一种T型刚构桥斜拉加固结构及其施工方法与流程

本发明涉及桥梁工程领域，特别是一种t型刚构桥斜拉加固结构及其施工方法。

背景技术：

大量的t型刚构桥在投入使用后，常出现一些病害，其中较为典型的病害是在t型刚构桥的t构(实际工程中，常将桥墩与t构主梁组成的结构称为t构)的桥墩上方的t构主梁的顶部因抗弯承载能力而产生裂缝。

针对这一技术问题，cn102286938a专利文献披露了一种适用于大跨径箱梁桥和连续刚构桥的斜拉体系加固结构，该加固结构是在原桥位桩基的两侧各增加两根新桩基，新桩基与原桩构造相同，与原承台两侧连接的是采用植筋及环向预应力措施的新承台，两侧的新承台上分别设置主塔，连续墩处桥塔采用预应力混凝土结构，塔身设置竖向预应力，刚构墩处桥塔采用普通混凝土结构，在原混凝土主梁底面植筋锚固钢支架，并通过高强螺栓固定钢托梁，形成托架，斜拉索斜向装在托架和主塔之间。

该加固方法应用于解决t型刚构桥上述病害时，存在以下技术问题：

1、加固结构需要在主梁的两侧增设桩基、承台和墩柱后才能架立主塔，桩基、承台及墩柱的施工周期长、难度大，尤其是在水中施工、且桥墩较高时，费用更高，难度更大。

2、为使斜拉索能作用于主梁而设置的托架需要布置于梁底，且其长度需要大于桥梁的宽度，一般桥梁的宽度有10多米，甚至20多米，导致托架的结构十分庞大，不仅耗费材料，经济性不佳，而且庞大托架的自重给斜拉索带来相当大的负担。

3、单独一个t型刚构桥的桥墩处需要两个主塔及配套的斜拉索，工程量十分庞大，对于全桥而言，则更甚。

4、缺乏一套有效、完整的施工技术方案可供参考。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种结构简单小型化、成本低和施工快捷的t型刚构桥斜拉加固结构及其施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种t型刚构桥斜拉加固结构，包括主塔和斜拉索；在位于t型刚构桥的桥墩上方、t构主梁的顶板下方的两腹板之间有塔基横梁，塔基横梁内埋有两端穿过腹板的塑料波纹管，塑料波纹管内穿设有预应力钢筋，预应力钢筋的两端张拉后锚固于腹板上；所述主塔设在对应塔基横梁处的顶板上表面t构中心线处，主塔内中有上下间隔埋置的四个索鞍，四个索鞍自下而上与桥面的距离分别为l/3、5l/12、l/2、7l/12，其中l为t构悬臂长度；在主塔两侧分别有对称设置于两腹板之间的四个锚固梁，四个锚固梁沿顺桥向与t构中心线的距离分别为l/3、l/2、2l/3、5l/6，其中l为t构悬臂长度；四个锚固梁与其对应的顶板中分别有索孔，所述斜拉索分别穿过索鞍及与索鞍对应的索孔，张拉后锚固于锚固梁上。

上述t型刚构桥斜拉加固结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：对设置塔基横梁处的腹板进行表面凿毛、植筋后搭设模板，绑扎钢筋，然后在腹板上开设孔道，将塑料波纹管穿过孔道布置于塔基横梁的下部，然后采用混凝土浇筑形成塔基横梁，5～10天后，在塑料波纹管内穿预应力钢筋，将预应力钢筋张拉后锚固于腹板上；

步骤二：对设置主塔处的顶板的上表面进行表面凿毛、植筋后搭设模板，绑扎钢筋，然后采用混凝土浇筑形成主塔；同时在主塔内埋设索鞍；

步骤三：对设置锚固梁处的腹板进行表面凿毛、植筋后搭设模板，绑扎钢筋，然后浇筑混凝土形成锚固梁；

步骤四：在顶板和锚固梁中开设用于穿斜拉索的索孔，将斜拉索穿过索孔和与索孔对应的索鞍，然后按以下公式计算出的张拉力fp进行张拉：

式中：

l为t构悬臂长度(m)，

δm为卸载弯矩(kn·m)，具体为加固时需要对t构中心线处t构主梁卸载的弯矩值，

斜拉索张拉完成后将其锚固于锚固梁上，结束施工。

与上述现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、采用本发明对t型刚构桥进行加固，则单独一个桥墩处仅需要一个主塔及配套的斜拉索，且不需桥下施工，工程量大幅减小，经济性好，施工难度小，施工周期短。

