專(zhuān)利名稱(chēng)：整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)應(yīng)力加固方法，特別涉及一種通過(guò)預(yù)應(yīng)力加固整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋的方法。
背景技術(shù)：
板式橋是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型，它構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明確，可以采用鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；可做成實(shí)心和空心，就地現(xiàn)澆為適應(yīng)各種形狀的彎、坡、斜橋，因此，一般公路、高等級(jí)公路和城市道路橋梁中，廣泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原區(qū)高速公路上的中、小跨徑橋梁，特別受到歡迎，從而可以減低路堤填土高度，少占耕地和節(jié)省土方工程量。隨著時(shí)間的推移，任何公路橋梁都將成為舊橋，都會(huì)因各種原因不同程度地存在缺陷、病害需要維修、加固和改造。預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或型鋼撐桿、預(yù)應(yīng)力鋼絞線等對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法，其特點(diǎn)是通過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉和伸長(zhǎng)變形等手段強(qiáng)迫后加部分——拉桿或撐桿、預(yù)應(yīng)力鋼絞線受力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，致使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的加強(qiáng)鋼筋應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除，因此，后加部分與原結(jié)構(gòu)能較好地共同工作，結(jié)構(gòu)的總體承載能力可顯著提高。預(yù)應(yīng)力加固法具有加固、卸荷、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果，適用于大跨結(jié)構(gòu)加固，以及采用一般方法加固或加固效果很不理想的較高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下的各種結(jié)構(gòu)加固。基于預(yù)應(yīng)力的優(yōu)越性和有效性，在較早以前，人們就開(kāi)始體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁。但由于技術(shù)和工藝水平的局限，僅限于對(duì)T形梁(無(wú)底板的肋形梁)運(yùn)用這一技術(shù)。
目前，預(yù)應(yīng)力加固混凝土梁橋有三種方法水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿加固法、下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿加固法、組合式預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿加固法。這三種方法都是運(yùn)用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的加固件或原梁體構(gòu)件中施加一定的初始預(yù)應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)應(yīng)力得以改善，承載力得以提高的加固方法。其中，第一種方法只能提高結(jié)構(gòu)抗彎能力，第二種和第三種方法可同時(shí)提高抗彎和抗剪能力；第一種方法可僅將預(yù)應(yīng)力加固裝置設(shè)在梁體底面，第二種和第三種方法若要提高抗剪能力，則需將預(yù)應(yīng)力筋沿梁肋兩側(cè)向上彎起。當(dāng)梁體為現(xiàn)澆整體箱形或?qū)嶓w截面，由于底板的阻隔，預(yù)應(yīng)力筋無(wú)法向上起彎，因而不能解決主拉應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度問(wèn)題，僅局限于抗彎能力的增強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，該加固方法能很好地解決梁橋或板橋正負(fù)彎矩和剪力不足，加固后能全面地滿(mǎn)足承載力要求。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，包括如下步驟a.布設(shè)孔道組，在梁體上鉆設(shè)貫通板頂、板底的多對(duì)孔道構(gòu)成的孔道組，各對(duì)孔道沿梁體橫向間隔設(shè)置，每對(duì)孔道中的兩個(gè)孔道沿梁體縱向間隔設(shè)置；b.布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋組，各預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)所對(duì)應(yīng)的孔道，即由板底向上穿過(guò)孔道至板頂，再由板頂向下穿過(guò)孔道至板底；c.張拉各預(yù)應(yīng)力筋，并通過(guò)錨固件將各預(yù)應(yīng)力筋與梁體錨固。
