一种对重载铁路桥梁进行强化处理的施工方法技术

一种对重载铁路桥梁进行强化处理的施工方法，其特征在于：①安装支架(2)；②在原混凝土梁(1)底部和侧面植筋；③在底部和侧面同时外包钢板(9)；④通过浇注孔(6)注射微膨胀自密实混凝土(11)；⑤在横隔板(5)外包钢板，同时在底部也外包钢板后注射微膨胀自密实混凝土(11)；⑥养护成型后放松支架(2)，即得到注射微膨胀自密实混凝土与底部和侧面钢板相结合的钢-混混凝土组合梁。适合各种铁路、公路桥梁的使用，特别适合重载铁路桥梁使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土木学科的桥梁工程领域，具体涉及一种桥梁上部结构的加固强化施工方法、施工工艺，尤其是对重载铁路桥梁的快速强化提升。
技术介绍
为满足日益增长的运输需求，我国货运列车特别是运煤专线将列车轴重荷载由25 吨提高到30吨，荷载提高后，既有线路上32m、2^i跨度普通高度预应力混凝土简支T形梁虽然其强度和刚度都能满足运营要求，但是试验研究表明随着轴重频次的增加，T梁下马蹄受拉区混凝土容易产生竖向裂缝，导致预应力混凝土梁的抗裂性能降低，进而影响桥梁疲劳耐久性。针对这类强度和刚度都能满足规范使用要求，唯独抗裂性差的梁体如何有效地采取强化措施提升其疲劳耐久性成为了铁路运输管理部门十分关注的问题。目前桥梁工程中传统的粘贴钢板加固技术在加固期间为了减轻粘贴钢板的应力、 应变滞后现象，在粘贴钢板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。另外，传统的粘贴钢板加固技术需要增设U形箍板或膨胀螺栓固定钢板，这样会造成受拉区混凝土的削弱。中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室经过反复试验针对重载铁路桥梁中因受拉区混凝土抗裂性不足导致疲劳耐久性降低的情况开发了，该技术基于钢-混凝土组合梁和微膨胀自密实混凝土理论，可以在提升原桥承载力的同时，改善桥梁的疲劳耐久性，而且几乎不降低原桥桥下净空高度，施工不中断交通、施工速度快、成本低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，可以在提升原桥承载力的同时，改善桥梁的疲劳耐久性，而且几乎不降低原桥桥下净空高度，施工不中断交通、施工速度快、成本低。本专利技术的解决方案是在现有技术的基础上，提供，其特征在于通过在钢板上焊接栓钉、在原混凝土梁底部和侧面腹板同时表面植筋、在原混凝土梁底部和侧面腹板同时与加固钢板之间注射微膨胀自密实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重载铁路已经存在的混凝土箱梁、T梁、板梁、普通钢筋混凝土梁或预应力混凝土梁结构。可以在提升原桥承载力的同时， 改善桥梁的疲劳耐久性，而且几乎不降低原桥桥下净空高度，施工不中断交通、施工速度快、成本低，适合各种铁路、公路桥梁的使用，特别适合重载铁路桥梁使用。本专利技术的特征还在于混凝土和钢板同时外包布置在原混凝土梁底部和侧面腹板。本专利技术的特征还在于所述混凝土为微膨胀自密实混凝土，并且坍落度应在 240mm-270mm ；坍落扩展度在600mm-700mm ；U型仪试验高度差Δ h小于30mm ；V漏斗通过时间在如-2 ，粗骨料粒径为5mm-20mm，针片状含量小于10%，细骨料的细度模数大于2. 3。本专利技术的特征还在于在注射微膨胀自密实混凝土时采用分级加压，一次加压不超过 0. 2-0. 4MPao本专利技术的特征还在于注射微膨胀自密实混凝土压力控制在2. 0-5. OMPa，注射速度控制在 15-20L/min。本专利技术的特征还在于原混凝土梁横隔板用钢板连接并注射微膨胀自密实混凝土。本专利技术的特征还在于包括以下步骤A、对原混凝土梁底部和侧面腹板的混凝土表面进行处理；B、对原混凝土梁底部和侧面腹板内钢筋进行定位并在梁底部和侧面腹板混凝土表面标明植筋位置；C、在原混凝土梁底部和侧面腹板植筋；D、在原混凝土梁底部和侧面腹板上制作微膨胀自密实混凝土注射孔；E、在工厂或者施工现场制作钢板，在钢板上焊接栓钉；F、绑扎钢筋网，安装到位；G、现场吊装，安装钢板到设计位置；H、微膨胀自密实混凝土拌制；I、注射微膨胀自密实混凝土 ；J、混凝土养生形成结构包钢强化后的钢板-混凝土组合结构。