一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造
【技术领域】
[0001]本实用新型属于箱梁加固技术领域，尤其是涉及一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造。
【背景技术】
[0002]我国高速公路大规模建设始于上世纪90年代中期，目前许多地方公路桥梁已经运营近30年，甚至达到40-50年，已达到或接近设计基准期，或存在各种原因引起结构病害与损伤，都需要进行维修加固。据第二次全国公路普查统计，国内27.8万座公路桥梁中，三、四类需要维修加固的桥梁约占10%左右。在当前出现的各种类型桥梁中，装配式预应力混凝土箱梁桥是我国桥梁工程中常用的桥型。装配式预应力混凝土箱梁桥具有结构形式简单，建筑高度小、预制方便、用材经济、抗弯抗剪刚度大、易于工厂化和标准化施工等特点，且单片箱梁在运输和吊装过程中稳定性好。装配式预应力混凝土箱梁桥的主梁中各片箱梁横向之间通过现浇的湿接缝和横隔板进行连接，并将多片箱梁连接形成整体，使行车道板上的局部荷载横向分配给各片箱梁共同承受，这样显著地减小甚至避免单片箱梁受力，达到协同受力的目的。
[0003]从已建成桥梁的运营状况来看，预应力混凝土箱梁结构存在一些较为典型的病害。调研分析表明，影响混凝土箱梁桥正常使用和结构安全突出的问题之一是横向联系结构偏弱，导致单梁受力，宄其根源是横隔板的破坏或横隔板刚度不足。因横隔板或横隔梁结构破坏后，车辆荷载不能有效地横向分配，形成单梁受力过大，其危害性很大且危害范围广，除引起箱梁本身破坏外，还可能引起桥梁支座、箱梁湿接缝等结构破坏。同时，由于现如今超重车辆较多，作用在单梁上的荷载比设计时的标准荷载大幅的增加，箱梁在这些荷载的作用下，其挠度大大增加，在车辆荷载的反复作用下容易形成箱梁开裂，降低结构的承载能力，影响结构的耐久性。
[0004]目前，箱梁横隔梁的加固方法主要是植入及焊接钢筋并立模浇筑混凝土的加固方法，这种加固方法虽然能提高箱梁之间的横向连接刚度，但是，施工比较麻烦，尤其是需要植入钢筋时还会对原结构产生破坏。并且，如果浇筑的钢筋混凝土体积过小，则提高箱梁之间连接刚度的程度就会很小；如果浇筑的钢筋混凝土体积过大则会增加桥梁上部结构的自重。同时，由于该加固方法需要浇筑混凝土，而混凝土达到预定强度需要一定的养护时间，在养护时间内需要封闭交通，因而上述基于钢筋混凝土横隔梁的加固方法亦会影响交通。因而，现如今缺少一种结构简单、设计合理且施工简便、加固效果好的基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其能有效提高箱梁横向连接刚度，并且不会对箱梁造成损坏。
【实用新型内容】
[0005]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，提供一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其结构简单、设计合理且施工简便、加固效果好，能有效提高箱梁横向连接刚度，并且不会对箱梁造成损坏。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征在于:包括多个对待加固主梁进行加固的钢板-混凝土组合式加固结构，多个所述钢板-混凝土组合式加固结构的结构均相同；所述待加固主梁由多片箱梁拼接而成，多片所述箱梁沿待加固主梁的横桥向从左至右进行布设，多片所述箱梁均沿待加固主梁的纵桥向布设且其均布设在同一水平面上；所述钢板-混凝土组合式加固结构的数量与所述待加固主梁中箱梁的数量相同，多个所述钢板-混凝土组合式加固结构分别布设在多片所述箱梁上；多个所述钢板-混凝土组合式加固结构沿待加固主梁的横桥向从左至右布设在同一水平面上，多个所述钢板-混凝土组合式加固结构通过一个或多个横向连接结构紧固连接为一体，所述横向连接结构呈水平布设且其沿待加固主梁的横桥向布设，多个所述横向连接结构沿待加固主梁的纵桥向由前至后进行布设；所述横向连接结构通过多个所述钢板-混凝土组合式加固结构分隔为多道横隔梁，每道所述横隔梁均连接于相邻两个所述钢板-混凝土组合式加固结构之间；
[0007]所述钢板-混凝土组合式加固结构包括由下至上套装在箱梁下部的钢套箱和浇筑于钢套箱与箱梁之间空腔内的混凝土结构，所述钢套箱与箱梁的腹板和底板之间均通过多个锚栓进行紧固连接；
[0008]所述横隔梁包括一个顶部连接钢板、左右两个对称布设的端部连接钢板和多道由前至后布设于同一水平面上的工字钢，多道所述工字钢均沿待加固主梁的横桥向布设，每道所述工字钢的左右两端分别固定在两个所述端部连接钢板上；所述顶部连接钢板为水平钢板且其位于多道所述工字钢上方，多道所述工字钢的上翼缘板均固定在顶部连接钢板底部；两个所述端部连接钢板分别固定在相邻两个所述钢板-混凝土组合式加固结构的钢套箱上。
[0009]上述一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征是:所述横隔梁中相邻两道所述工字钢之间的间距为1cm?15cm。
[0010]上述一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征是:所述钢套箱由一个呈水平布设的底钢板、两个对称布设于所述底钢板左右两侧上方的侧钢板和两个分别布设在所述底钢板前后两端上方的横向封堵钢板组成，两个所述侧钢板分别位于箱梁的左右两侧且二者之间的间距由下至上逐渐增大；所述混凝土结构内设置有多道布设在同一水平面上的无粘结预应力钢筋，多道所述无粘结预应力钢筋均沿待加固主梁的纵桥向布设且其均位于箱梁的底板与所述底钢板之间。
