桥面板加固结构和桥面板加固方法与流程

本发明涉及桥梁加固技术，具体涉及一种桥面板加固结构和一种桥面板加固方法。

背景技术：

随着我国经济的快速发展和交通运输量的迅速增加，大量钢筋混凝土桥梁的桥面板结构由于使用时间较长、荷载水平不断提高而导致部分结构严重老化，从而导致承载能力不断下降，存在着较为严重的安全隐患。因此需对此类桥面板结构进行加固。然而，目前对桥面板结构的加固操作主要以抗弯加固为主，另外，部分所述桥面板结构初始设计对剪力预估不足，因此需重点对该部分的桥面板结构进行抗剪加固。

现有技术中，加固操作主要使用表面粘贴法和表层嵌贴法。其中表面粘贴法即使用粘结剂将FRP材料（板材、片材、布等）粘贴在构件表面，其缺点是FRP材料与混凝土的粘结较弱、表面处理复杂，且易受到火灾影响或人为破坏；表层嵌贴法即在构件表面开槽后嵌入FRP板材或FRP筋而后灌入粘结剂，其主要缺点是表面开槽会对混凝土保护层造成一定程度的损伤，且构件边缘混凝土由于其较低的抗拉强度对FRP筋的保护作用存在着较为明显的不足。

以上加固方法均只能对结构的表面进行加固，由于桥面板结构的不同部位所受的剪切力方向不同，只在结构的表面进行加固，难以有针对性地提高结构的抗剪承载力。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种桥面板加固结构和一种桥面板加固方法，其能提高桥面板结构的抗剪承载力。

本发明提供的桥面板加固结构，包括开口位于桥面板顶面和/或底面的加固孔洞，所述加固孔洞的轴向与桥面板的轴向相交，所述加固孔洞中设置有FRP筋，所述FRP筋通过植筋胶与加固孔洞的内壁粘接。

具体地，所述加固孔洞相对桥面板所在的平面倾斜设置。

具体地，所述加固孔洞相对桥面板所在的平面的倾斜角度为45°。

具体地，所述FRP筋的横截面积为所述加固孔洞横截面积的1/6-1/2。

具体地，所述加固孔洞的开口位于桥面板顶面，加固孔洞的洞底与桥面板的底面之间留存有承载部。

本发明提供的桥面板加固方法，包括以下步骤：

钻孔步骤：在桥面板顶面和/或底面钻设加固孔洞；

填胶步骤：在所述加固孔洞中填入植筋胶；

布筋步骤：将FRP筋置入加固孔洞中。

具体地，还包括测算步骤：根据待加固的桥面板的内部钢筋分布情况和待加固桥面板的混凝土强度、厚度情况，估算出需使用的FRP筋的直径、间距及加固角度； 并根据所得的FRP筋的直径、间距及加固角度分别确定钻孔直径、钻孔间距及钻孔角度。

具体地，还包括清洁步骤：钻孔后，清洁所钻加固孔洞的内壁，去除加固孔洞侧壁上残留的混凝土碎片并使其保持干燥。

具体地，FRP筋的横截面积为所述加固孔洞横截面积的1/6-1/2。

其中，钻孔步骤中，采用钻孔设备进行钻孔，所述钻孔设备包括用于固定至桥面板的固定板，所述固定板设置有倾斜板，所述倾斜板与桥面板所在平面之间的角度可调，所述倾斜板设置有钻孔机，钻孔机的钻头朝向桥面板。

具体地，所述倾斜板设置有滑轨，所述钻孔机设置于所述滑轨并能沿所述滑轨滑动。

具体地，所述钻孔设备设有锁止件，锁止件能将倾斜板固定在固定板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的桥面板加固结构，包括开口位于桥面板顶面和/或底面的加固孔洞，所述加固孔洞的轴向与桥面板的轴向相交，所述加固孔洞中设置有FRP筋，所述FRP筋通过植筋胶与加固孔洞的内壁粘接。该结构中的FRP筋贯入至桥面板结构中，相比于现有技术，能提高桥面板结构内部的抗剪承载力，从而整体提高桥面板结构的抗剪性能。另外，FRP筋受到混凝土结构的保护和约束，基本不会受到外界环境的影响，从而提高了FRP筋与混凝土的粘结性能，并且有效地避免了由于边缘混凝土开裂而导致的粘结破坏； FRP筋贯入加固孔洞中，从而避免对混凝土保护层造成损伤。

本发明提供的桥面板加固方法，包括以下步骤：

钻孔步骤：在桥面板顶面和/或底面钻设加固孔洞；

填胶步骤：在所述加固孔洞中填入植筋胶；

布筋步骤：将FRP筋置入加固孔洞中。

相比于现有技术中的表面粘贴法，本加固方法中的FRP筋贯入加固孔洞中，因此受到桥面板混凝土结构的保护和约束，基本不会受到外界环境的影响，从而提高了FRP筋与混凝土的粘结性能，并且有效地避免了由于边缘混凝土开裂而导致的粘结破坏；相比于现有技术中的表层嵌贴法，本发明不在混凝土的表层实施，而是通过对混凝土钻孔，再将FRP筋贯入所钻的加固孔洞中，从而避免对混凝土保护层造成损伤。

