一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置制造方法

文档序号:2297181阅读:127来源:国知局
一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,包括布设在梁体加固构造内的多道无粘结预应力钢筋以及分别安装在各道无粘结预应力钢筋上的预应力张拉机构和预应力检测机构;梁体加固构造包括钢套箱和浇筑于钢套箱内的混凝土结构,无粘结预应力钢筋浇筑于混凝土结构内且其两端伸出至钢套箱外侧的节段为张拉端;预应力张拉机构包括两个张拉锚具,预应力检测机构包括两个预应力检测单元和两个密闭防护罩,张拉端、张拉锚具和预应力检测单元均位于密闭防护罩内。本实用新型结构简单、设计合理且操作简便、使用效果好,能对简便测试出加固构造内的有效预应力,并能根据预应力检测结果进行继续张拉和预应力控制。
【专利说明】一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置

【技术领域】
[0001]本实用新型属于桥梁加固【技术领域】,具体涉及一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置。

【背景技术】
[0002]当桥梁结构跨中截面下缘不允许出现拉应力或所受拉应力超限时,往往需要进行预应力加固,常见的预应力加固措施为体外预应力混凝土加固法,该加固方法的施工过程如下:先在梁侧面或底面植入带肋钢筋,再在植筋上绑扎钢筋网,之后定位预应力钢筋,并浇筑混凝土(或布设锚固块及转向块),待所浇筑混凝土达到设计强度后张拉预应力筋,预应力筋的布置形式为直线形型或折线形。上述体外预应力混凝土加固法虽可在一定程度上起到预应力加固的作用,但存在以下不足之处:第一、需在梁侧或梁底新增20cm?50cm的混凝土,桥梁自重增加较大且不美观;第二、预应力筋裸露在空气中,需定期采取措施防止预应力筋锈蚀,不易养护且后期养护费用高;第三、新增预应力筋的动力性能较差,需采取措施减小预应力筋与结构的共振效应;第四、根据结构受力及构造特点需将预应力筋弯起锚固,弯起定位主要靠转向块来实现,转向块及锚固块处应力较为集中;转向块一旦松动或滑移,将产生极大的预应力损失甚至预应力失效;第五、对原结构的刚度贡献非常有限。
[0003]另外,目前所采用的常规钢板-混凝土组合加固方法有如下缺陷:第一、普通钢板混凝土为被动加固,虽能较大程度的提高结构承载力,但不能提供结构的反向挠度,不能有效恢复原有预拱度;第二、常见带直束带预应力的钢板-混凝土组合加固体锚固端易出现钢板刚度不足等而引起钢板局部上翘或鼓包,导致锚固段钢板和混凝土之间不能密切结合;第三,常规的预应力加固均为锚下混凝土强度达到设计强度后就封锚,但是一旦封锚,根据目前的预应力测试手段,结构内的预应力的损失变化无法准确测量;第四,一旦预应力封锚后,即使由于其他原因导致预应力损失较大而未达到理想效果,只能徒增自重,不易再次处理,也就是说,预应力损失后不易采取其他补救措施。综上,现有的箱梁预应力加固方法存在加固结构外观不规整、预应力筋维护困难、新增预应力筋动力性能较差、预应力损失后不易采取其他补救措施、无法准确测定结构中新增预应力筋的有效预应力等问题。因而,现如今缺少一种结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,能对简便测试出加固构造内的有效预应力,并能根据预应力检测结果进行继续张拉和预应力控制。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好,能对简便测试出加固构造内的有效预应力,并能根据预应力检测结果进行继续张拉和预应力控制。
[0005]为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:包括布设在所加固桥梁梁体的梁体加固构造内的多道无粘结预应力钢筋、多个分别安装在多道所述无粘结预应力钢筋上的预应力张拉机构和多个分别安装在多道所述无粘结预应力钢筋上的预应力检测机构,多道所述无粘结预应力钢筋均沿所加固桥梁梁体的纵桥向布设,所述预应力张拉机构和所述预应力检测机构的数量均与无粘结预应力钢筋的数量相同;所加固桥梁梁体为钢筋混凝土结构,所述梁体加固构造为位于所加固桥梁梁体的需加固区外侧的钢板-混凝土结构,所述钢板-混凝土结构包括固定在所述需加固区外侧的