一种桥梁结构分离式钢-混凝土组合桁架加固法，其特征在于：①混凝土梁上、下翼缘连接处界面处理；②混凝土梁上、下翼缘连接处混凝土植筋；③制作钢板(10)、低高度钢箱梁(12)以及焊接栓钉(9)；④绑扎钢筋网(11)，安装到位；⑤制作安装上下弦节点板(17)及其连接构件；在钢板(10)和低高度钢箱梁(12)浇注结合面上涂结构胶，并撒细砂；⑥安装上下翼缘的钢板(10)和低高度钢箱梁(12)、竖杆(16)、体外索(14)和锚具；⑦制作安装桁架斜腹杆(15)；⑧施工桁架支座；⑨自密实混凝土拌制、喷射、养护；⑩张拉体外索(14)，得到体外预应力钢-混凝土组合桁架加固的结构。具有不影响车辆运行、体外预应力筋可以更换和多次张拉、梁体整体工作性能优越、耐久性好、工艺简单、维修养护方便等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木学科的桥梁和结构工程领域，具体涉及一种桥梁上部结构的加固强化方法、施工工艺，尤其是对铁路桥梁的快速强化提升。
技术介绍
长期以来，为解决运量与运能不足的矛盾，我国铁路部门先后采用了提高货车轴重、加大行车密度、增加列车编组等方式提高运能，然而，面对我国幅员辽阔、资源分布极不平衡的情况，如何提高运能依然是我国铁路目前亟待解决的问题之一。重载铁路输送能力大，经济和社会效益显著，发展铁路重载运输，已成为世界各国铁路运输发展的方向，也是我国加速提高铁路运输能力的主要途径。加快煤运通道建设和既有线扩能改造力度，形成运力强大、组织先进、功能完善的煤炭运输系统是我国《中长期铁路网规划》的重要发展内容之一。我国铁路货运的发展方向是重载化，具体来说就是要大轴重化、高牵引质量化、大运量化。要保证重载铁路高效、安全地运营，组成重载铁路系统的各要素必须保持高标准，加之我国特有的高行车密度，这对我国重载铁路技术提出了更高的要求。铁路桥梁、路基所受的动载强度加大，受载频率增高，引起荷载效应加大、材料应力幅加大，导致既有铁路桥梁和路基以及轨道的使用寿命缩短，结构的强度、刚度、稳定性等方面的安全储备下降，各种病害出现的几率加大、危害性加剧。如我国大秦线、朔黄线经过几年的重载运行，已经产生了桥梁横隔板断裂、梁体裂纹、墩台裂损、梁端顶死、支座倾斜、涵洞裂损、涵洞变形以及桥涵过渡段路基下沉、区间路提和路堑地段下沉、路肩宽度不足、基床翻浆冒泥及道床板结、排水不良等多种类型病害。随着我国铁路重载运输轴重的加大、牵引质量的不断提高以及行车密度的不断增加，既有铁路桥梁和路基的使用条件将更加恶化，桥梁和路基病害产生的几率将进一步加大。因此，既有铁路桥梁的加固改造已成为亟待解决的问题。目前桥梁工程中常用的加固方法有加大截面加固法、粘钢加固法、FRP材料粘贴加固法、改变结构传力途径加固法以及外包钢加固法等。受结构形式或材料特性的影响，这些传统加固方法均有一定的局限性。(1)采用加大截面加固法时，如果设计中未能从整体结构的角度上分析，仅仅为局部加大而加大，这样会造成整体结构其它部分形成薄弱层而发生重大破坏；加大构件截面， 其质量和刚度将发生变化，结构的固有频率也随之改变，很有可能进入到地震或风震的频率中而产生共振现象。(2)粘钢加固法虽然施工工艺较简单，可在一定程度上提高结构的承载力，但对梁体表面平整度、清洁度要求较高，而且加固的有效性主要取决于粘结材料的强度及耐久性， 抗疲劳性能也不够稳定。(3) FRP加固对结构刚度的提高不明显，抗剪及连接问题均比较突出，且FRP材料与混凝土之间粘结面的耐久性和防火性能较差。4综上所述，传统加固方法存在新旧两种材料连接可靠性不足、提高的承载力有限、 耐久性较差等缺陷。在粘贴钢板、FRP材料及胶液固化期间需要封闭交通，这恰恰是重载铁路运营部门所忌讳的，因为铁路中断一天，其经济损失将达上亿元。本专利技术的铁路分离式主梁体外预应力钢-混凝土组合桁架加固技术可以在大幅提高原桥承载力的同时，改善桥梁的疲劳耐久性和疲劳性，在偏心活载作用下受力比较均匀、跨越能力大，体外预应力可以实现单根更换以及多次张拉，施工不中断交通、快速方便、加固后外观效果好，是一种技术上可靠、经济上合理、施工便利的有效加固方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种桥梁结构的快速加固施工技术，具有不影响列车运行、体外预应力筋可以更换和多次张拉、梁体整体工作性能优越、耐久性好、工艺简单、制作速度快、施工质量容易保证、维修养护方便等优点，并且省去了混凝土模板安装以及费用， 节约了施工时间。