叠合式预制L型预应力肋梁板的加固结构的制作方法

本实用新型涉及建筑施工领域，具体涉及一种叠合式预制L型预应力肋梁板的加固结构及施工方法。

背景技术：

预应力技术在很多大跨度空间，如桥梁、体育场馆等结构中具有广泛使用。在一些采用叠合式预制“L”型预应力肋梁板形式看台板的体育场馆中，结构受力形式比较复杂，随着使用时间的增长，结构耐久性会有所降低，需采取补强措施以提高原预应力构件的承载力。若遇意外情况出现结构受损，不能满足使用需求时，则必须进行修复，现有针对叠合式预制“L”型预应力肋梁板的补强加固方法通常存在技术和施工难度大的问题：一方面若仅拆除损坏构件，则在上跨的未损坏的构件也会受到影响；另一方面补强结构自重不能太大，否则将增加原预应力构件的承载负担。

叠合式预制“L”型预应力肋梁板加固需在封闭的空间内进行，且其结构特点明显，构件受力逐层传递，构件损坏后，从中间拆除更换构件难度极大，目前，纵观结构加固工法中，碳纤维加固法和包钢加固法因材料性能限制，在大跨度预应力梁结构中无法发挥作用，仅能考虑截面扩大加固施工法，即在肋梁板下设置钢筋混凝土梁，并在原构件板上开浇灌混凝土洞口。然而该施工方法质量不易控制，施工成本较大，施工条件苛刻，主要表现在：一、叠合式肋梁板形成上盖封闭的阶梯立面，浇灌混凝土，施工难度大，必须在板上开浇灌孔洞，如此则会损伤原结构，预应力筋易遭到破坏，造成构件进一步损坏；二、大跨度结构需要加固混凝土截面大，其自重大，不利于提高原结构承载力，反而可能会增加原预应力结构负担；三、混凝土一般均采用机械浇捣，场地条件要求严格，在使用预应力肋梁板构件的建筑室内无法实施浇灌作业。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的问题，提供了一种耐受性好、技术简单、实用性广、施工方便的叠合式预制L型预应力肋梁板的加固结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种叠合式预制L型预应力肋梁板的加固结构，所述叠合式预制L型预应力肋梁板包括若干跨段依次连接而成，所述加固结构为阶梯形状，包括若干与所述跨段一一对应的加固段依次连接而成，每个所述加固段包括沿对应跨段的竖直肋梁板间隙分布的定位筋、位于水平肋梁板下方的受力筋、连接所述定位筋和受力筋的连接筋、包覆于所述连接筋外侧的支架模板以及灌注于所述定位筋、受力筋、连接筋和支架模板上的灌浆料。

进一步的，所述水平肋梁板上还开设有若干排气孔。

进一步的，所述排气孔的直径大小为2～4cm，相邻排气孔之间的距离为1m。

进一步的，所述受力筋与水平肋梁板内的预应力筋对应。

进一步的，所述加固结构的厚度为2～8cm。

进一步的，每个所述加固段的连接筋高出对应的支架模板，相邻两个加固段的连接筋部分重叠且所述重叠处焊接固定。

进一步的，相邻所述加固段的连接缝距离上跨段水平肋梁板底面150mm～200mm。

进一步的，所述灌浆料为超高性能混凝土。

本实用新型还提供一种如上所述的叠合式预制L型预应力肋梁板的加固结构的施工方法，包括以下步骤：

S1:对叠合式预制L型预应力肋梁板的下表面进行凿毛处理，首先施工最下方的加固段；

S2:在对应跨段上进行植筋，在竖直肋梁板侧面配置定位筋，在水平肋梁板下方配置受力筋，并采用连接筋连接定位筋和受力筋；

S3:在定位筋和受力筋外侧安装支架模板，从支架模板上方灌注灌浆料直至充满整个支架模板；

S4:重复步骤S2-S3，依次施工上方的加固段，直至完成整个加固结构。

进一步的，所述步骤S2中还包括在对应跨段的水平肋梁板上开设若干排气孔；所述步骤S3中，从支架模板上方灌注灌浆料直至灌浆料充满每个排气孔。

综上所述，本实用新型提供的叠合式预制L型预应力肋梁板的加固结构及施工方法，相比现有加固结构，具有以下优势：

1、整体式的加固结构采用由下至上分段施工的方法，与原预应力结构粘结为一体，其结构耐受力好、便于施工，具有操作方便、资源投入低、工序简化、可靠性、实施性高的优点；

2、本实用新型的灌浆料采用轻质高强材料，以尽量减小加固结构的自重，充分考虑大跨度预应力结构特点，与加固结构协同发挥受力作用，减少加固结构的重量，可以更好地节约成本；

