预应力顶推法修复双曲拱桥的方法
【专利摘要】本发明涉及预应力顶推法修复双曲拱桥的方法。目的是提供的方法应具有对原桥梁结构影响小、可恢复桥梁承载能力、建设速度快、施工简单的特点。技术方案是：预应力顶推法修复双曲拱桥的方法，包括以下施工步骤：1、制作钢拱架；2、拱肋根部植筋并在钢筋端部焊接固定钢板；3、组装钢拱架；4、在钢拱件的端面分别焊接作钢板，然后插入千斤顶对两侧的钢拱件施加预应力，最后使钢拱架连为完整的一体，拆除千斤顶；5、钢拱架顶面焊接若干钢板与拱桥拱肋锚固连接，并灌注环氧砂浆；6、按以上方法，安装其余的钢拱架；7、所有钢拱架之间焊接钢板使之横向连接为一体；8、在拱肋根部制作包裹拱肋根部和加固支座的砼套箍。
【专利说明】预应力顶推法修复双曲拱桥的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑施工方法，尤其是修复双曲拱桥的方法。
【背景技术】
[0002]双曲拱桥是我国应用较广的一种桥梁；但是经过多年运营，部分结构会呈现不同程度的病害，为保证桥梁结构的正常运营和安全，合理的桥梁维修工作非常重要。
[0003]拱肋(混凝土拱肋)是双曲拱桥的主要承重构件，因而对拱肋的维修是桥梁维修工作的重点和难点；为保障桥梁的结构安全，在提高其耐久性的同时应当尽可能恢复其承载力，且尽量避免后加结构的重量附着在原结构上而增加原结构的应力水平，维修过程也尽量不对原结构造成进一步损伤，后加结构必须与原结构能很好的协同工作，并在维修完成后共同参与受力。现有的桥梁维修方案有多种多样，然而，迄今为止能够真正切实有效的却寥寥无几。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服上述【背景技术】中的不足，提供一种修复双曲拱桥的方法的改进，该方法应具有对原桥梁结构影响小、可恢复桥梁承载能力、建设速度快、施工简单的特点。
[0005]本发明提供的技术方案是:
[0006]预应力顶推法修复双曲拱桥的方法，包括以下施工步骤:
[0007]I)制作钢拱架:先根据拱桥形状进行测量和设计，确定需安装在拱桥拱肋底部表面的钢拱架结构以及拱桥宽度方向所需钢拱架的数量；接着钢构件放样、加工制作拼接每个钢拱架所需的各个钢拱件，加工完成后对各个钢拱件进行防腐防锈处理；
[0008]2)拱肋根部植筋并在钢筋端部焊接固定钢板，作为对应于每一钢拱架端部的钢拱基础；
[0009]3)组装钢拱架:将各个钢拱件吊装至拱桥拱肋的底部表面相应部位，并通过焊接使各个钢拱件前后相接形成沿拱桥拱肋弧线方向伸展且具有一个间隔空隙的钢拱架，然后将钢拱架的两端分别与两边拱肋根部的钢拱基础焊接固定；钢拱架的上端曲面尽量贴近拱桥拱肋的底部表面；
[0010]4)在所述间隔空隙两侧的钢拱件的端面分别焊接作为千斤顶支撑的钢板，然后插入千斤顶并启动千斤顶对两侧的钢拱件施加预应力，最后在两块钢板之间焊接钢质连接件使钢拱架连为完整的一体，拆除千斤顶；
[0011]5)钢拱架顶面焊接若干钢板与拱桥拱肋锚固连接，并在拱桥拱肋与钢拱架之间的间隙处灌注环氧砂浆；
[0012]6)按以上方法，在拱桥宽度方向并排安装其余的钢拱架；
[0013]7)所有钢拱架之间焊接钢板使之横向连接为一体；
[0014]8)在拱肋根部制作包裹拱肋根部和加固支座的砼套箍，砼套箍的混凝土厚度不小于5cm，以加强加固支座和钢拱架的保护。
[0015]所述防腐防锈处理是对钢拱架的全部暴露面喷涂保护漆层。
[0016]所述钢质连接件为钢套管或H型钢。
[0017]拱桥施工前，原拱桥拱肋的混凝土表面需要进行以下处理:凿除表面破损混凝土，钢筋及混凝土表面清理；采用高标号环氧砂浆补平原损伤部位。
[0018]钢拱架在施加预应力期间应对交通进行限制。
[0019]本发明的有益效果是:在原有双曲拱桥拱肋结构上增设了钢拱架并且施加了预应力后，明显提高了原有桥梁的强度和刚度，因而桥梁的承载能力以及使用寿命得到大幅提升；并且所提供的修复方法对原桥梁结构影响小、施工简单，所以建设速度快，对桥梁的交通影响较小。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明所涉双曲拱桥的主视结构示意图。
[0021]图2是图1中A部的放大结构示意图。
[0022]图3是图1中B部的放大结构示意图。
[0023]图4是本发明的工作过程示意图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图所示实施例进一步说明。