本专利技术的解决方案是在现有技术的基础上，提供一种新型桥梁结构的快速加固施工技术，两片混凝土 T梁的混凝土 T梁顶板形成主梁上翼缘，两片混凝土 T梁的混凝土 T 梁底板形成下翼缘，其特征在于A、混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处界面处理；B、混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处混凝土植筋；C、制作钢板、低高度钢箱梁以及焊接栓钉；D、绑扎钢筋网，安装到位；E、制作安装上弦节点板、下弦节点板及其连接构件；在钢板和低高度钢箱梁浇注结合面上涂结构胶，并撒细砂；F、安装上翼缘和下翼缘的钢板和低高度钢箱梁、竖杆、体外索和锚具；G、制作安装桁架斜腹杆；H、施工桁架支座；1、自密实混凝土拌制、喷射、 养护J、张拉体外预应力筋，得到体外预应力钢-混凝土组合桁架加固的结构。根据本专利技术的一种桥梁结构分离式钢-混凝土组合桁架加固技术，具有不影响车辆运行、体外预应力筋可以更换和多次张拉、梁体整体工作性能优越、耐久性好、工艺简单、制作速度快、施工质量容易保证、维修养护方便等优点，并且省去了混凝土模板安装以及费用，节约了施工时间。本专利技术的特征还在于通过在钢板上焊接栓钉、在原混凝土梁表面植筋、在原混凝土梁与加固钢板之间浇注混凝土来使加固部分与原结构形成整体共同工作，所述原混凝土梁包括已经存在的T梁、小箱梁。本专利技术的特征还在于通过组合结构加固技术，分离式主梁上翼缘加固成钢板-混凝土组合结构，下翼缘加固成低高度钢箱梁-混凝土组合结构，变分离式主梁为箱型组合截面。本专利技术的特征还在于所述步骤C中的钢板宜采用厚度为10-16mm的Q235钢、Q345 钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/ T 1591的规定；栓钉宜选用符合国家现行标准电弧螺栓焊用《圆柱头焊钉》GB/T 10433规定的圆柱头焊钉。本专利技术的特征还在于所述步骤F中的体外预应力筋宜采用符合国家现行标准的非成品无粘结预应力钢绞线，配合带喇叭管的专用锚具，实现单根钢绞线更换及多次张拉， 具有良好的耐久性和适用性。本专利技术的特征还在于无粘结预应力钢绞线是由无粘结预应力筋及其防腐保护材料和外护套组成，且在专用锚具的喇叭管内灌注油脂防腐。本专利技术的特征还在于体外预应力筋安装在分离式主梁下翼缘的低高度钢箱梁内部，利用钢箱梁横隔板孔洞作为体外预应力筋通过管道，利用低高度钢箱梁封端板作为锚具支承垫板。本专利技术的特征还在于低高度钢箱梁由符合要求的钢板焊接而成，间隔ι-aii设置一道横隔板。本专利技术的特征还在于根据承载力提高的需要，不设置体外预应力筋，相应权利要求1所述步骤中的步骤F和J取消。本专利技术的特征还在于桁架斜腹杆穿过横隔板的孔洞进行斜向布置施工，而且钢桁架的节点设置在原有横隔板区间的中点，节点板与此处钢板通过T形焊缝连接。本专利技术的特征还在于节点板与加固混凝土连接方式采取栓钉连接或者单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接。本专利技术的特征还在于栓钉连接为通过被焊接在钢翼缘的栓钉使混凝土与节点板成为一体的连接方法；单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接为通过开孔钢板连接件使混凝土与节点板一体化的连接方法，与栓钉连接共同使用，形成单开孔钢板连接件+栓钉连接。本专利技术的特征还在于所述步骤F和G中的桁架竖杆和斜腹杆宜采用符合国家现行标准《热轧型钢》GB/T 706-2008规定的角钢，且角钢的边厚度不宜小于10mm。本专利技术的特征还在于角钢与节点板采取焊接连接方式，焊缝采取三面围焊。本专利技术的特征还在于所述混凝土为自密实混凝土。自密实混凝土拌制采用商品混凝土搅拌站进行搅拌。其原材料为水泥采用普通42. 5硅酸盐水泥；粉煤灰1级粉煤灰； 砂河砂，中砂，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余志武，谈遂，薛继连，李进洲，蒋丽忠，
申请(专利权)人：朔黄铁路发展有限责任公司，中南大学，高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南中大建科土木科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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