钢套箱和浇筑于所述钢套箱内的混凝土结构,多道所述无粘结预应力钢筋均浇筑于混凝土结构内,多道所述无粘结预应力钢筋的两端均伸出至所述钢套箱外侧,且所述无粘结预应力钢筋的两端伸出至所述钢套箱外侧的节段均为张拉端;所述预应力张拉机构包括两个分别安装在无粘结预应力钢筋两端的张拉锚具,所述张拉锚具位于所述钢套箱外侧;所述预应力检测机构包括两个分别安装在无粘结预应力钢筋两端的预应力检测单元和两个分别布设在无粘结预应力钢筋的两个张拉端外侧的密闭防护罩,两个所述密闭防护罩分别位于所述钢套箱的前后两侧,所述张拉锚具和所述预应力检测单元均位于所述密闭防护罩内;所述密闭防护罩固定在所加固桥梁梁体上。
[0006]上述一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征是:所述预应力检测单元为压力传感器。
[0007]上述一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征是:两个所述预应力检测单元分别位于两个所述张拉锚具与所述钢套箱的前侧壁和后侧壁之间。
[0008]上述一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征是:所述密闭防护罩包括支撑龙骨和由多块安装在支撑龙骨外侧的防护板组装而成的防护罩体,所述支撑龙骨通过连接螺栓固定安装在所加固桥梁梁体上。
[0009]上述一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征是:所述密闭防护罩为立方体,所述密闭防护罩的宽度小于所述钢套箱的宽度,所述密闭防护罩的长度大于所述张拉端的长度。
[0010]上述一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征是:所述防护板的数量为5个,5个所述防护板均为矩形平板,5个所述防护板分别布设在支撑龙骨的左侧、右侦U、上部、下部和外侧,5个所述防护板与所述钢套箱的前侧壁或后侧壁连接组成一个密闭腔体;两个所述密闭防护罩与所述钢套箱连接为一体。
[0011]上述一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征是:多道所述无粘结预应力钢筋布设在同一平面上,且多道所述无粘结预应力钢筋均位于所加固桥梁梁体下方。
[0012]上述一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征是:多道所述无粘结预应力钢筋呈均匀布设。
[0013]上述一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征是:所述张拉端的长度为20cm?70cm。
[0014]上述一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征是:所述钢套箱由下至上套装在所述需加固区上且其为上部开口的箱体,所述混凝土结构与所加固桥梁梁体连接为一体。
[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、结构简单、设计合理且安装布设方便,投入成本较低。
[0017]2、所采用的密闭防护罩结构简单、拆装方便且使用效果好,能有效保证位于其内部的张拉锚具、无粘结预应力钢筋4的张拉端等钢构件锈蚀,并且能对预应力检测单元进行有效保护,使得预应力检测单元不受外界环境影响,检测精度高且使用寿命长。
[0018]3、通过本实用新型将所加固桥梁梁体的加固方式调整为主动加固方式,能提供所加固梁体的反向挠度,因而能有效恢复所加固梁体的原有预拱度,能简便测试出加固构造内的有效预应力,并结合所加固桥梁根据运营情况,可在运营后进行继续张拉和预应力控制,能有效解决现有预应力加固结构存在的预应力损失变化无法准确测量、一旦封锚后预应力调整难度大甚至无法调整等问题。
[0019]同时,所采用的加固构造为钢板-混凝土与无粘结预应力钢筋相结合的加固构造,钢板-混凝土大幅度增加了结构承载能力及结构刚度,有效地提高了加固效率;同时减小了结构的加固厚度,减轻了加固结构重量;所采用的预应力筋为经过处置的无粘结预应力筋,防腐性能好,防止了因预应力筋与混凝土结构变形不协调引起的附加应力,安全可靠、预应力损失较小;新增预应力筋位于新加固混凝土内部,不存在减振止振问题,无需安装减震装置;并且,加固结构与原小箱梁结构的结合部位面积较大,植筋均匀,应力相对分散,省去了转向块及锚固块处应力集中的问题,极大降低了预应力损失甚至失效的风险。
