一种空心板梁桥的纵向预应力加固方法
【专利摘要】本发明公开了一种空心板梁桥的纵向预应力加固方法：先设计折线形预应力筋沿纵向在空心板梁桥的路线，制作小钢梁，再根据设计的折线形预应力筋在空心板梁桥的路线，在空心板梁桥上打孔，折线形预应力筋穿过空心板梁桥的孔，在折线形预应力筋的水平段与倾斜段的连接处安装转向器，转向器安装在空心板梁桥的下侧面，之后在空心板梁桥的端部沿桥的横向切割出折线形预应力筋的安装位置，小钢梁沿桥的横向布置，折线形预应力筋穿过小钢梁，且其端部通过锚具张拉后锚固。本发明优点在于能够提高空心板梁的纵向承载能力，减小桥下高空作业量，在增加纵向抗弯能力的同时，提高桥梁的抗剪能力，且大部分施工都在桥面上快速完成。
【专利说明】一种空心板梁桥的纵向预应力加固方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁工程【技术领域】，尤其涉及一种空心板梁桥的纵向预应力加固方法。
【背景技术】
[0002]随着车辆荷载轴重的增加，人们需要对早期修建的预制拼装空心板梁桥加固，以提高其荷载等级，该空心板梁桥一般由常规空心板或空心箱梁拼装成。当仅靠施加沿桥宽度方向的横向预应力加固不足以达到要求的荷载等级时，就需要通过纵向加固提高预制空心板梁的承载力。纵向预应力加固是比粘贴钢板或碳纤维条带等更加高效的方法。常规的纵向加固是将钢绞线或其他材料的预应力筋设置在底板下，两端锚固在通过植筋与空心板梁桥底板连接的锚固件上。在桥下安装这种要求较高的锚固件比较困难，因需满足张拉的需要，锚固件的尺寸较大，影响观瞻。锚固件锚固在厚度本身不大的空心板底板上，局部应力较大，在施工和运营期间存在安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种空心板梁桥的纵向预应力加固方法，能够提高空心板梁的纵向承载能力，减小桥下高空作业量，在增加纵向抗弯能力的同时，提高桥梁的抗剪能力，且大部分施工都在桥面上快速完成。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种空心板梁桥的纵向预应力加固方法，依次按以下步骤进行:
O设计折线形预应力筋沿纵向在空心板梁桥的路线，该路线满足以下要求:折线形预应力筋的倾斜段穿过空心板梁桥的底板，且折线形预应力筋的倾斜段的端部位于空心板梁桥的端部，折线形预应力筋的水平段位于空心板梁桥的下方且与空心板梁桥平行；
2)制作小钢梁，准备连接盖板，在连接盖板上开设孔洞，再将两个槽钢背对背设置，且在两个槽钢之间设置间隙，将两个槽钢的翼缘板通过连接盖板焊接连接，使连接盖板与槽钢焊接为一体，且使连接盖板上开设的孔洞与槽钢间隙中心位置处对应；
3)根据设计的折线形预应力筋在空心板梁桥的路线，在空心板梁桥上预设的折线形预应力筋穿过的位置处打孔，在预设折线形预应力筋水平段与倾斜段的连接处所对应的空心板梁桥上安装转向器，在该空心板梁桥处的下侧面通过植筋技术在空心板梁桥上植入螺栓，将转向器通过该螺栓安装在空心板梁桥的下侧面；
4)在空心板梁桥的端部沿桥的横向布置折线形预应力筋的安装位置，沿与预设的纵向预应力筋倾斜段垂直方向切除相应空心板梁桥端部的空腔顶板，将相应空心板梁桥的两侧腹板混凝土和中间隔板切去一斜角，所形成的斜面与此处预设的折线形预应力筋的倾斜段方向垂直，将小钢梁沿桥的横向布置在切割后所形成的斜面上；
5)将折线形预应力筋沿预设的路线纵向穿过空心板梁桥，最后将小钢梁处的折线形预应力筋的端部通过锚具在张拉后锚固； 6)在小刚梁和锚具上加设保护罩，然后浇筑混凝土或直接在小刚梁和锚具上浇筑混凝土。
