拱腿背部增设预制UHPC板的加固方法，其特征在于，所述步骤1)中拱腿处预制超高性能混凝土...

【专利技术属性】
技术研发人员：康俊涛，孙浩，陈家豪，张灿，许玉晨，刘康宁，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：