附图说明

图1为桥面板在钻设加固孔洞后的剖视图；

图2为桥面板在贯入FRP筋后的剖视图；

图3为桥面板在贯入FRP筋后的剖视图，本视图以FRP筋的横截面为剖切面；

图4为钻孔装置的侧视图；

图5为钻孔装置的立体图。

附图标记说明：

1. 加固孔洞、 11. 承载部、

2. FRP筋、 3. 固定板、

4. 倾斜板、 41. 滑轨、

5. 止动件、 6. 待加工桥面板、

71. 移动夹具、 72. 电动钻孔机。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

见图1，本实施例提供的桥面板加固结构，包括开口位于桥面板顶面的加固孔洞1。加固孔洞1的洞底与桥面板的底面之间留存有承载部11。

加固孔洞1的轴向与桥面板的轴向相交，优选地，加固孔洞1相对桥面板所在的平面的倾斜角度为45°。

见图2，加固孔洞1中设置有FRP筋2，FRP筋2通过植筋胶与加固孔洞1的内壁粘接。FRP筋2的横截面积为加固孔洞1横截面积的1/3（参见图3）。

本实施例提供的桥面板加固方法，包括以下步骤：

测算步骤：根据待加固的桥面板的内部钢筋分布情况和待加固桥面板的混凝土强度、厚度情况，估算出需使用的FRP筋2的直径、间距及加固角度； 并根据所得的FRP筋2的直径、间距及加固角度分别确定钻孔直径、钻孔间距及钻孔角度。

钻孔步骤：在桥面板顶面和/或底面钻设加固孔洞1（参见图1）；

清洁步骤：清洁所钻加固孔洞1的内壁，去除加固孔洞1侧壁上残留的混凝土碎片并使其保持干燥；

填胶步骤：在加固孔洞1中填入植筋胶；

布筋步骤：将FRP筋2置入加固孔洞1中，并保持FRP筋2位于钻加固孔洞1的居中位置（参见图2）。其中，FRP筋2的横截面积为加固孔洞1横截面积的1/3（参见图3）。

上述钻孔步骤中所使用到的钻孔装置如图4所示，包括固定板3、倾斜板4、止动件5。固定板3能固定在待加工桥面板6表面。倾斜板4的下端与固定板3的右端铰接。倾斜板4能相对固定板3转动，从而调节倾斜板4与固定板3之间的角度。当倾斜板4调节至测算步骤中所述的钻孔角度，将止动件5固接在固定板3与倾斜板4各自的自由端之间，从而使倾斜板4与固定板3保持所述钻孔角度。

钻孔装置包括移动夹具71和电动钻孔机72，移动夹具71夹紧电动钻孔机72，电动钻孔机72的钻头朝下。倾斜板4沿自身长度方向设有滑轨41（见图5），移动夹具71设有滑块（图未示），滑轨41与滑块配合连接，使移动夹具71可沿倾斜板4的长度方向滑动，实现钻孔。

本实施例提供的桥面板加固方法，相比于现有技术中的表面粘贴法，FRP筋2受到桥面板混凝土结构的保护和约束，基本不会受到外界环境的影响，从而提高了FRP筋2与混凝土的粘结性能，并且有效地避免了由于边缘混凝土开裂而导致的粘结破坏；相比于现有技术中的表层嵌贴法，本发明不在混凝土的表层实施，而是通过对混凝土钻孔，再将FRP筋2贯入所钻的加固孔洞1中，从而避免对混凝土保护层造成损伤。

本实施例提供的桥面板加固方法可根据实际载荷情况来确定钻孔角度，使贯入加固孔洞1中的FRP筋2处于最合适的位置，从而有针对性地提高混凝土结构的抗剪承载力。

此外，本实施例提供的桥面板加固方法还具有以下技术效果：

由于FRP筋2贯入混凝土结构内，其能够有效承受结构内的剪切力，从而能够提高结构的抗剪承载力。该特性使本发明能够应用在混凝土宽扁梁或桥面板的加固作业；

由于受到混凝土的保护作用，贯入式FRP筋2受外部环境影响较小，有效避免了火灾影响和人为破坏，使本发明对复杂环境的适用性相比于现有加固方法有了大幅度提高；

本发明施工简单，既可以从桥面板顶部钻孔，也可以从桥面板底部钻孔，施工灵活且施工周期短，基本不会影响桥面板的正常使用。另外，本发明避免了复杂的表面处理工作，使施工更为简便，有效缩短了施工周期，同时有效降低了施工费用；

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。