一种装配式板桥体外预应力施加方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及公路桥梁施工和养护技术领域，尤其是一种装配式板桥体外预应力施 加方法。
【背景技术】
[0002] 改革开放W来，我国公路交通事业得到了迅猛的发展，截至2014年底全国公路总 里程达446. 39万公里，其中高速公路里程11. 19万公里。桥梁是公路的重要组成部分，随着 公路建设的迅猛发展，桥梁数量也在迅速增加，据不完全统计，目前我国现有各类桥梁约50 万座，每年开工建筑的桥梁约为1万余座，我国正由世界"桥梁大国"向"桥梁强国"迈进。
[0003] 装配式板桥是公路桥梁中量大、面广的常用桥型。它结构简单、受力明确，可W采 用钢筋混凝±或预应力混凝±结构，能做成实屯、或空屯、，能够进行工厂化生产，因此，各类 各级公路和城市道路桥梁广泛采用。
[0004] 装配式板桥容易出现W下问题：一是横向连接较弱；二是由于使用过程中预应力 损失等因素导致承载能力下降；Ξ是同一孔桥板的承载能力差别较大。再加上严重的超载 超限和大交通量，导致桥梁承载能力相对不足，结果经常造成桥面铺装过早破坏，形成单板 受力。不但影响桥梁使用品质和通行能力，存在安全隐患，甚至造成安全事故。另外，有些 桥梁原设计标准低，在升级改造时需要提高承载能力。
[0005] JTG/TJ22-2008《公路桥梁加固设计规范》指出，体外索可根据原结构的构造及断 面形式布置在梁体的外侧或内侧，并给出了简支梁桥常用的体外索布索形式。对于装配式 板桥来讲，板间设计距离只有1cm，实际距离往往不足1cm，而预应力束W及其它装置的几 何尺寸远大于1cm，因此把体外索布置在桥板外侧是不可取的；再者，对于实屯、桥板，体外 索不可能布置在内部，对于空屯、桥板，空屯、部分的几何尺寸往往只有几十公分，人进不去， 安装体外索W及其它装置十分困难，即使能够安装，维修保养也十分麻烦和困难，因此把体 外索布置在桥板内侧也是不可取的。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种装配式板桥体外预应力施加方法，通过对 装配式板桥施加体外预应力，提高装配式板桥的承载能力，延长板桥的使用寿命。
[0007] 为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是： 一种装配式板桥体外预应力施加方法，该预应力施加方法包括W下步骤： 第一步，确定体外索使用根数和各桥板的预拱度目标值； 第二步，把转向器分别与端部钢板和中部钢托梁连接备用； 第Ξ步，在端部钢板的水平板上垫薄层环氧树脂水泥砂浆备用； 第四步，抬起桥板，安放端部钢板，并且使端部钢板的竖板顶紧桥板端部； 第五步，修整中部螺杆螺母连接处桥板侧面； 第六步，安装桥板就位； 第屯步，端部钢板的竖板与桥板端部之间的间隙用环氧树脂水泥砂浆填满； 第八步，在桥板中部及其两端分别固定安装桥板中部螺栓连接装置及桥板端部螺栓连 接装置，桥板端部螺栓连接装置对称布置，桥板中部螺栓连接装置及桥板端部螺栓连接装 置与桥板之间垫环氧树脂水泥砂浆； 第九步，安装体外索； 第十步，体外索张拉； 第十一步，紧固中部螺母，切掉多余的体外索，但错具外保留体外索的长度应满足再次 张拉的需要，对体外索进行防腐处理。
[0008] 进一步，所述的第二步中，转向器安装在体外索每个转向处，即每根体外索有Ξ个 转向处，当需要多根体外索时，转向器平行于桥板横轴线布置，张拉后端部转向器与错具之 间的体外索平行于桥板底面；端部钢板由两个竖板和一个水平板焊接而成，端部钢板横向 的长度等于桥板宽度，其纵向的长度应方便施工时千斤顶的安放与移去，端部钢板的水平 板W上竖板部分的高度为桥板厚度的1/3~1/2,端部钢板的竖板靠桥中屯、一侧与水平板 下方之间形成的夹角焊接Ξ角钢板加固；中部钢托梁和中部钢垫板的长度不小于桥板宽度 或者在需要施加体外预应力的桥板宽度和基础上再加上100mm，中部钢托梁采用刚接或者 较接，中部钢垫板采用刚接。
[0009] 进一步，所述的第八步中，桥板中部螺栓连接装置包括中部螺杆、中部螺母、中部 钢垫板，桥板与中部钢托梁通过中部螺杆与中部螺母螺纹连接，中部钢垫板与桥板之间垫 环氧树脂水泥砂浆；桥板端部螺栓连接装置包括端部螺杆、端部螺母、端部上钢垫板、端部 下钢垫板，端部螺杆下端穿设桥板、水平板及端部下钢垫板，其上端穿设端部上钢垫板与端 部螺母螺纹连接，端部上钢垫板与桥板之间也垫环氧树脂水泥砂浆。