本發(fā)明的有益效果是，由于預(yù)應(yīng)力筋在剪力不足區(qū)域的彎起，因此能很好地解決混凝土梁或板橋正負(fù)彎矩和剪力不足，混凝土梁及板橋經(jīng)該方法板加固后能全面地滿(mǎn)足承載力要求；能避免和消除因僅在頂(底)板設(shè)置水平拉桿而在梁體錨后砼中形成巨大拉應(yīng)力的不良應(yīng)力狀態(tài)；施工操作方便，能有效地降低混凝土梁及板橋的加固成本。


本說(shuō)明書(shū)包括如下七幅附圖圖1是本發(fā)明整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法中預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)方式示意圖；圖2是本發(fā)明整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法中預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)方式示意圖；圖3是本發(fā)明整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法中預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)方式示意圖(俯視)；圖4是圖2中節(jié)點(diǎn)A的局部放大示意圖；圖5是圖1中節(jié)點(diǎn)B的局部放大示意圖；圖6是圖2中節(jié)點(diǎn)C的局部放大示意圖；
圖7是圖2中節(jié)點(diǎn)D的局部放大示意圖。
圖中零部件、部位及編號(hào)預(yù)應(yīng)力筋組10、預(yù)應(yīng)力筋11、預(yù)應(yīng)力筋12、預(yù)應(yīng)力筋13、梁體20、梁體墩位21、梁體墩位22、板頂23、板底24、孔道25、孔道26、錨固件30、轉(zhuǎn)向塊31。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，包括如下步驟a.布設(shè)孔道組，在梁體20上鉆設(shè)貫通板頂23、板底24的由多對(duì)孔道25、26構(gòu)成的孔道組，各對(duì)孔道25、26沿梁體20橫向間隔設(shè)置，成對(duì)的孔道25、26沿梁體20縱向間隔設(shè)置；b.布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋組10，各預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)所對(duì)應(yīng)的孔道25、26，即由板底24向上穿過(guò)孔道25至板頂23，再由板頂23向下穿過(guò)孔道26至板底24；c.張拉各預(yù)應(yīng)力筋，并通過(guò)錨固件30將各預(yù)應(yīng)力筋與梁體20錨固。
用于加固的正彎矩和負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力筋可分別布置和張拉，如圖1中示出的預(yù)應(yīng)力筋11；也可以連續(xù)布置，即在梁體20上沿其縱向間隔布設(shè)多個(gè)孔道組，預(yù)應(yīng)力筋沿橋板20縱向延伸，如圖1和圖2中示出的預(yù)應(yīng)力筋12、13從梁體墩位21延伸至另一梁體墩位22，通過(guò)各孔道組連續(xù)向上、向下穿繞過(guò)梁體20，預(yù)應(yīng)力筋在與被張拉段相反的板頂23或板底24上張拉、錨固或者逐級(jí)張拉，逐級(jí)錨固。預(yù)應(yīng)力筋在多數(shù)情況下宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線。
為改善錨點(diǎn)應(yīng)力的應(yīng)力狀況，參照?qǐng)D1和圖2，所述孔道25、26一般宜鉆設(shè)在梁體20的縱肋處，其抗力和錨固力較此前的預(yù)應(yīng)力加固法大為增強(qiáng)，特別是避免了錨點(diǎn)后面的集中拉應(yīng)力，能顯著改善了錨點(diǎn)應(yīng)力狀況。參照?qǐng)D1、圖6和圖7，所述孔道25、26的軸線分別相對(duì)梁體20的縱向軸線外傾形成30～60度夾角，該夾角的優(yōu)選值為45度?？椎揽椎?5、26最好采用金剛石或合金鋼空心薄壁鉆成孔，孔壁光滑規(guī)則，不受鋼筋阻擋，孔周混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)損傷，效率高，位置準(zhǔn)，質(zhì)量好?？招谋”阢@因?yàn)樵炜啄芰?qiáng)，對(duì)各種截面型式的梁體實(shí)用性都很強(qiáng)，適用范圍廣泛。參照?qǐng)D4、圖5和圖7，所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線的轉(zhuǎn)向處，在孔道25、26的端口固定設(shè)置有轉(zhuǎn)向塊31。
本發(fā)明的加固方法能很好地解決混凝土梁或板橋正負(fù)彎矩和剪力不足，混凝土梁及板橋經(jīng)該方法板加固后能全面地滿(mǎn)足承載力要求。