3、本实用新型无需破坏原预应力结构，可充分发挥灌注施工的工艺优点，因此可更好的保护原有结构工程，也有助于提高结构施工质量和施工效率，具有经济综合效益；

4、开设排气孔可以保证灌浆密实度，排除加固结构与原预应力结构接缝处的空气，使加固结构与原预应力结构之间粘接更加牢固。

附图说明

图1是本实用新型叠合式预制L型预应力肋梁板及加固结构的示意图；

图2-5是本实用新型加固结构的施工流程示意图。

图中所示：10、叠合式预制L型预应力肋梁板；11、跨段；11a、第一跨段；11b、第二跨段；11c、第三跨段；110、水平肋梁板；120、竖直肋梁板；130、排气孔；

20、加固结构；21a、第一加固段；21b、第二加固段；21c、第三加固段；211、定位筋；212、受力筋；213、连接筋；214、支架模板；215、灌浆料；22、连接缝；

30、钢筋混凝土梁。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

如图1所示，本实用新型提供了一种叠合式预制L型预应力肋梁板10的加固结构20，所述叠合式预制L型预应力肋梁板10(下称原预应力结构)包括若干跨段11依次连接而成，如图1中，由下至上依次包括第一跨段11a、第二跨段11b、第三跨段11c，每个跨段包括水平肋梁板110和竖直肋梁板120，所述加固结构20为阶梯形状，加固结构20的形状与叠合式预制L型预应力肋梁板10的下表面贴合，包括若干与所述跨段11一一对应的加固段21依次连接而成，图1中由下至上分别为第一加固段21a、第二加固段21b、第三加固段21c，每个所述加固段21包括沿对应跨段11的竖直肋梁板120间隙分布的定位筋211、位于水平肋梁板110下方的受力筋212、连接所述定位筋211和受力筋212的连接筋213、包覆于所述连接筋213外侧的支架模板214以及灌注于所述定位筋211、受力筋212、连接筋213和支架模板214上的灌浆料215。具体的，将加固结构20设于叠合式预制L型预应力肋梁板10的下表面，从而起到对叠合式预制L型预应力肋梁板10的支撑、加固作用，提高其耐久性，同时叠合式预制L型预应力肋梁板10的受损位置通常位于下表面，通过加固结构20可以起到加固补强的作用。本实用新型中，加固结构20采用分段依次施工，在施工每个加固段21时，首先进行植筋施工，即在对应跨段11的竖直肋梁板120上间隙配置若干定位筋211，该定位筋211的一端伸入竖直肋梁板120中，另一端伸出竖直肋梁板120外；同时在水平肋梁板110的下方设置一排受力筋212，采用连接筋213连接定位筋211的外端和受力筋212，以形成一体，最后在连接筋213外设置支架模板214，支架模板214覆盖于定位筋211、受力筋212以及连接筋213的外侧，最后从支架模板214上方开始灌注灌浆料215以形成加固段21。优选的，本实用新型中灌浆料215采用超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC)，超高性能混凝土为轻质高强材料，可以最大程度减小加固结构20的自重，充分考虑大跨度预应力结构特点，与加固结构20协同发挥受力作用，减少加固结构20的重量，可以更好地节约成本。通过在叠合式预制L型预应力肋梁板10下设置整体式的加固结构20，可以有效提高原预应力结构的耐受力，且不会破坏原预应力结构，能确保加固结构20的施工质量，相比传统的加固施工方法具有技术简单、实用性更广、施工方便的特点。

优选的，所述水平肋梁板110上还开设有若干排气孔130，优选的，所述排气孔130的直径大小为2～4cm，相邻排气孔之间的距离为1m。具体的，因叠合式预制L型预应力肋梁板10为异形构件，灌浆施工在其下方进行，因此开设排气孔130可以保证灌浆密实度，排除加固结构20与原预应力结构接缝处的空气，使加固结构20与原预应力结构之间粘接更加牢固。排气孔130的位置应避开预应力筋的位置，确保不破坏原预应力结构内的预应力筋。此外，可利用排气孔130观察灌浆进度及状态，有助于保证结构施工质量，在灌注灌浆料215时，直至灌浆料215填充所有排气孔130。

优选的，所述受力筋212与水平肋梁板110内的预应力筋对应。具体的，受力筋212与水平肋梁板110内的预应力筋排距相同，由于叠合式预制L型预应力肋梁板10承载力损失主要体现在预应力筋上，因此在加固结构20中配置受力筋212可以起到增强抗拉能力的作用。故本实用新型通过设置受力筋212不仅能修复叠合式预制L型预应力肋梁板10至原有承载力状态，减小加固结构20的厚度，还能进一步提高承载力，即对原预应力结构起到加强的作用，提高建筑使用功能。

优选的，所述加固结构20的厚度为2～8cm。具体的，加固结构20的厚度根据原预应力结构的强度损失量计算确定，加固结构20在满足结构受力要求前提下，应尽量减小厚度，以减小自重，达到保护原预应力结构的目的。