2、在塔基横梁内配置预应力钢筋，可有效保证塔基横梁具有良好的强度和抗裂性能，为主塔提供了可靠基础。

3、斜拉索锚固用的锚固梁设置于腹板之间，比现有技术的托架结构简单，体积小，重量轻，耗费材料少，经济性好，对斜拉索的负担小。

4、按照设定的位置布设索鞍和锚固梁，并按照张拉力计算公式对每根斜拉索进行张拉，可使t构中心线处t构主梁卸载的弯矩值恰好达到δm；每根斜拉索均采用相同的张拉力进行张拉，方便施工，斜拉索的选型也十分方便。

5、本发明为t型刚构桥的加固提供了一套完整、有效、独特的施工方案，可实现t构中心线处t构主梁弯矩的卸载，达到加固t型刚构桥的目的。

附图说明

图1为本发明t型刚构桥斜拉加固结构实施例的立面图，其中zxx表示t构中心线；

图2为图1中a-a的剖视图；

图中：1—t型刚构桥，2—塔基横梁，3—腹板，4—塑料波纹管，5—预应力钢筋，6—主塔，7—索鞍，8—锚固梁，9—斜拉索，10—桥墩，11—t构主梁，12—索孔，13—顶板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

结合图1，本实施例t型刚构桥1的桥梁组合为(80+150+80)m，t构悬臂长度l＝60m，其在桥墩10处的t构主梁11的顶部出现因抗弯承载能力不足引起的裂缝，裂缝最大宽度为0.33mm。

结合图1和图2，该t型刚构桥的斜拉加固结构为：在位于t型刚构桥1的桥墩10上方、t构主梁11的顶板13下方的两腹板3之间有顺桥向长6m、横桥向宽10m(该宽度与两腹板3的间距相同)、高3m的塔基横梁2，塔基横梁2底部埋设5道φ90mm塑料波纹管4，每道塑料波纹管4内穿设有由17根φ^s15.20-1x7钢绞线构成的预应力钢筋5，预应力钢筋5的两端张拉后锚固于腹板3上；在对应塔基横梁2处的顶板13的上表面有竖直立于t构中心线处的主塔6，主塔顺桥向长3m，横桥向宽2m，高40m，在主塔距离桥面20m、25m、30m、35m的位置处分别埋置索鞍7；在主塔两侧、顺桥向有间隔对称设置于两腹板之间的两组、每组4个的锚固梁8，每组的4个锚固梁距离t构中心线的距离分别为20m、30m、40m、50m，锚固梁顺桥向长4m、横桥向宽10m(该宽度与两腹板3的间距相同)、高1m；锚固梁和(对应的)顶板中有直径φ273mm的索孔12，所述索鞍与索孔之间穿设有张拉后锚固于锚固梁和主塔的250a-19型斜拉索9。

上述t型刚构桥斜拉加固结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：对设置塔基横梁处的腹板进行表面凿毛、植筋后搭设模板，绑扎塔基横梁钢筋，然后在两侧腹板上分别开设5个相互间距50cm、直径94mm的孔道，将塑料波纹管4穿过孔道布置于塔基横梁的下部，然后采用c50混凝土浇筑形成塔基横梁，7天后，在塑料波纹管内穿预应力钢筋，将预应力钢筋张拉后锚固于腹板上。

步骤二：对设置主塔处的顶板的上表面进行表面凿毛、植筋后搭设模板，绑扎钢筋，然后采用c50混凝土浇筑形成主塔；同时在主塔内按设定位置和设定尺寸埋设4个索鞍。

步骤三：对设置锚固梁处的腹板进行表面凿毛、植筋后搭设模板，绑扎钢筋，然后浇筑c50混凝土形成锚固梁。

步骤四：在顶板和锚固梁中按设定尺寸开设用于穿斜拉索的索孔，将斜拉索穿过索孔和与索孔对应的索鞍，然后按计算公式得出的张拉力fp进行张拉：

加固时需要对t构中心线处t构主梁卸载的弯矩值为120700kn·m，即卸载弯矩δm＝120700kn·m，将其代入计算公式得出张拉力fp为：

斜拉索张拉完成后将其锚固于锚固梁上，施工结束。