[0005]所述折线形预应力筋设置为单束或横向排列设置多束，每束折线形预应力筋由单根钢绞线制成或由两根以上钢绞线制成。
[0006]所述折线形预应力筋设置为单束时采用单孔圆锚；所述折线预应力筋设置为两束以上时采用扁锚或多孔圆锚。
[0007]所述步骤三的空心板梁桥的打孔处位于空心板梁桥的空腔下的底板上，打孔时可采用钢筋位置测试仪辅助微调孔打孔的具体位置，以避开桥体内铺设的预应力筋或钢筋。
[0008]所述步骤五的折线形预应力筋在安装时，折线形预应力筋先沿纵向依次穿过连接盖板的孔洞、两个槽钢之间的间隙、连接盖板的孔洞，之后从空心板梁桥的打孔处穿至空心板梁桥的下方，然后折线形预应力筋沿纵向绕过两个转向器后从另一侧的空心板梁桥的打孔处穿过，之后折线形预应力筋再依次穿过该侧设置的连接盖板的孔洞、两个槽钢之间的间隙、连接盖板的孔洞，最后将折线形预应力筋的两端端部通过锚具在张拉后锚固。
[0009]所述步骤五的折线形预应力筋在安装时，折线形预应力筋的两端先沿纵向分别从空心板梁桥的下方的两个转向器绕过，之后折线形预应力筋的两端分别从空心板梁桥的打孔处穿至小钢梁处，折线形预应力筋在小钢梁处依次穿过连接盖板的孔洞、两个槽钢之间的间隙、连接盖板的孔洞，最后将折线形预应力筋的端部通过锚具在张拉后锚固。
[0010]所述折线形预应力筋由相互分离的两个倾斜段和一个水平段的预应力筋组成，所述步骤五的折线形预应力筋在安装时，将折线形预应力筋的水平段的两端与转向器连接，将折线形预应力筋的倾斜段的一端与转向器连接，再将折线形预应力筋的倾斜段的另一端从空心板梁桥的打孔处穿至小钢梁处，折线形预应力筋的倾斜段在小钢梁处依次穿过连接盖板的孔洞、两个槽钢之间的间隙、连接盖板的孔洞，最后将折线形预应力筋的倾斜段的端部通过锚具在张拉后锚固。
[0011]本发明优点在于该加固方法对空心板梁桥采用纵向折线形预应力筋加固，提高拼装预制空心板梁桥的纵向承载能力，延长桥梁使用年限，节约投资；与传统桥梁加固方法相t匕，转向器的安装减小了桥下的高空作业量；切割空心板梁桥的端部，将相应空心板梁桥桥体空腔的两侧腹板和中间隔板切去一斜角，所形成的斜面与设计的此处折线形预应力筋方向垂直，该设计与锚具和小刚梁的配合使用可以使大部分施工都在桥面上快速完成，在增加纵向抗弯能力的同时，提高桥梁的抗剪能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是图1中B处的放大图；
图4是实施例中空心板梁桥横截面的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]实施例一:本实施例中空心板梁桥由常规空心板制成，折线形预应力筋4选用单根体外钢绞线，两个槽钢22之间设置的间隙为2厘米，连接盖板21上与槽钢22间隙对应的中心位置处开设的孔洞的直径为2厘米，空心板梁桥I上设计折线形预应力筋4穿过的位置处打孔的直径为2厘米，体外钢绞线能穿过上述的槽钢之间的间隙、连接板的孔洞、空心板梁桥上打的孔，结合图1至图4所示，本发明的一种空心板梁桥的纵向预应力加固方法，依次按以下步骤进行:
O设计折线形预应力筋4沿纵向在空心板梁桥I的路线，该路线满足以下要求:折线形预应力筋4的倾斜段穿过空心板梁桥I的底板，且折线形预应力筋4的倾斜段41的端部位于空心板梁桥I的端部，折线形预应力筋4的水平段42位于空心板梁桥I的下方且与空心板梁桥I平行；
2)制作小钢梁2，准备连接盖板21，在连接盖板21上开设孔洞，再将两个槽钢22背对背设置，且在两个槽钢22之间设置间隙，将两个槽钢22的翼缘板23通过连接盖板21焊接连接，使连接盖板21与槽钢22焊接为一体，且使连接盖板21上开设的孔洞与槽钢22间隙中心位置处对应；
