采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁工程技术领域，尤其涉及一种采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法。
【背景技术】
[0002]目前，混凝土箱梁桥已经成为我国大跨度桥梁的主要桥型之一。然而由于设计、施工和运营管理等方面存在不足或缺陷，目前在役的大跨度预应力混凝土箱梁桥有相当大比例出现了腹板斜裂缝病害，已直接威胁桥梁的耐久和安全性能。
[0003]为抑制腹板已有斜裂缝的进一步发展，提高桥梁的抗剪能力，现有的加固方法包括在箱梁腹板粘贴钢板或碳纤维、张拉竖向预应力、以及增大腹板截面等，这其中粘贴钢板或碳纤维虽然施工简便，然而对于抗剪承载力的提高幅度有限，且影响桥梁的美观；竖向张拉预应力施工难度较大，且面临着预应力损失等问题；增大腹板截面则会大量增加桥梁自重，给桥梁造成额外的荷载效应。并且上述三种方法均无法明显改善箱梁腹板原有的剪力分配状态。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法，通过在箱梁箱室内安装纵桥向的波形钢腹板构件，增加箱梁的腹板数量，减小箱梁原有混凝土腹板的主拉应力，从而达到对箱梁桥的抗剪加固的目的。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法，其特征在于依次按以下步骤进行:
1)在箱梁顶板及箱梁底板进行施工放样定位:通过该放样确定以下位置:纵向箱梁箱室的中心线，即波形钢腹板的中心走向；箱梁顶板开孔尺寸；箱梁底板锚栓孔位置；
2)箱梁顶板开孔:根据步骤I)放样定位的箱梁顶板开孔尺寸，凿除放样范围内箱梁顶板混凝土 ；
3)处理加固结合面:在箱梁底板顶面的加固结合面区域进行打磨、清洗、除尘处理；
4)箱梁底板顶面钻锚栓孔:在步骤I)放样定位的箱梁底板锚栓孔位置，对箱梁底板顶面进行钻锚栓孔；
5)波形钢腹板下料:波形钢腹板包括上翼缘板、波形腹板和下翼缘板，上翼缘板、波形腹板和下翼缘板分块通过箱梁的进人孔进入箱梁箱室；
6)下翼缘板钻孔、打磨:根据步骤4)所述的箱梁底板顶面的锚栓孔位置，对应在下翼缘板相应位置进行钻孔，钻孔完成后对下翼缘板与箱梁底板顶面的接触面进行打磨、除锈处理；
7)波形钢腹板的焊接、安装:在箱梁箱室内部将波形腹板与上翼缘板、下翼缘板焊接拼装；对下翼缘板与箱梁底板顶面进行锚栓连接固定，锚栓依次穿过下翼缘板的钻孔和箱梁底板顶面的锚栓孔，然后进行注胶粘结，使粘结强度达到规定标准；在上翼缘板上与箱梁顶板相对应的一侧面固定设置栓钉；
8)箱梁顶板开孔内浇筑混凝土:在步骤2)所述的箱梁顶板开孔内浇筑混凝土，修复开孔的箱梁顶板。
[0006]所述步骤3)的处理加固结合面中，在箱梁底板的加固结合面的表面凹凸不平的条件下，采用环氧树脂砂浆对箱梁底板的加固结合面进行修补。
[0007]所述步骤8)使用的混凝土为微膨胀混凝土。
[0008]所述步骤4)的箱梁底板顶面钻锚栓孔中，先通过钢筋混凝土保护层测试仪对箱梁底板进行检测，再钻锚栓孔。