[0010] 进一步，所述的第十步中，体外索张拉采用Ξ指标控制法，W桥板预拱度为主、W 张拉力和体外索伸长量为辅，其中针对某一块桥板W张拉力为主要控制指标，体外索伸长 量是辅助控制指标，张拉的最终结果是一块桥板使用的所有体外索拉力相同；就整孔桥来 讲W桥板预拱度为主要控制指标，张拉力是辅助控制指标，张拉的终极结果是整孔桥所有 桥板预拱度都达到目标值，当体外索应力最大部位的张拉应力达到其标准强度的80%时， 桥板的实测拱度值还没有达到预拱度目标值，则应考虑增加体外索的使用数量； 体外索张拉分为预张拉和张拉两个阶段，整孔桥或者一块桥板的所有体外索同时张 拉，或者分级一根一根地张拉，对于某一块桥板应尽量对称张拉，当体外索数量为奇数时， 体外索张拉顺序为"……三罩'、主……"，当体外索数量为偶数时，体外索张拉顺序为 "……JΓ5?……"。
[0011] 本发明的有益效果： (1) 提高了桥梁的承载能力； (2) 与更换承载力不足的桥板相比，节约了投资，缩短了工期，减少了交通影响； (3) 增加了桥梁安全系数； (4) 加强了横向连接，荷载横向分布能力增强； (5) 维修加固方便，预应力损失时可W随时张拉补充，需要更换体外索时只需限制交 通，而不必中断交通； (6) 体外预应力应用灵活，可W应用于部分桥板甚至是一块桥板，也可W应用于整孔桥 梁；可w作为桥梁通过超重车辆的临时加固手段，又可作为永久提高桥梁荷载等级的措施； 既可用于预应力混凝±板桥，也可用于钢筋混凝±板桥； (7) 进行预防性的养护加固，当部分桥板出现承载能力不足或者预应力损失时，针对性 地施加预应力，防止了桥梁坏后再修； (8) 用预拱度作为施加预应力的终极控制指标，简单、明了、直观、方便验证； (9) 方法、材料和施工机具简单，技术成熟度高，容易掌握，方便推广应用； (10) 用途广泛，可用于新建桥梁、已建桥梁的升级改造、旧桥的加固等，也可用于其它 桥型。
【附图说明】
[0012] 图1是一种实施本发明的装置结构示意图。
[001引图1中：1-体外索；2-转向器；3-错具；4-端部钢板；5-中部钢垫板；6-中部钢托 梁；7-环氧树脂水泥砂浆；8-桥板；9-橡胶支座；10-垫块；11-盖梁；12-中部螺杆；13-中 部螺母；14-端部螺杆；15-端部螺母；16-端部上钢垫板；17-端部下钢垫板。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步描述。
[001引 实施例： 一座9m宽预应力混凝±空屯、板桥，桥面净宽8m，纵向水平，横坡度1. 5 %，上部结构套 用标准图进行设计，设计桥板8尺寸为：长X宽X厚=1996cmX99cmX85cm、荷载为公 路一I?级、混凝上标号为巧0、Φ200mm的橡胶支座9高度为35mm、垫块10高度为11cm、预 拱度为40mm、支座9中屯、线与桥板8端最短水平距离为21cm、支座9中屯、线与盖梁11边沿 最短水平距离为80cm，桥下净空没有要求，环氧树脂水泥砂浆1化抗压强度达到40MPa; 参见图1，面向道路前进方向自左向右给桥板8编号，那么九块桥板8分别被称为1#板、 2#板、3 #板、4 #板、5 #板、6 #板、7 #板、8 #板、9 #板，它们的实测拱度分别为37mm、25mm、23mm、 25mm、26mm、25mm、24mm、26mm、38mm; 原桥面铺装在桥板8缝处切开，较接缝混凝±已凿除，桥板8之间的连接已断开，中部 钢垫板5和端部上钢垫板16处的桥面铺装也已凿除； 要求使用原桥板8,采用体外预应力进行加固，恢复原设计承载能力。
[0016]一种装配式板桥体外预应力施加方法，该预应力施加方法包括W下步骤： 第一步，确定体外索1使用根数和各桥板8的预拱度目标值 根据试验结合经验决定，两侧桥板8不必施加体外预应力，每块中间桥板8各使用四根 体外索1 ;1#板和9 #板的预拱度目标值为实测值即37mm和38mm，2 #板~8 #板的预拱度目 标值均为40mm; 第二步，把转向器2分别与端部钢板4和中部钢托梁6连接备用 端部钢板4用30mm厚的钢板焊接而成，水平板规格宽990mmX长2300mm矩形，最端部 竖板高度 100mm+ 30mm+ 425mm; 错具3的竖板高度150mm，两竖板之间的水平净距1800mm;错具3的竖板上关于桥板 8纵中轴线对称均匀布置九个Φ20mm穿索孔，穿索孔中屯、到错具3的竖板下端面的距离为 30mm，相邻穿索孔间距100mm，自左向右给穿索孔编号，那么9个穿索孔分别被称为1#孔~ 9#孔，对应穿索孔的水平板上布置9X4个螺栓孔，用于安装固定转向器2; 对称均匀布置的两竖板靠桥板8中屯、一侧与水平板下方之间形成的夹角用10块lOOmmX100mm或者10块150mmX150mm的等腰直角Ξ角形钢板焊接加固； 1#板和9 #板不施加体外预应力，它们不需要端部钢板4,橡胶支座9与桥板8之间垫 30mmX200mmX200mm的钢板，调整桥板8的高程，此钢板共需2X4块。
[0017]转向器2由支座、转向轴和转向套组成，转向套上带有Φ15. 24mm的半圆形凹槽， 转向器2共需7X4X3个； 中部钢托梁6用20mm厚的钢板焊接而成，横截面为宽300mmX长500mm矩形，中间 1010mm段水平，向两端各305