3)根据设计的折线形预应力筋4在空心板梁桥I的路线，在空心板梁桥I上预设的折线形预应力筋4穿过的位置处打孔，该打孔处位于空心板梁桥I的空腔下的底板14上，在预设折线形预应力筋4水平段42与倾斜段41的连接处所对应的空心板梁桥I上安装转向器3，在该空心板梁桥I处的下侧面通过植筋技术在空心板梁桥I上植入螺栓5，将转向器3通过该螺栓5安装在空心板梁桥I的下侧面；
4)在空心板梁桥I的端部沿桥的横向布置折线形预应力筋4的安装位置，沿与预设的纵向预应力筋4倾斜段41垂直方向切除相应空心板梁桥I端部的空腔顶板13，将相应空心板梁桥的两侧腹板混凝土 12和中间隔板11切去一斜角，所形成的斜面7与此处预设的折线形预应力筋4的倾斜段41方向垂直，将小钢梁2沿桥的横向布置在切割后所形成的斜面7上；
5)将折线形预应力筋4沿预设的路线纵向穿过空心板梁桥1，折线形预应力筋4先沿纵向依次穿过连接盖板21的孔洞、两个槽钢22之间的间隙、连接盖板21的孔洞，之后从空心板梁桥I的打孔处穿至空心板梁桥I的下方，然后折线形预应力筋4沿纵向绕过两个转向器3后从另一侧的空心板梁桥I的打孔处穿过，之后折线形预应力筋4再依次穿过该侧设置的连接盖板21的孔洞、两个槽钢22之间的间隙、连接盖板21的孔洞，最后将小钢梁2处的折线形预应力筋4的端部通过锚具6在张拉后锚固；
6)在小刚梁2和锚具6上加设保护罩，然后浇筑混凝土或直接在小刚梁和锚具上浇筑混凝土。
[0014]实施例二:该实施例与实施例一的不同之处在于:所述步骤五的折线形预应力筋4在安装时，折线形预应力筋4的两端先沿纵向分别从空心板梁桥I的下方的两个转向器3绕过，之后折线形预应力筋4的两端分别从空心板梁桥I的打孔处穿至小钢梁处2，折线形预应力筋4在小钢梁2处依次穿过连接盖板21的孔洞、两个槽钢22之间的间隙、连接盖板21的孔洞，最后将小钢梁2处的折线形预应力筋4的端部通过锚具6在张拉后锚固。
[0015]实施例三:该实施例与实施例一的不同之处在于:所述折线形预应力筋4由相互分离的两个倾斜段41和一个水平段42的预应力筋组成，所述步骤五的折线形预应力筋4在安装时，将折线形预应力筋4的水平段42的两端与转向器3连接，将折线形预应力筋4的倾斜段41的一端与转向器3连接，再将折线形预应力筋4的倾斜段41的另一端从空心板梁桥I的打孔处穿至小钢梁2处，折线形预应力筋4的倾斜段41在小钢梁2处依次穿过连接盖板21的孔洞、两个槽钢22之间的间隙、连接盖板21的孔洞，最后将小钢梁2处的折线形预应力筋4的端部通过锚具6锚固，锚固时用扭矩扳手张紧后锚固，折线形预应力筋4的水平段42也可在桥下用扭矩扳手张紧后锚固。
[0016]根据空心板梁桥的横向宽度，折线形预应力筋4可以设置为单束或横向排列设置多束；每束折线形预应力筋4可以有由单根钢绞线制成，也可以由两根以上钢绞线制成；当折线形预应力筋4设置为单束时采用单孔圆锚，当折线预应力筋4设置为两束以上时可采用扁锚或多孔圆锚。
[0017]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。
【权利要求】
