一种对三跨普通钢筋连续梁桥的中跨进行加固的方法

文档序号:8334807阅读:591来源:国知局
一种对三跨普通钢筋连续梁桥的中跨进行加固的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及公路桥梁,特别是一种对三跨普通钢筋连续梁桥的中跨通过恒载弯矩 卸载后粘贴钢板进行加固的方法。
【背景技术】
[0002] 普通钢筋连续梁桥是中小跨径桥梁中常用的一种桥型,它具有接缝少、刚度好、行 车平顺舒适等优点,在(15~30)m跨度内常是桥型方案比选的优胜者,多数以混凝土箱形 截面为主。三跨普通钢筋连续梁桥是较为常见的桥跨组合,一般中跨的跨度较两个边跨跨 度大,中跨的跨度与边跨的跨度比常在1:〇. 5~0.8,所以中跨是桥梁设计的主要控制位 置,也是桥梁实际运营中比较容易出现问题的位置。中跨的跨中弯矩是中跨受力的重要因 素,部分三跨普通钢筋连续梁桥投入运营后,由于主梁的抗弯承载力不足,当主梁的中跨跨 中附近的底板弯曲应力超过混凝土的极限抗拉强度时,主梁的中跨跨中底板会出现横向裂 缝,严重时横向裂缝贯穿底板,甚至向上延伸至翼缘。这时就需要对主梁的中跨进行加固维 修,以保证结构的安全性和耐久性。
[0003] 对三跨普通钢筋连续梁桥的中跨进行加固,常采用的方法是直接在主梁的中跨底 板上粘贴钢板。这种加固形式的缺陷是,钢板不能参与承担加固前已经作用在主梁上的恒 载弯矩,只能参与承担汽车荷载引起的弯矩,加固后主梁的抗弯承载力提高有限;钢板与主 梁既有的受拉钢筋相比,其应力应变相对滞后,在极限状态时,其应力应变远达不到抗拉强 度设计值,但主梁的中跨受拉钢筋已经达到其抗拉设计强度,造成不能充分发挥钢板的材 料性能。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的是提供一种对三跨普通钢筋连续梁桥的中跨进行加固的方法,以克 服上述直接在主梁的中跨底板粘贴钢板加固方法存在的缺陷。
[0005] 为实现上述目的,本发明采取将三跨普通钢筋连续梁桥中跨加固前存在的恒载弯 矩卸载后粘贴钢板的方法进行加固,其施工步骤如下:
[0006] 步骤1、在主梁的中跨下搭设施工用操作平台;
[0007] 步骤2、对主梁的中跨底板需粘贴钢板的部位进行处理
[0008] 先对裂缝进行封闭或灌封;达到养护时间后凿除2~8_厚混凝土表层,使坚实的 混凝土内层露出;然后用斩斧轻斩露出的混凝土表面,形成整齐的粗糙面;除去表面上的 粉尘;对表面较严重的凹凸不平用环氧树脂砂浆修补;
[0009] 步骤3、在主梁的两个边跨桥墩上以桥梁中心线为基准分别对称安装两个千斤顶, 利用千斤顶将主梁的两个边跨顶起,使其高出边跨支座〇. 5~2cm,将原由边跨支座承担的 主梁恒载转由千斤顶承担;然后拆除边跨支座;
[0010] 步骤4、对主梁的中跨恒载弯矩进行卸载
[0011] 降低千斤顶的高度,使其低于边跨支座的高度,千斤顶高度降低后,主梁的边跨 随之下挠,利用主梁的边跨下挠在中跨产生的负弯矩,对中跨恒载弯矩进行全部或部分卸 载;
[0012] 为确保千斤顶高度低于边跨支座高度后桥梁的安全,千斤顶较边跨支座的降低高 度a通过下式求得:
[0013]a-niin{a"七,七,£!4}
[0014] 其中,叫为使主梁的中跨负弯矩达到极限抗弯承载力Mu时的千斤顶较边跨支座的 降低高度(mm),S1由下式求得:
[0015] O1 -(/V/"-1.2/^,)/(1.2^)
[0016] 式中:
[0017]Mu:中跨支座处主梁的极限抗弯承载力(Nmm),由《公路钢筋混凝土及预应力混凝 土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第5. 2条求得,
[0018]M1:中跨支座处主梁的中跨恒载弯矩(Nmm),通过建立桥梁结构力学模型或桥梁结 构有限元模型计算求得,
[0019] M:每Imm千斤顶较边跨支座的降低高度在中跨产生的弯矩(Nmm);
[0020] &2为使中跨支座处主梁的上缘达到最大裂缝宽度限值Wu时千斤顶较边跨支座的 降低高度(mm),a2由下式求得:
【主权项】