[0009]本发明优点在于该加固施工方法通过在箱梁箱室内安装纵桥向的波形钢腹板构件，增加箱梁的腹板数量，减小箱梁原有混凝土腹板的主拉应力，从而达到对箱梁桥的抗剪加固；钢筋混凝土保护层测试仪的使用，可以检测混凝土内部钢筋直径、位置、钢筋分布及钢筋的混凝土保护层厚度，便于打孔；微膨胀混凝土的使用，弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的；本发明的构造及结构受力明确，施工方便，性能可靠，可实现不同箱室数量和不同截面形式(等截面和变截面)时混凝土箱梁桥及预应力混凝土箱梁桥的抗剪加固。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的标准断面示意图；
图2是图1中D-D断面不意图；
图3是图1中E-E断面不意图；
图4是图1中F-F断面不意图。
[0011]图中各部件的附图标记:1-箱梁，2-箱梁顶板，3-箱梁底板，4-箱梁箱室，22-栓钉，23-上翼缘板，24-波形腹板，25-下翼缘板，26-锚栓，27-后浇筑微膨胀混凝土。
【具体实施方式】
[0012]本实施例中锚栓26选用化学锚栓，结合图1至图4所示，本发明的采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法，依次按以下步骤进行:
1)在箱梁顶板2及箱梁底板3进行施工放样定位:通过该放样确定以下位置:纵向箱梁箱室4的中心线，即波形钢腹板的中心走向；箱梁顶板开孔尺寸；箱梁底板锚栓孔位置；
2)箱梁顶板2开孔:根据步骤I)放样定位的箱梁顶板开孔尺寸，凿除放样范围内箱梁顶板2的混凝土，凿除过程中避免损伤原有钢筋；
3)处理加固结合面:在箱梁底板3顶面的加固结合面区域进行打磨、清洗、除尘处理，在箱梁底板3的加固结合面的表面严重凹凸不平的条件下，可采用环氧树脂砂浆对箱梁底板的加固结合面进行修补；
4)箱梁底板3顶面钻锚栓孔:在步骤I)放样定位的箱梁底板锚栓孔位置，通过钢筋混凝土保护层测试仪(钢筋混凝土保护层测试仪为现有技术)对箱梁底板3进行检测，对箱梁底板3顶面进行钻锚栓孔；
5)波形钢腹板下料:波形钢腹板包括上翼缘板23、波形腹板24和下翼缘板25，上翼缘板23、波形腹板24和下翼缘板25分块通过箱梁I的进人孔进入箱梁箱室4 ; 6)下翼缘板25钻孔、打磨:根据步骤4)所述的箱梁底板顶面的锚栓孔位置，对应在下翼缘板25相应位置进行钻孔，钻孔完成后对下翼缘板25上与箱梁底板3顶面的接触面进行打磨、除锈处理；
7)波形钢腹板的焊接、安装:在箱梁箱室4内部将波形腹板24与上翼缘板23、下翼缘板25焊接拼装，其中上翼缘板23与波形腹板24焊接、波形腹板24与下翼缘板25焊接；对下翼缘板25与箱梁底板3顶面进行锚栓连接固定，锚栓26依次穿过下翼缘板25的钻孔和箱梁底板3顶面的锚栓孔，然后进行注胶粘结，使粘结强度达到规定标准；在上翼缘板23上与箱梁顶板2相对应的一侧面焊接栓钉22 ;
8)箱梁顶板2开孔内浇筑混凝土:在步骤2)所述的箱梁顶板2开孔内浇筑微膨胀混凝土形成后浇筑微膨胀混凝土 27，修复开孔的箱梁顶板2，修复完成后所述栓钉22埋在后浇筑微膨胀混凝土 27内部，使上翼缘板23通过栓钉22及后浇筑微膨胀混凝土 27与箱梁顶板2连接。
[0013]通过上述加固施工方法，上翼缘板23通过栓钉22与箱梁顶板2通过后浇筑微膨胀混凝土 27连接，上翼缘板23和波形腹板24采用焊接方式连接，波形腹板24和下翼缘板25亦采用焊接方式连接，下翼缘板25和箱梁底板3通过锚栓26连接，完成混凝土箱梁的抗剪加固。