1.一种空心板梁桥的纵向预应力加固方法，其特征在于依次按以下步骤进行: 1)设计折线形预应力筋沿纵向在空心板梁桥的路线，该路线满足以下要求:折线形预应力筋的倾斜段穿过空心板梁桥的底板，且折线形预应力筋的倾斜段的端部位于空心板梁桥的端部，折线形预应力筋的水平段位于空心板梁桥的下方且与空心板梁桥平行； 2)制作小钢梁，准备连接盖板，在连接盖板上开设孔洞，再将两个槽钢背对背设置，且在两个槽钢之间设置间隙，将两个槽钢的翼缘板通过连接盖板焊接连接，使连接盖板与槽钢焊接为一体，且使连接盖板上开设的孔洞与槽钢间隙中心位置处对应； 3)根据设计的折线形预应力筋在空心板梁桥的路线，在空心板梁桥上预设的折线形预应力筋穿过的位置处打孔，在预设折线形预应力筋水平段与倾斜段的连接处所对应的空心板梁桥上安装转向器，在该空心板梁桥处的下侧面通过植筋技术在空心板梁桥上植入螺栓，将转向器通过该螺栓安装在空心板梁桥的下侧面； 4)在空心板梁桥的端部沿桥的横向布置折线形预应力筋的安装位置，沿与预设的纵向预应力筋倾斜段垂直方向切除相应空心板梁桥端部的空腔顶板，将相应空心板梁桥的两侧腹板混凝土和中间隔板切去一斜角，所形成的斜面与此处预设的折线形预应力筋的倾斜段方向垂直，将小钢梁沿桥的横向布置在切割后所形成的斜面上； 5)将折线形预应力筋沿预设的路线纵向穿过空心板梁桥，最后将小钢梁处的折线形预应力筋的端部通过锚具在张 拉后锚固； 6)在小刚梁和锚具上加设保护罩，然后浇筑混凝土或直接在小刚梁和锚具上浇筑混凝土。
2.根据权利要求1所述的空心板梁桥的纵向预应力加固方法，其特征在于:所述折线形预应力筋设置为单束或横向排列设置多束，每束折线形预应力筋由单根钢绞线制成或由两根以上钢绞线制成。
3.根据权利要求2所述的空心板梁桥的纵向预应力加固方法，其特征在于:所述折线形预应力筋设置为单束时采用单孔圆锚；所述折线预应力筋设置为两束以上时采用扁锚或多孔圆锚。
4.根据权利要求1所述的空心板梁桥的纵向预应力加固方法，其特征在于:所述步骤三的空心板梁桥的打孔处位于空心板梁桥的空腔下的底板上，打孔时可采用钢筋位置测试仪辅助微调孔打孔的具体位置，以避开桥体内铺设的预应力筋或钢筋。
5.根据权利要求1所述的空心板梁桥的纵向预应力加固方法，其特征在于:所述步骤五的折线形预应力筋在安装时，折线形预应力筋先沿纵向依次穿过连接盖板的孔洞、两个槽钢之间的间隙、连接盖板的孔洞，之后从空心板梁桥的打孔处穿至空心板梁桥的下方，然后折线形预应力筋沿纵向绕过两个转向器后从另一侧的空心板梁桥的打孔处穿过，之后折线形预应力筋再依次穿过该侧设置的连接盖板的孔洞、两个槽钢之间的间隙、连接盖板的孔洞，最后将折线形预应力筋的两端端部通过锚具在张拉后锚固。
6.根据权利要求1所述的空心板梁桥的纵向预应力加固方法，其特征在于:所述步骤五的折线形预应力筋在安装时，折线形预应力筋的两端先沿纵向分别从空心板梁桥的下方的两个转向器绕过，之后折线形预应力筋的两端分别从空心板梁桥的打孔处穿至小钢梁处，折线形预应力筋在小钢梁处依次穿过连接盖板的孔洞、两个槽钢之间的间隙、连接盖板的孔洞，最后将折线形预应力筋的端部通过锚具在张拉后锚固。
7.根据权利要求1所述的空心板梁桥的纵向预应力加固方法，其特征在于:所述折线形预应力筋由相互分离的两个倾斜段和一个水平段的预应力筋组成，所述步骤五的折线形预应力筋在安装时，将折线形预应力筋的水平段的两端与转向器连接，将折线形预应力筋的倾斜段的一端与转向器连接，再将折线形预应力筋的倾斜段的另一端从空心板梁桥的打孔处穿至小钢梁处，折线形预应力筋的倾斜段在小钢梁处依次穿过连接盖板的孔洞、两个槽钢之间的间隙、连接盖板的孔洞，最后将折线形预应力筋的倾斜段的端部通过锚具在张拉后锚固。`
【文档编号】E01D22/00GK103774565SQ201310749355
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】魏建东, 徐平 申请人:郑州大学