优选的，每个所述加固段21的连接筋213高出对应的支架模板，相邻两个加固段21的连接筋213部分重叠且重叠处焊接固定。优选的，相邻所述加固段21的连接缝22距离上跨段水平肋梁板110底面150mm～200mm。如图3所示，最下方加固段21即第一加固段21a呈L型，对应的连接筋213也呈L型，上方的加固段21即第二、第三加固段21b、21c呈Z型，对应的连接筋213也呈Z型。相邻上下加固段21通过焊接连接，最终形成整体的加固结构20，亦适合单跨L型肋梁板受损后的修复补强。原预制L型肋梁板单构件通过上下叠合形成梯形板受力体系，受损构件上部的肋梁板构件受力仍需逐一向下传递，故在下方设置整体式的加固结构20，使各L型肋梁板连接成整体，调整原预应力结构间的应力分布，提高加固效果及质量。相邻两个加固段21的连接缝22设于竖直肋梁板120的外侧，且与上方的水平肋梁板110之间有一定距离，可以满足灌浆施工的工作面需要，方便施工。

本实用新型还提供上述的叠合式预制L型预应力肋梁板的加固结构的施工方法，包括以下步骤：

S1:对叠合式预制L型预应力肋梁板10的下表面进行凿毛处理，以利于加固结构20与原预应力结构更好地连接为一体，首先施工最下方的加固段21，即第一加固段21a。

S2:在对应跨段11上进行植筋，在竖直肋梁板120侧面配置定位筋211，定位筋211的一端伸入竖直肋梁板120中，另一端伸出竖直肋梁板120外，在水平肋梁板110下方配置受力筋212，受力筋212与水平肋梁板110内的预应力筋排距相同，并采用连接筋213连接定位筋211和受力筋212，连接筋213连接定位筋211的外端和受力筋212，以形成一体，如图2所示。还包括在对应跨段11的水平肋梁板120上开设若干排气孔130，排气孔130的直径大小为2～4cm，相邻排气孔之间的距离为1m，且排气孔130的位置应避开预应力筋的位置，确保不破坏原预应力结构内的预应力筋。开设排气孔130可以保证灌浆密实度，排除加固结构20与原预应力结构接缝处的空气，使加固结构20与原预应力结构之间粘接更加牢固，同时可利用排气孔130观察灌浆进度及状态，有助于保证结构施工质量。

S3:在定位筋211和受力筋212外侧安装支架模板214，从支架模板214上方灌注灌浆料215直至灌浆料覆盖整个支架模板214，如图2-3所示；具体的，支架模板214覆盖于定位筋211、受力筋212以及连接筋213的外侧，最上端低于连接筋213，且由于第一跨段11a下方设有钢筋混凝土梁30，因此第一加固段21a的连接筋213下方伸入钢筋混凝土梁30内，对应的支架模板214下方与钢筋混凝土梁30相抵。本实用新型中，灌浆料215为本实用新型中灌浆料215采用超高性能混凝土，超高性能混凝土为轻质高强材料，可以最大程度减小加固结构20的自重，灌注施工可通过人工或者小型机械进行，有助于提高结构施工质量和施工效率，具有经济综合效益，在灌浆过程中，从支架模板214上方灌注灌浆料215直至灌浆料215充满每个排气孔130，此时完成了该加固段21的施工。

S4:重复步骤S2-S3，依次施工上方的加固段21，直至完成整个加固结构20。如图4-5所示，具体的，最下方加固段21即第一加固段21a呈L型，对应的连接筋213也呈L型，上方的加固段21即第二、第三加固段21b、21c则呈Z型，对应的连接筋213也呈Z型，相邻两个加固段21的连接筋213部分重叠且重叠处焊接固定，且相邻加固段21的连接缝22距离上跨段水平肋梁板110底面150mm～200mm，即竖直肋梁板120的外侧，且与上方的水平肋梁板110之间有一定距离，可以满足灌浆施工的工作面需要，方便施工。

综上所述，本实用新型提供的叠合式预制L型预应力肋梁板的加固结构，相比现有加固结构，具有以下优势：

1、整体式加固结构20采用由下至上分段施工的方法，与原预应力结构粘结为一体，其结构耐受力好、便于施工，具有操作方便、资源投入低、工序简化、可靠性、实施性高的优点；

2、本实用新型的灌浆料采用轻质高强材料，以尽量减小加固结构20的自重，充分考虑大跨度预应力结构特点，与加固结构20协同发挥受力作用，减少加固结构20的重量，可以更好地节约成本。

3、本实用新型无需破坏原预应力结构，可充分发挥灌注施工的工艺优点，因此可更好的保护原有结构工程，也有助于提高结构施工质量和施工效率，具有经济综合效益；

4、开设排气孔130可以保证灌浆密实度，排除加固结构20与原预应力结构接缝处的空气，使加固结构20与原预应力结构之间粘接更加牢固。

虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。