1. 一种对三跨普通钢筋连续梁桥的中跨进行加固的方法,其特征在于,包括以下施工 步骤: 步骤1、在主梁(1)的中跨下搭设施工用操作平台(5); 步骤2、对主梁(1)的中跨底板需粘贴钢板的部位进行处理 先对裂缝进行封闭或灌封;达到养护时间后凿除2~8_厚混凝土表层,使坚实的混凝 土内层露出;然后用斩斧轻斩露出的混凝土表面,形成整齐的粗糙面;除去表面上的粉尘; 对表面较严重的凹凸不平用环氧树脂砂浆修补; 步骤3、在主梁的两个边跨桥墩(4-1)上以桥梁中心线为基准分别对称安装两个千斤 顶(6),利用千斤顶将主梁的两个边跨顶起,使其高出边跨支座(2)0. 5~2cm,将原由边跨 支座(2)承担的主梁恒载转由千斤顶(6)承担;然后拆除边跨支座(2); 步骤4、对主梁(1)的中跨恒载弯矩进行卸载 降低千斤顶的高度,使其低于边跨支座的高度,千斤顶高度降低后,主梁的边跨随之下 挠,利用主梁的边跨下挠在中跨产生的负弯矩,对中跨恒载弯矩进行全部或部分卸载; 为确保千斤顶高度低于边跨支座高度后桥梁的安全,千斤顶较边跨支座的降低高度a 通过下式求得: B - ITlin 3-2? ^3? 其中,%为使主梁(1)中跨负弯矩达到极限抗弯承载力Mu时的千斤顶较边跨支座的降 低高度,S1由下式求得: α, =(M"-1.2M, )/(1.2M) 式中: Mu:中跨支座(3)处主梁的极限抗弯承载力,由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计规范》(JTG D62-2004)第5. 2条求得, M1:中跨支座(3)处主梁的中跨恒载弯矩,通过建立桥梁结构力学模型或桥梁结构有限 元模型计算求得, i?:每Imm千斤顶较边跨支座的降低高度在中跨产生的弯矩; %为使中跨支座处主梁的上缘达到最大裂缝宽度限值Wu时千斤顶较边跨支座的降低 高度,a2由下式求得:
式中: Wu:最大裂缝宽度限值,I类和II类环境最大裂缝宽度限值为0. 2mm,III类和IV类环境 最大裂缝宽度限值为〇· 15mm, Es:纵向受拉钢筋的弹性模量,对R235钢筋E s= 2. I X 10 5N/mm2,对HRB335钢筋Es = 2. OX IOWmm2, As:中跨支座处主梁的上缘纵向受拉钢筋截面面积, hQ:中跨支座处主梁的有效高度, C1:钢筋表面形状系数,对光面钢筋,C1= 1.4;对带肋钢筋,C1= 1.0, P :纵向受拉钢筋配筋率,当主梁截面为矩形时,P = ;^-,其中b为截面宽度(mm);当 主梁截面为T形或箱形时,
其中b为截面腹板宽度(mm),bf为构件受拉 翼缘的宽度(mm),1^为构件受拉翼缘的厚度(mm);当计算值P > 0. 02时,取P = 0. 02, P < 0· 006 时,取 P = 0· 006, d :纵向受拉钢筋直径, a3为能抵消主梁的中跨跨中恒载弯矩的千斤顶较边跨支座的降低高度,a 3由下式求 得:
式中: M2:主梁的中跨跨中恒载弯矩,通过建立桥梁的结构力学模型或桥梁结构有限元模型 计算求得; a4为千斤顶较边跨支座能够降低的最大高度,a 4由下式求得: - ?_? 1 t:边跨支座⑵高度, 千斤顶(6)的最小商度; 步骤5、在主梁(1)的中跨底板上粘贴和固定钢板(8) 在主梁(1)的中跨恒载弯矩卸载后,先对钢板的粘合面进行清理,使粘合面出现金属 光泽,再经打磨,形成粗糙的粘合面,用丙酮将粘合面擦干净;然后用粘结剂(7)粘贴和固 定钢板:粘结剂采用环氧类粘结剂,将粘结剂同时涂抹在已处理好的主梁的中跨混凝土底 板和钢板粘合面上,涂抹厚度为1~3_ ;然后将钢板贴于预定位置;粘贴好钢板后,轻轻敲 击钢板,如无空洞声,表示已粘贴密实,有空洞声,表示有空气,未粘贴密实,应剥下钢板,补 粘结剂后重新粘贴;钢板粘贴好以后立即加以顶撑,顶撑压力保持〇. 05~0.1 MPa,使粘结 剂恰好从钢板的边缝中挤出为度,然后在20°C以上常温下使粘结剂固化24小时,固化期间 不得对钢板有任何扰动;固化后拆除支撑; 步骤6、完成钢板粘贴和固定后,利用千斤顶将主梁的两个边跨顶起,使主梁的两个边 跨高出边跨支座高度0. 5~2cm,然后将步骤3拆除的边跨支座重新安装到原位置; 步骤7、降低千斤顶高度,使主梁的边跨重新坐落在边跨支座上,由千斤顶承担的主梁 恒载转由边跨支座承担;然后移出千斤顶,至此完成三跨普通钢筋连续梁桥的中跨恒载弯 矩卸载加固的施工。
【专利摘要】一种对三跨普通钢筋连续梁桥的中跨进行加固的方法,其步骤包括,搭设施工操作平台;中跨底板表面处理;利用千斤顶将两个边跨顶起后拆除边跨支座;降低千斤顶高度低于边跨支座高度,通过计算取得千斤顶较边跨支座的降低值;在中跨恒载弯矩卸载后粘贴和固定钢板;用千斤顶将边跨顶起,将拆除的边跨支座重新安装到原位置;降低千斤顶高度,使边跨重新坐落在边跨支座上,然后移出千斤顶。该方法采取在中跨恒载弯矩卸载后粘贴加固钢板,使钢板不仅可以参与承担汽车荷载和后加恒载,而且还能参与承担所卸载的恒载弯矩,能有效提高主梁的抗弯承载能力,同时也较为充分的发挥加固钢板的材料性能;施工过程中千斤顶降低高度不会影响桥梁安全。
【IPC分类】E01D22-00
【公开号】CN104652296
【申请号】CN201510122902
【发明人】薛兴伟, 张敏江, 张海, 王泽成
【申请人】沈阳建筑大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月19日
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