[0025]本发明提供的预应力顶推法修复双曲拱桥的方法，在拱肋底端增设钢拱架进行承托，并对新增钢拱架施加切向(弧形钢拱架的切线方向)预应力，实现对原拱桥部分卸载，尽可能恢复桥梁承载力。具体包括以下施工步骤:
[0026]I)制作钢拱架:先对拱桥形状测量和设计，确定需并排安装在拱桥拱肋底部表面的钢拱架的结构和数量(根据双曲拱桥的宽度确定并排设置在拱桥拱肋下方的钢拱架的数量，也可根据需要确定)；接着钢构件放样、加工制作组成每个钢拱架的各个钢拱件(每个钢拱架由依序前后连接的多个钢拱件组成，推荐数量为5个；钢拱件推荐采用热轧H型钢制作)，加工完成后对各个钢拱件进行防腐防锈处理；
[0027]2)拱肋根部植筋，并在钢筋端部焊接固定对应于每一钢拱架端部的钢板作为钢拱基础(即在原主拱基础通过锚固螺栓固定锚固钢板)；
[0028]3)组装钢拱架:将各个钢拱件吊装至拱桥拱肋底部表面的对应部位，并通过焊接使各个钢拱件前后相接形成一钢拱架，该钢拱架为与拱肋相适合的弧形且具有一个间隔空隙(预留间隔空隙的目的是为后期使用千斤顶；推荐在第一钢拱件和第二钢拱件之间预留一个间隔空隙)；然后将钢拱架的两端分别与两边拱肋根部的钢拱基础焊接固定；钢拱架的上端曲面尽量贴近拱桥拱肋的底部表面；
[0029]4)在形成间隔空隙两个钢拱件的端部分别焊接作为千斤顶支撑的钢板，然后插入千斤顶并启动千斤顶对钢拱件施加预应力(预应力方向为弧形钢拱架的切线方向；预应力大小根据设计要求确定，推荐不小于9N/平方厘米)，最后在两块钢板之间焊接钢质连接件(钢套管或H型钢)使钢拱架连为一体，拆除千斤顶；
[0030]5)钢拱架顶面焊接若干钢板与拱肋锚固连接，并在拱肋与钢拱架之间的间隙处灌注环氧砂浆；
[0031]6)按以上方法，在拱桥宽度方向并排安装其余的钢拱架；然后在所有钢拱架之间焊接钢板(并排布置的多个钢拱架之间焊接钢板)使之横向连接为一体；
[0032]7)在拱肋根部(即拱桥基础)制作包裹拱肋根部和加固支座的砼套箍，砼套箍的混凝土厚度不小于5cm，以加强加固支座和钢拱架的保护。制作砼套箍时，先在拱桥基础上植筋，并在多个钢筋的端部焊接钢筋片使之连为一体，然后浇筑混凝土 )。
[0033]施工注意事项:
[0034]施工前，原拱桥拱肋的混凝土表面需要进行以下处理:凿除表面破损混凝土，钢筋及混凝土表面清理；采用高标号环氧砂浆补平原损伤部位。
[0035]所述千斤顶为推荐液压式千斤顶(如RC10-125,其油缸外径为60mm)。
[0036]钢拱架在施加预应力期间应对交通进行限制。
【权利要求】
1.预应力顶推法修复双曲拱桥的方法，包括以下施工步骤: 1)制作钢拱架:先根据拱桥形状进行测量和设计，确定需安装在拱桥拱肋底部表面的钢拱架结构以及拱桥宽度方向所需钢拱架的数量；接着钢构件放样、加工制作拼接每个钢拱架所需的各个钢拱件，加工完成后对各个钢拱件进行防腐防锈处理； 2)拱肋根部植筋并在钢筋端部焊接固定钢板，作为对应于每一钢拱架端部的钢拱基础； 3)组装钢拱架:将各个钢拱件吊装至拱桥拱肋的底部表面相应部位，并通过焊接使各个钢拱件前后相接形成沿拱桥拱肋弧线方向伸展且具有一个间隔空隙的钢拱架，然后将钢拱架的两端分别与两边拱肋根部的钢拱基础焊接固定；钢拱架的上端曲面尽量贴近拱桥拱肋的底部表面； 4)在所述间隔空隙两侧的钢拱件的端面分别焊接作为千斤顶支撑的钢板，然后插入千斤顶并启动千斤顶对两侧的钢拱件施加预应力，最后在两块钢板之间焊接钢质连接件使钢拱架连为完整的一体，拆除千斤顶； 5)钢拱架顶面焊接若干钢板与拱桥拱肋锚固连接，并在拱桥拱肋与钢拱架之间的间隙处灌注环氧砂浆； 6)按以上方法，在拱桥宽度方向并排安装其余的钢拱架； 7)所有钢拱架之间焊接钢板使之横向连接为一体； 8)在拱肋根部制作包裹拱肋根部和加固支座的砼套箍，砼套箍的混凝土厚度不小于5cm,以加强加固支座和钢拱架的保护。
2.根据权利要求1所述的预应力顶推法修复双曲拱桥的方法，其特征在于:主拱施工前，原主拱拱肋的混凝土表面需要进行以下处理:凿除表面破损混凝土，钢筋及混凝土表面清理；采用高标号环氧砂浆补平原损伤部位。
3.根据权利要求2所述的预应力顶推法修复双曲拱桥的方法，其特征在于:所述钢质连接件为钢套管或H型钢。
4.根据权利要求3所述的预应力顶推法修复双曲拱桥的方法，其特征在于:钢拱架在施加预应力期间应对交通进行限制。
5.根据权利要求4所述的预应力顶推法修复双曲拱桥的方法，其特征在于:所述防腐防锈处理是对钢拱架的全部暴露面喷涂保护漆层。
【文档编号】E01D22/00GK103924532SQ201410157374
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】殷树芳, 孟繁伟 申请人:岩土科技股份有限公司