[0014]本发明优点在于该加固施工方法通过在箱梁箱室4内安装纵桥向的波形钢腹板构件，增加箱梁I的腹板数量，减小箱梁I原有混凝土腹板的主拉应力，从而达到对箱梁桥的抗剪加固；本发明的构造及结构受力明确，施工方便，性能可靠，可实现不同箱室数量和不同截面形式(等截面和变截面)时混凝土箱梁桥及预应力混凝土箱梁桥的抗剪加固。
[0015]以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法，其特征在于依次按以下步骤进行: 1)在箱梁顶板及箱梁底板进行施工放样定位:通过该放样确定以下位置:纵向箱梁箱室的中心线，即波形钢腹板的中心走向；箱梁顶板开孔尺寸；箱梁底板锚栓孔位置； 2)箱梁顶板开孔:根据步骤I)放样定位的箱梁顶板开孔尺寸，凿除放样范围内箱梁顶板混凝土 ； 3)处理加固结合面:在箱梁底板顶面的加固结合面区域进行打磨、清洗、除尘处理； 4)箱梁底板顶面钻锚栓孔:在步骤I)放样定位的箱梁底板锚栓孔位置，对箱梁底板顶面进行钻锚栓孔； 5)波形钢腹板下料:波形钢腹板包括上翼缘板、波形腹板和下翼缘板，上翼缘板、波形腹板和下翼缘板分块通过箱梁的进人孔进入箱梁箱室； 6)下翼缘板钻孔、打磨:根据步骤4)所述的箱梁底板顶面的锚栓孔位置，对应在下翼缘板相应位置进行钻孔，钻孔完成后对下翼缘板与箱梁底板顶面的接触面进行打磨、除锈处理； 7)波形钢腹板的焊接、安装:在箱梁箱室内部将波形腹板与上翼缘板、下翼缘板焊接拼装；对下翼缘板与箱梁底板顶面进行锚栓连接固定，锚栓依次穿过下翼缘板的钻孔和箱梁底板顶面的锚栓孔，然后进行注胶粘结，使粘结强度达到规定标准；在上翼缘板上与箱梁顶板相对应的一侧面固定设置栓钉； 8)箱梁顶板开孔内浇筑混凝土:在步骤2)所述的箱梁顶板开孔内浇筑混凝土，修复开孔的箱梁顶板。
2.根据权利要求1所述的采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法，其特征在于:所述步骤3)的处理加固结合面中，在箱梁底板的加固结合面的表面凹凸不平的条件下，采用环氧树脂砂浆对箱梁底板的加固结合面进行修补。
3.根据权利要求1或2所述的采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法，其特征在于:所述步骤8)使用的混凝土为微膨胀混凝土。
4.根据权利要求1所述的采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法，其特征在于:所述步骤4)的箱梁底板顶面钻锚栓孔中，先通过钢筋混凝土保护层测试仪对箱梁底板进行检测，再钻锚栓孔。
【专利摘要】本发明公开了一种采用波形钢腹板进行混凝土箱梁抗剪加固的施工方法，依次按以下步骤进行：在箱梁顶板及箱梁底板进行施工放样定位、箱梁顶板开孔、处理加固结合面、箱梁底板顶面钻锚栓孔、波形钢腹板下料、下翼缘板钻孔和打磨、波形钢腹板的焊接和安装、箱梁顶板开孔内浇筑混凝土。本发明优点在于通过在箱梁箱室内安装纵桥向的波形钢腹板构件，增加箱梁的腹板数量，减小箱梁原有混凝土腹板的主拉应力，从而达到对箱梁桥的抗剪加固的目的。
【IPC分类】E01D22-00
【公开号】CN104695339
【申请号】CN201510066172
【发明人】王统宁, 唐国斌, 付立军, 吕小武, 胡锋, 程坤, 张建龙
【申请人】河南省交通科学技术研究院有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月9日