一種rc橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在對(duì)橋梁震后破壞情況調(diào)查顯示，鋼筋混凝土橋墩在抗震方面存在各種不足，如缺乏橫向箍筋約束，導(dǎo)致橋墩抗剪能力弱；縱筋搭接容易破壞等，通常是橋梁最容易遭到破壞的部分，其震后破壞的修復(fù)加固，對(duì)于恢復(fù)交通、確保及時(shí)有效開展抗震救災(zāi)工作和節(jié)約重建資金都十分重要，成為研宄重點(diǎn)。常用的橋墩修復(fù)加固方法有:增大截面修復(fù)法、外包鋼管加固法、粘貼纖維復(fù)合材料加固法、鋼筋網(wǎng)高性能水泥復(fù)合砂漿修復(fù)法、橫向預(yù)應(yīng)力修復(fù)法、纖維布與鋼復(fù)合加固修復(fù)法等，但這些方法都存在不同程度的問題和缺陷，比如:加大截面法施工方法簡(jiǎn)便，所用材料簡(jiǎn)單易于獲得，并且對(duì)墩柱加固的效果穩(wěn)定可靠，但此方法現(xiàn)場(chǎng)澆筑多，養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)原墩柱產(chǎn)生較大改變，影響原有橋梁整體美學(xué)效果；對(duì)于通航河段的橋墩減小通航凈寬以及洪水的過水面積，影響泄洪；增加結(jié)構(gòu)自重，可能加重承臺(tái)粧基的壓力，引起對(duì)基礎(chǔ)不必要的負(fù)擔(dān)；在對(duì)震后破壞橋墩修復(fù)研宄中發(fā)現(xiàn)，外包纖維材料是一種有效的修復(fù)方法，它能有效修復(fù)和提高墩柱抗剪強(qiáng)度，防止出現(xiàn)縱筋搭接破壞以及提高對(duì)混凝土的約束以獲得更大的位移延性，但是當(dāng)出現(xiàn)了縱筋屈服破壞的情況時(shí)，很難僅對(duì)混凝土進(jìn)行修復(fù)，此時(shí)還需要進(jìn)行屈服縱筋的替換。
[0003]90年代起，一些研宄人員開始研宄破壞后橋墩新舊鋼筋替換的方法，并采用螺栓連接件的方式進(jìn)行新舊鋼筋連接，這一方式主要問題是需要對(duì)連接件進(jìn)行特別設(shè)置，且費(fèi)用較高，同時(shí)實(shí)際應(yīng)用中需要對(duì)原有的鋼筋進(jìn)行螺紋加工，難以實(shí)際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為可克服以上不足，本發(fā)明提出了一種新的縱筋替換方法以及新的縱筋形式:采用對(duì)頭焊將變截面鋼筋與原鋼筋連接，并將連接位置放在塑性鉸區(qū)域之外。按照能力設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)中可能的塑性鉸區(qū)域被故意削弱并重新定位在遠(yuǎn)離粧和蓋梁等下部結(jié)構(gòu)，這一要求確保了破壞被完全限定在經(jīng)過特別設(shè)計(jì)的塑性鉸區(qū)域，同時(shí)保證其他部位不開裂且始終保持在彈性范圍內(nèi)。
[0005]一種RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行:
(O制作變截面鋼筋，將鋼筋通過變截面加工過程變?yōu)樽兘孛驿摻睿?br> (2)鑿除橋墩塑性鉸區(qū)域破壞的混凝土，直至露出橋墩縱向鋼筋，鑿除混凝土范圍根據(jù)塑性鉸長(zhǎng)度確定，并考慮變截面鋼筋兩端連接需要的長(zhǎng)度；
(3)將塑性鉸區(qū)域原有鋼筋的破壞部分移除；
(4)使用對(duì)頭焊接的形式，將預(yù)先準(zhǔn)備好的變截面鋼筋與原有鋼筋進(jìn)行焊接，焊接好之后立模，澆筑混凝土復(fù)原墩身，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后拆模；
(5)修復(fù)區(qū)域澆筑混凝土修復(fù)之后對(duì)橋墩進(jìn)行外包FRP條帶施工，完成修復(fù)。
[0006]進(jìn)一步的，在步驟(I)中，所述鋼筋為與原鋼筋相同的鋼筋或不銹鋼鋼筋。
[0007]進(jìn)一步的，在步驟(I)中，所述變截面鋼筋為截面尺寸不同的鋼筋。
[0008]進(jìn)一步的，在步驟(I)中，變截面鋼筋加工中要關(guān)注變截面段的有效長(zhǎng)度和鏈接長(zhǎng)度的控制，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)計(jì)算確定。
[0009]進(jìn)一步的，在步驟(2)中，鑿除混凝土范圍根據(jù)塑性鉸長(zhǎng)度確定，并考慮變截面鋼筋兩端連接需要的長(zhǎng)度。