[0011]上述一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征是:两个所述端部连接钢板分别紧贴并焊接固定在相邻两个所述钢套箱的侧钢板上。
[0012]上述一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征是:所述混凝土结构内由前至后设置有多根对多道所述无粘结预应力钢筋进行限位的限位钢筋，所述限位钢筋包括一个水平钢筋段和两个分别连接于所述水平钢筋段左右两端的侧向钢筋段，所述水平钢筋段位于多道所述无粘结预应力钢筋底部，两个所述侧向钢筋段分别位于两个所述侧钢板与箱梁之间；所述水平钢筋段和所述侧向钢筋段均通过定位钢筋固定在箱梁上，所述定位钢筋的外端固定在所述水平钢筋段或所述侧向钢筋段上且其内端锚固在箱梁上。
[0013]上述一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征是:所述横隔梁中工字钢的数量为两道。
[0014]上述一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征是:所述横隔梁中相邻两道所述工字钢之间通过多个纵向加劲钢板紧固连接为一体，多个所述纵向加劲钢板由左至右进行布设且其均沿待加固主梁的纵桥向布设；所述纵向加劲钢板的左右侧壁分别与两道所述工字钢的腹板紧固连接，所述纵向加劲钢板的顶底部分别与两道所述工字钢的上翼缘板和下翼缘板紧固连接。
[0015]上述一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征是:所述横隔梁中多道所述工字钢的底部均与所述钢套箱的底部相平齐。
[0016]上述一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征是:所述横向连接结构还包括一个底部连接钢板，所述底部连接钢板为水平钢板且其位于多道所述横隔梁的正下方；多个所述钢板-混凝土组合式加固结构的钢套箱和多道所述横隔梁的工字钢均紧固固定在底部连接钢板上。
[0017]上述一种基于工字钢横隔梁的箱梁加固构造，其特征在于:所述工字钢与底部连接钢板、端部连接钢板、顶部连接钢板和纵向加劲钢板之间均以焊接方式固定连接，所述底部连接钢板与钢套箱之间通过多个所述锚栓进行紧固连接。
[0018]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0019]1、结构简单、投入成本较低且施工简便、施工难度低，施工工期短。
[0020]2、所采用的横向连接结构简单、设计合理且施工方便、使用效果好，能有效提高箱梁横向连接刚度，能有效解决箱梁存在的横向联系偏弱、横隔梁易破坏等问题，通过底部连接钢板将所有箱梁连接为整体，能有效减少个别箱梁受力过于集中的问题，进而能减少箱梁裂缝，提高结构的耐久性。
[0021]3、加固效果好且实用价值高，所采用的横向连接结构与钢板-混凝土组合式加固结构连接为一体，共同受力，能有效提高结构承载能力，并且不会对箱梁造成损坏，同时具有耐久性好、稳定性高、经济性好和施工方便等优点，且不需要养护，能有效缩短工期，并减少对交通的影响。另外，采用本实用新型不会大幅度增大桥梁上部结构的自重。
[0022]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、加固效果好，能有效提高箱梁横向连接刚度，并且不会对箱梁造成损坏，能有效解决现有的钢筋混凝土横隔梁加固方法存在的施工不便、施工周期长、加固效果较差等问题。
[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。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的加固状态示意图。
[0025]图2为本实用新型横隔梁的结构示意图。
[0026]图3为本实用新型横隔梁中工字钢与顶部连接钢板和底部连接钢板的连接状态示意图。
[0027]附图标记说明:
[0028]I—箱梁；2—钢板-混凝土组合式加固结构；
[0029]2-1 —钢套箱；2-2—混凝土结构；
[0030]2-3一无粘结预应力钢筋；2_4—限位钢筋；3—底部连接钢板；
[0031]4 一工字钢；5—端部连接钢板；6—顶部连接钢板；
[0032]7一纵向加劲钢板；8—销栓；9一定位钢筋。
【具体实施方式】
[0033]如图1、图2及图3所示，本实用新型包括多个对待加固主梁进行加固的钢板-混凝土组合式加固结构2，多个所述钢板-混凝土组合式加固结构2的结构均相同。所述待加固主梁由多片箱梁I拼接而成，多片所述箱梁I沿待加固主梁的横桥向从左至右进行布设，多片所述箱梁I均沿待加固主梁的纵桥向布设且其均布设在同一水平面上。所述钢板-混凝土组合式加固结构2的数量与所述待加固主梁中箱梁I的数量相同，多个所述钢板-混凝土组合式加固结构2分别布设在多片所述箱梁I上。多个所述钢板-混凝土组合式加固结构2沿待加固主梁的横桥向从左至右布设在同一水平面上，多个所述钢板-混凝土组合式加固结构2通过一个或多个横向连接结构紧固连接为一体，所述横向连接结构呈水平布设且其沿待加固主梁的横桥向布设，多个所述横向连接结构沿待加固主梁的纵桥向由前至后进行布设。所述横向