[0020]4、所采用的由钢板形成的钢套箱,在施工时兼做浇筑混凝土结构的模板,省去拆模工序,施工方便快速。
[0021]5、实用价值高,能简便测试出加固构造内的有效预应力,并能根据预应力检测结果进行继续张拉和预应力控制,因而能有效解决现有箱梁预应力加固方法存在的新增预应力筋的预应力损失后不易采取其他补救措施、无法准确测定结构中新增预应力筋的有效预应力等问题。
[0022]综上所述,本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好,能对简便测试出加固构造内的有效预应力,并能根据预应力检测结果进行继续张拉和预应力控制。
[0023]下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的结构示意图。
[0025]图2为本实用新型的使用状态参考图。
[0026]图3为图2中A处的局部放大图。
[0027]图4为本实用新型的布设位置示意图。
[0028]图5为本实用新型密闭防护罩的上部结构示意图。
[0029]图6为本实用新型钢套箱的内部结构示意图。
[0030]附图标记说明:
[0031]I 一底钢板;2—纵向钢板;3—端部封堵钢板;
[0032]3-1—上角钢;3-2—下角钢;4一无粘结预应力钢筋;
[0033]5—混凝土结构;6-1—铺检一 ;6-2—铺检_.;
[0034]7一定位钢筋;8—植筋;9一端部加劲肋板;
[0035]10—所加固小箱梁; 11 一压力传感器;12—支撑龙骨;
[0036]13一防护板;14-1一上加劲肋板; 14-2—下加劲肋板;
[0037]15—张拉锚具。

【具体实施方式】
[0038]如图1、图2、图3、图4及图5所示,本实用新型包括布设在所加固桥梁梁体的梁体加固构造内的多道无粘结预应力钢筋4、多个分别安装在多道所述无粘结预应力钢筋4上的预应力张拉机构和多个分别安装在多道所述无粘结预应力钢筋4上的预应力检测机构,多道所述无粘结预应力钢筋4均沿所加固桥梁梁体的纵桥向布设,所述预应力张拉机构和所述预应力检测机构的数量均与无粘结预应力钢筋4的数量相同。所加固桥梁梁体为钢筋混凝土结构,所述梁体加固构造为位于所加固桥梁梁体的需加固区外侧的钢板-混凝土结构,所述钢板-混凝土结构包括固定在所述需加固区外侧的钢套箱和浇筑于所述钢套箱内的混凝土结构5,多道所述无粘结预应力钢筋4均浇筑于混凝土结构5内,多道所述无粘结预应力钢筋4的两端均伸出至所述钢套箱外侧,且所述无粘结预应力钢筋4的两端伸出至所述钢套箱外侧的节段均为张拉端。所述预应力张拉机构包括两个分别安装在无粘结预应力钢筋4两端的张拉锚具15,所述张拉锚具15位于所述钢套箱外侧。所述预应力检测机构包括两个分别安装在无粘结预应力钢筋4两端的预应力检测单元和两个分别布设在无粘结预应力钢筋4的两个张拉端外侧的密闭防护罩,两个所述密闭防护罩分别位于所述钢套箱的前后两侧,所述张拉锚具15和所述预应力检测单元均位于所述密闭防护罩内;所述密闭防护罩固定在所加固桥梁梁体上。
[0039]本实施例中,所述预应力检测单元为压力传感器11。实际使用过程中,通过压力传感器11检测实际预应力张拉效果。
[0040]实际安装时,两个所述预应力检测单元分别位于两个所述张拉锚具15与所述钢套箱的前侧壁和后侧壁之间。
[0041]本实施例中,所述密闭防护罩包括支撑龙骨12和由多块安装在支撑龙骨12外侧的防护板13组装而成的防护罩体,所述支撑龙骨12通过连接螺栓固定安装在所加固桥梁梁体上。
[0042]并且,所述密闭防护罩为立方体,所述密闭防护罩的宽度小于所述钢套箱的宽度,所述密闭防护罩的长度大于所述张拉端的长度。
[0043]本实施例中,所述防护板13的数量为5个,5个所述防护板13均为矩形平板,5个所述防护板13分别布设在支撑龙骨12的左侧、右侧、上部、下部和外侧,5个所述防护板13与所述钢套箱的前侧壁或后侧壁连接组成一个密闭腔体。两个所述密闭防护罩与所述钢套箱连接为一体。
[0044]本实施例中,多道所述无粘结预应力钢筋4布设在同一平面上,且多道所述无粘结预应力钢筋4均位于所加固桥梁梁体下方。并且,多道所述无粘结预应力钢筋4呈均匀布设。
[0045]本实施例中,所述张拉端的长度为20cm?70cm。
[0046]实际施工时,可以根据具体需要,对所述张拉端的长度进行相应调整。