具體實(shí)施例----成都市衣冠廟立交高架直通橋主橋加固。成都衣冠廟立交高架直通橋主橋系V形墩箱形截面連續(xù)剛構(gòu)橋，引橋系簡(jiǎn)支整體現(xiàn)澆空心板橋，其彎矩和剪力均有所不足。采用現(xiàn)有的體外預(yù)應(yīng)力方法，或者采用粘貼鋼板、鋼筋的方法，都不能真正解決其抗力問(wèn)題。申請(qǐng)人在承擔(dān)該橋加固設(shè)計(jì)任務(wù)后，深入分析和研究，最后形成了本發(fā)明的加固方法，由于預(yù)應(yīng)力筋在剪力不足區(qū)域的彎起，因此能很好地解決其正負(fù)彎矩和剪力不足，從而全面的滿(mǎn)足承載力要求。具體的做法是，加固從邊肋開(kāi)始，每隔一肋加一組預(yù)應(yīng)力鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼絞線軸線距梁底面4厘米，在接近梁端處，按45度向上，沿鉆孔孔道到端部頂面，并錨固于此外所鑿錨槽中。預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用高強(qiáng)低松馳鉸線，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度為1860MPa，錨具采用YM15-4及YM15-3錨具。預(yù)應(yīng)力束兩端張拉，每根預(yù)應(yīng)力鋼絞線先超張拉至204.5KN，然后回油到控制拉力191.7KN下錨固。受鉆孔和梁體條件影響，預(yù)應(yīng)力鋼絞線轉(zhuǎn)彎半徑僅為1米。預(yù)應(yīng)力施加完畢后，用噴射砼對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼鉸線包裸防護(hù)。在噴砼處，將梁底鑿毛，并露出分布筋，以搭焊噴射所需鋼筋網(wǎng)，使噴射砼與原梁體結(jié)合良好，形成一個(gè)整體。為確保鉆孔質(zhì)量，采用迪奧特金剛石有限公司生產(chǎn)的深孔薄壁鉆機(jī)鉆孔，鉆頭直徑為φ51.5毫米。
權(quán)利要求
1.整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，包括如下步驟a.布設(shè)孔道組，在梁體(20)上鉆設(shè)貫通板頂(23)、板底(24)的由多對(duì)孔道(25、26)構(gòu)成的孔道組，各對(duì)孔道(25、26)沿梁體(20)橫向間隔設(shè)置，成對(duì)的孔道(25)、(26)沿梁體(20)縱向間隔設(shè)置；b.布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋組(10)，各預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)所對(duì)應(yīng)的孔道(25、26)，即由板底(24)向上穿過(guò)孔道(25)至板頂(23)，再由板頂(23)向下穿過(guò)孔道(26)至板底(24)；c.張拉各預(yù)應(yīng)力筋，并通過(guò)錨固件(30)將各預(yù)應(yīng)力筋與梁體(20)錨固。
2.如權(quán)利要求1所述的整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是所述梁體(20)上沿其縱向間隔布設(shè)有多個(gè)孔道組；所述預(yù)應(yīng)力筋沿橋板(20)縱向延伸，通過(guò)各孔道組連續(xù)向上、向下穿繞過(guò)梁體(20)。
3.如權(quán)利要求2所述的整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是所述預(yù)應(yīng)力筋在與被張拉段相反的板頂(23)或板底(24)上張拉、錨固。
4.如權(quán)利要求2所述的整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是所述預(yù)應(yīng)力筋逐級(jí)張拉，逐級(jí)錨固。
5.如權(quán)利要求1或2所述的整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是所述孔道(25、26)鉆設(shè)在梁體(20)的縱肋處。
6.如權(quán)利要求1或2所述的整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是所述孔道(25、26)的軸線分別相對(duì)梁體(20)的縱向軸線外傾形成30～60度夾角。
7.如權(quán)利要求1或2所述的整體現(xiàn)澆混凝土梁、板橋橋預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是所述預(yù)應(yīng)力筋的轉(zhuǎn)向處，在孔道(25、26)的端口固定設(shè)置有轉(zhuǎn)向塊(31)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是所述孔道(25)采用金剛石或合金鋼空心薄壁鉆成孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種整體現(xiàn)澆混凝土梁橋、板橋預(yù)應(yīng)力加固方法，旨在提供一種能很好地解決梁橋或板橋正負(fù)彎矩和剪力不足和加固后能全面地滿(mǎn)足承載力要求的加固方法。它包括如下步驟a.布設(shè)孔道組，在梁體(20)上鉆設(shè)貫通板頂(23)、板底(24)的由多對(duì)孔道(25、26)構(gòu)成的孔道組，各對(duì)孔道(25、26)沿梁體(20)橫向間隔設(shè)置，成對(duì)的孔道(25)、(26)沿梁體(20)縱向間隔設(shè)置；b.布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋組(10)，各預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)所對(duì)應(yīng)的孔道(25、26)，即由板底(24)向上穿過(guò)孔道(25)至板頂(23)，再由板頂(23)向下穿過(guò)孔道(26)至板底(24)；c.張拉各預(yù)應(yīng)力筋，并通過(guò)錨固件(30)將各預(yù)應(yīng)力筋與梁體(20)錨固。
文檔編號(hào)E01D22/00GK1837486SQ20061002068
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者鄭遠(yuǎn)鵠, 鄭旭峰, 肖世衛(wèi), 李美軍, 牟廷敏, 張琪, 朱學(xué)雷 申請(qǐng)人:四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院