[0010]進(jìn)一步的，在步驟(3)中，原有鋼筋移除位置應(yīng)交錯(cuò)。
[0011]進(jìn)一步的，在步驟(4)中，相鄰的變截面鋼筋變截面的位置需要在同一高度。
[0012]進(jìn)一步的，在步驟(5)中，所述FRP條帶為CFRP條帶。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過利用變截面鋼筋實(shí)現(xiàn)橋墩破壞縱筋的修復(fù)，并使用FRP外包修復(fù)區(qū)域提高橋墩的延性和抗剪性能；通過變截面鋼筋的使用提高橋墩的延性和耗能性能，提高了橋墩延性抗震性能；通過外包FRP約束塑性鉸區(qū)域混凝土，提高該區(qū)域混凝土在地震中的抗破壞能力，防止塑性鉸區(qū)域出現(xiàn)縱筋搭接破壞。與加大截面法相比，未改變?cè)罩鶐缀纬叽?，不?huì)影響原有橋梁整體美學(xué)效果，不改變通航河段通航凈寬以及洪水的過水面積，利于泄洪，沒有增加結(jié)構(gòu)自重，不增加原有承臺(tái)和粧基作用荷載，減輕基礎(chǔ)應(yīng)修復(fù)產(chǎn)生的不必要負(fù)擔(dān)；與外包纖維材料修復(fù)方法相比，它不僅能有效修復(fù)和提高墩柱抗剪強(qiáng)度，防止出現(xiàn)縱筋搭接破壞，提高橋墩延性，對(duì)破壞的縱筋和混凝土進(jìn)行修復(fù)，替換屈服的縱筋，并且變截面鋼筋的使用能夠有效提高橋墩抗震耗能性能。
【附圖說明】
[0014]圖1是變截面鋼筋的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2步驟(2)的施工示意圖；
圖3是圖2的A-A剖視圖；
圖4步驟(3)的施工不意圖；
圖5是圖4的B-B剖視圖圖6步驟(4)的施工不意圖；
圖7是圖6的C-C剖視圖圖8步驟(5)的施工示意圖；
圖9是圖8的D-D剖視圖圖中:
1-橋墩原有鋼筋、2-變截面鋼筋、3-鑿除的混凝土、4-原橋墩混凝土、5-修復(fù)后的混凝土、6-FRP條帶、7-新舊鋼筋焊接點(diǎn)、8-變截面鋼筋有效長(zhǎng)度、9-變截面鋼筋總長(zhǎng)、10-承臺(tái)、11-橋墩墩身。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明通過利用變截面鋼筋進(jìn)行震后橋墩修復(fù)，橋墩塑性變形集中在變截面鋼筋高度范圍內(nèi)，橋墩破壞被限制在塑性鉸區(qū)域內(nèi)；當(dāng)變截面鋼筋使塑性鉸區(qū)域截面縱向配筋率減小時(shí)，雖然橋墩抗力比使用等截面鋼筋的橋墩減小，但研宄發(fā)現(xiàn)變截面鋼筋對(duì)橋墩位移延性和耗能性能提高較多，在滿足橋墩抗力大于設(shè)計(jì)值的情況下，使用變截面鋼筋能有效提高橋墩抗震性能。修復(fù)時(shí)外包碳纖維布避免了橋墩先發(fā)生剪切破壞；研宄發(fā)現(xiàn)在使用變截面鋼筋后，需要足夠的外包碳纖維布約束，防止加固后的橋墩過早破壞，并提高橋墩延性。
[0016]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
[0017]如圖1?圖9所示，一種RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行:
(O制作變截面鋼筋，將鋼筋通過變截面加工過程變?yōu)樽兘孛驿摻睿?br> (2)鑿除橋墩塑性鉸區(qū)域破壞的混凝土，直至露出橋墩縱向鋼筋；
(3)將塑性鉸區(qū)域原有鋼筋的破壞部分移除；
(4)使用對(duì)頭焊接的形式，將預(yù)先準(zhǔn)備好的變截面鋼筋與原有鋼筋進(jìn)行焊接，焊接好之后立模，澆筑混凝土復(fù)原墩身，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后拆模；
(5)修復(fù)區(qū)域澆筑混凝土修復(fù)之后對(duì)橋墩進(jìn)行外包FRP條帶施工，完成修復(fù)。
[0018]在本實(shí)施例中，在步驟(I)中，所述鋼筋為與原鋼筋相同的鋼筋或不銹鋼鋼筋。
[0019]在本實(shí)施例中，在步驟(I)中，所述變截面鋼筋為截面尺寸不同的鋼筋。
[0020]在本實(shí)施例中，在步驟(I)中，變截面鋼筋加工中要關(guān)注變截面段的有效長(zhǎng)度和鏈接長(zhǎng)度的控制，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)計(jì)算確定。