[0047]本实施例中,所述钢套箱由下至上套装在所述需加固区上且其为上部开口的箱体,所述混凝土结构5与所加固桥梁梁体连接为一体。
[0048]本实施例中,所加固桥梁梁体为小箱梁10。
[0049]结合图6,所述钢套箱包括布设在小箱梁10的需加固区下方的底钢板1、两个分别布设在所述需加固区左右两侧的纵向钢板2和两个分别布设在所述需加固区纵向前后两端的端部封堵钢板3,所述底钢板I和两个所述纵向钢板2均呈纵桥向布设,所述底钢板I和纵向钢板2均为平直钢板且二者的纵向长度均与所述需加固区的长度相同。两个所述端部封堵钢板3均呈横桥向布设;所述底钢板I与小箱梁10的底板呈平行布设,两个所述纵向钢板2分别与小箱梁10的左右两侧腹板呈平行布设。多道所述无粘结预应力钢筋4的两端均伸出至端部封堵钢板3外侧,所述张拉锚具15位于端部封堵钢板3外侧,所述密闭防护罩内位于端部封堵钢板3外侧,所述密闭防护罩位于小箱梁10下方且其安装在小箱梁10的底板上。所述预应力检测单元安装在张拉锚具15与端部封堵钢板3之间,所述预应力检测单元为布设在所述张拉端上的测力环。
[0050]实际进行加固时,所述底钢板I的前后两侧上方均设置有多道上加劲肋板14-1,多道所述上加劲肋板14-1均呈纵桥向布设,多道所述上加劲肋板14-1的结构和尺寸均相同且其均与底钢板I呈垂直布设,多道所述上加劲肋板14-1均位于端部封堵钢板3内侧且其均固定在端部封堵钢板3的内侧壁上,多道所述上加劲肋板14-1均与端部封堵钢板3呈垂直布设。
[0051]本实施例中,所述端部封堵钢板3的底部伸至底钢板I下方,所述端部封堵钢板3的位于底钢板I下方的部分为下部钢板,所述下部钢板的内侧壁上设置有多道呈平行布设的下加劲肋板14-2,多道所述下加劲肋板14-2均与端部封堵钢板3呈垂直布设。
[0052]本实施例中,多道所述下加劲肋板14-2的数量与多道所述上加劲肋板14-1的数量相同,多道所述下加劲肋板14-2分别布设在多道所述上加劲肋板14-1的正下方;多道所述上加劲肋板14-1的底部均焊接固定底钢板I上,且多道所述下加劲肋板14-2的顶部均焊接固定底钢板I上。
[0053]本实施例中,所述端部封堵钢板3包括左右两个分别与两个所述纵向钢板2紧固连接的上角钢3-1和一个与底钢板I紧固连接的下角钢3-2,两个所述上角钢3-1呈纵桥向布设且所述下角钢3-2呈横桥向布设,两个所述上角钢3-1分别与两个所述纵向钢板2呈平行布设,所述下角钢3-2与底钢板I呈平行布设。所述上角钢3-1的长度与纵向钢板2的宽度一致,所述上角钢3-1的一边平贴并固定在小箱梁10的腹板上且其为梁体固定边,上角钢3-1的另一边为封堵边且其外端与纵向钢板2紧固连接为一体。所述下角钢3-2的长度与底钢板I的宽度一致,所述下角钢3-2的一边平贴并固定在小箱梁10的底板上且其为梁体加固边,下角钢3-2的另一边为封堵边且其底部与底钢板I紧固连接为一体,所述下角钢3-2的封堵边左右两端分别与两个所述上角钢3-1紧固连接为一体。
[0054]所述底钢板I通过多个锚栓一 6-1紧固固定在小箱梁10的底板上,两个所述纵向钢板2均通过多个所述锚栓一 6-1紧固固定在小箱梁10的左右两侧腹板上,所述上角钢
3-1的梁体固定边通过多个锚栓二 6-2紧固固定在小箱梁10的腹板上,所述下角钢3-2的梁体固定边通过多个所述锚栓二 6-2紧固固定在小箱梁10的底板上。本实施例中,所述锚栓一 6-1的长度大于锚栓二 6-2的长度。
[0055]本实施例中,所述上角钢3-1和下角钢3-2均为直角角钢。
[0056]本实施例中,所述底钢板I和两个所述纵向钢板2均为矩形钢板。
[0057]本实施例中,两个所述纵向钢板2呈左右对称布设,且两个所述端部封堵钢板3呈前后对称布设。
[0058]实际施工时,每道所述无粘结预应力钢筋4均通过多道定位钢筋7进行定位,所述定位钢筋7通过植入小箱梁10梁体内的植筋8固定在小箱梁10上。所述无粘结预应力钢筋4的两端通过张拉锚具15固定在下角钢3-2上。所述无粘结预应力钢筋4的表面涂刷浙青或套装有塑料套管。同时,每道所述无粘结预应力钢筋4两端均设置有多道端部加劲肋板9,多道所述端部加劲肋板9均位于端部封堵钢板3内侧。
[0059]两个所述纵向钢板2与小箱梁10左右两侧腹板之间的混凝土结构5的上表面为由内至外逐渐向下倾斜且坡度为1:1的坡面。也就是说,所述钢套箱内浇筑成型的混凝土结构5在纵向钢板2顶部形成45°的三角形倒角。