本专利技术的特征还在于步骤A包括将原混凝土梁底部和侧面腹板表面的粉刷层和装饰层清除，直至露出混凝土表面。本专利技术的特征还在于步骤A包括原混凝土梁底部和侧面腹板的混凝土存在空缺的初始缺陷，需对其缺陷部位清除至密实处；本专利技术的特征还在于步骤A包括将原混凝土梁底部和侧面腹板混凝土凿毛，且凿毛深度不小于6mm，然后用水清洗混凝土表明的浮渣、尘土 ；本专利技术的特征还在于步骤A包括原混凝土梁底部和侧面腹板的钢筋有锈蚀现象，需对钢筋表面除锈；本专利技术的特征还在于步骤A包括原混凝土梁底部的钢筋锈蚀面积与原截面面积的比值超过1/12补配钢筋。本专利技术的特征还在于所述步骤B、C中的植筋间距为25 40cm纵横向等间距布置。本专利技术的特征还在于所述步骤D中的自密实混凝土注射孔径大小为20cm-35cm， 注射点之间的纵横向距离为80cm-100cm，一次加压不超过0. 2-0. 4MPa，喷射速度控制在 15-20L/min。本专利技术的特征还在于所述步骤F中的栓钉间距按照与植筋间距相同，栓钉纵横向间距为25cm-40cm，焊接栓钉纵横向等间距布置，栓钉与植筋交替形成梅花型布置形状，同时在钢板上对应自密实混凝土浇注孔处焊接门式钢筋。本专利技术的特征还在于所述步骤G中的钢筋直径为10mm，钢筋网纵横向布置距离为植筋距离的一半，布置高度为加固混凝土厚度的一半。本专利技术的特征还在于所述步骤H中将自密实混凝土浇注孔作为吊装孔使用。本专利技术的特征还在于所述步骤I中还包括T梁横隔板浇筑微膨胀自密实混凝土并通过横隔板将两片T梁连成整体。本专利技术所要解决的第一个技术问题是耐久性降低的问题，为了解决重载铁路桥梁因轴重增大和频次增加引起的受拉区混凝土抗裂性不足而导致其疲劳耐久性降低的问题， 根据本专利技术提供。包钢强化技术是在经典的钢-混凝土组合梁基础上发展起来的一种新的结构形式。传统钢板要么布置在梁的底部，充分发挥其抗拉强度高的特点；要么布置在梁的侧面， 以增加混凝土梁的抗剪能力；而包钢强化技术则在梁的侧面和底部同时粘贴钢板。包钢强化技术加固时，通过在钢板上焊栓钉、在原混凝土 T梁底部、侧面腹板分别表面植筋、在原混凝土 T梁和加固钢板之间注射混凝土等措施来使加固部分与原结构形成整体。所述原混凝土 T梁也可以是混凝土箱梁的截面形式。本专利技术所要解决的第二个技术问题是突破混凝土不能振捣密实，无法保证混凝土质量的技术瓶颈，提供一种适合在钢板(模板)和原混凝土 T梁之间的狭小空间注射并能保证质量的混凝土。微膨胀自密实混凝土是基于混凝土的施工性能来命名的，是指新拌混凝土具有高流动度、良好的粘聚性，不离析、不泌水，能在不经振捣或少振捣的情况下自行留平并自行流动通过钢筋充满模具的混凝土。微膨胀自密实混凝土的硬化性能与普通混凝土相似，而新拌混凝土性能则与普通混凝土相差很大。微膨胀自密实混凝土的自密实性能主要包括流动性、抗离析性和填充性。每种性能均可采用坍落扩展度试验、V漏斗试验(或T50试验) 和L型箱试验等一种以上方法检测。微膨胀自密实混凝土属于高性能混凝土的范畴。微膨胀自密实混凝土除了满足高性能混凝土定义中的耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性要求外，在施工性上有更高的要求。它突破了传统振捣混凝土在成型方式上的局限，完全依靠自身重力(或只需外力轻微振动)便可自由流淌，穿越钢筋间隙填充模板每个角落，硬化后得到满足要求的强度和良好的耐久性能。因此，微膨胀自密实混凝土不仅从材料的性能保证了加固的效果，还从施工工艺上保证钢板-混凝土组合结构加固构件和原混凝土结构构件形成一个整体，解决了制约钢板-混凝土组合结构加固技术使用的瓶颈。本专利技术所要解决的第三个技术问题是提供一种能有本文档来自技高网...

【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，李进洲，谈遂，宋力，
申请(专利权)人：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：