[0021]在本實(shí)施例中，在步驟(2)中，鑿除混凝土范圍根據(jù)塑性鉸長(zhǎng)度確定，并考慮變截面鋼筋兩端連接需要的長(zhǎng)度。
[0022]在本實(shí)施例中，在步驟(3)中，原有鋼筋移除位置應(yīng)交錯(cuò)。
[0023]在本實(shí)施例中，在步驟(4)中，相鄰的變截面鋼筋變截面的位置需要在同一高度。
[0024]在本實(shí)施例中，在步驟(5 )中，所述FRP條帶為CFRP條帶。
[0025]在本實(shí)施例中，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況及施工實(shí)際需要，確定變截面鋼筋有效長(zhǎng)度、總長(zhǎng)度以及外包FRP條帶的寬度和厚度。
[0026]上列較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行: (O制作變截面鋼筋，將鋼筋通過變截面加工過程變?yōu)樽兘孛驿摻睿? (2)鑿除橋墩塑性鉸區(qū)域破壞的混凝土，直至露出橋墩縱向鋼筋，鑿除混凝土范圍根據(jù)塑性鉸長(zhǎng)度確定，并考慮變截面鋼筋兩端連接需要的長(zhǎng)度； (3)將塑性鉸區(qū)域原有鋼筋的破壞部分移除； (4)使用對(duì)頭焊接的形式，將預(yù)先準(zhǔn)備好的變截面鋼筋與原有鋼筋進(jìn)行焊接，焊接好之后立模，澆筑混凝土復(fù)原墩身，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后拆模； (5)修復(fù)區(qū)域澆筑混凝土修復(fù)之后對(duì)橋墩進(jìn)行外包FRP條帶施工，完成修復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于:在步驟(I)中，所述鋼筋為與原鋼筋相同的鋼筋或不銹鋼鋼筋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于:在步驟(I)中，所述變截面鋼筋為截面尺寸不同的鋼筋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于:在步驟(I)中，變截面鋼筋加工中要關(guān)注變截面段的有效長(zhǎng)度和鏈接長(zhǎng)度的控制，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)計(jì)算確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于:在步驟(2)中，鑿除混凝土范圍根據(jù)塑性鉸長(zhǎng)度確定，并考慮變截面鋼筋兩端連接需要的長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于:在步驟(3)中，原有鋼筋移除位置應(yīng)交錯(cuò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于:在步驟(4)中，相鄰的變截面鋼筋變截面的位置需要在同一高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，其特征在于:在步驟(5)中，所述FRP條帶為CFRP條帶。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種RC橋墩震后修復(fù)技術(shù)的施工方法，通過利用變截面鋼筋實(shí)現(xiàn)橋墩破壞縱筋的修復(fù)，并使用FRP外包修復(fù)區(qū)域提高橋墩的延性和抗剪性能；通過變截面鋼筋的使用提高橋墩的延性和耗能性能，提高了橋墩延性抗震性能；通過外包FRP約束塑性鉸區(qū)域混凝土，提高該區(qū)域混凝土在地震中的抗破壞能力，防止塑性鉸區(qū)域出現(xiàn)縱筋搭接破壞。與加大截面法相比，未改變?cè)罩鶐缀纬叽?，不改變通航河段通航凈寬以及洪水的過水面積，沒有增加結(jié)構(gòu)自重，不增加原有承臺(tái)和樁基作用荷載；與外包纖維材料修復(fù)方法相比，它不僅能有效修復(fù)和提高墩柱抗剪強(qiáng)度，防止出現(xiàn)縱筋搭接破壞，提高橋墩延性，并且變截面鋼筋的使用能夠有效提高橋墩抗震耗能性能。
【IPC分類】E01D22-00, E01D19-02
【公開號(hào)】CN104805775
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510228423
【發(fā)明人】卡米諾 魯?shù)? 布魯諾 布里斯杰拉, 聶尚杰, 薛俊青
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日