[0060]以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:包括布设在所加固桥梁梁体的梁体加固构造内的多道无粘结预应力钢筋(4)、多个分别安装在多道所述无粘结预应力钢筋(4)上的预应力张拉机构和多个分别安装在多道所述无粘结预应力钢筋(4)上的预应力检测机构,多道所述无粘结预应力钢筋(4)均沿所加固桥梁梁体的纵桥向布设,所述预应力张拉机构和所述预应力检测机构的数量均与无粘结预应力钢筋(4)的数量相同;所加固桥梁梁体为钢筋混凝土结构,所述梁体加固构造为位于所加固桥梁梁体的需加固区外侧的钢板-混凝土结构,所述钢板-混凝土结构包括固定在所述需加固区外侧的钢套箱和浇筑于所述钢套箱内的混凝土结构(5),多道所述无粘结预应力钢筋(4)均浇筑于混凝土结构(5)内,多道所述无粘结预应力钢筋(4)的两端均伸出至所述钢套箱外侧,且所述无粘结预应力钢筋(4)的两端伸出至所述钢套箱外侧的节段均为张拉端;所述预应力张拉机构包括两个分别安装在无粘结预应力钢筋(4)两端的张拉锚具(15),所述张拉锚具(15)位于所述钢套箱外侧;所述预应力检测机构包括两个分别安装在无粘结预应力钢筋(4)两端的预应力检测单元和两个分别布设在无粘结预应力钢筋(4)的两个张拉端外侧的密闭防护罩,两个所述密闭防护罩分别位于所述钢套箱的前后两侧,所述张拉锚具(15)和所述预应力检测单元均位于所述密闭防护罩内;所述密闭防护罩固定在所加固桥梁梁体上。
2.按照权利要求1所述的一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:所述预应力检测单元为压力传感器(11)。
3.按照权利要求1或2所述的一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:两个所述预应力检测单元分别位于两个所述张拉锚具(15)与所述钢套箱的前侧壁和后侧壁之间。
4.按照权利要求1或2所述的一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:所述密闭防护罩包括支撑龙骨(12)和由多块安装在支撑龙骨(12)外侧的防护板(13)组装而成的防护罩体,所述支撑龙骨(12)通过连接螺栓固定安装在所加固桥梁梁体上。
5.按照权利要求4所述的一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:所述密闭防护罩为立方体,所述密闭防护罩的宽度小于所述钢套箱的宽度,所述密闭防护罩的长度大于所述张拉端的长度。
6.按照权利要求5所述的一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:所述防护板(13)的数量为5个,5个所述防护板(13)均为矩形平板,5个所述防护板(13)分别布设在支撑龙骨(12)的左侧、右侧、上部、下部和外侧,5个所述防护板(13)与所述钢套箱的前侧壁或后侧壁连接组成一个密闭腔体;两个所述密闭防护罩与所述钢套箱连接为一体。
7.按照权利要求1或2所述的一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:多道所述无粘结预应力钢筋(4)布设在同一平面上,且多道所述无粘结预应力钢筋(4)均位于所加固桥梁梁体下方。
8.按照权利要求7所述的一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:多道所述无粘结预应力钢筋(4)呈均匀布设。
9.按照权利要求1或2所述的一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:所述张拉端的长度为20cm?70cm。
10.按照权利要求1或2所述的一种桥梁梁体加固构造用预应力张拉及检测装置,其特征在于:所述钢套箱由下至上套装在所述需加固区上且其为上部开口的箱体,所述混凝土结构(5)与所加固桥梁梁体连接为一体。
【文档编号】E01D22/00GK204000645SQ201420459533
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】石雄伟, 袁卓亚, 柯亮亮, 许冰, 秦军, 冯威, 雷丹, 苗建宝, 杨芳 申请人:西安公路研究院
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