一种撞击受损桥梁主梁的加固方法与流程

1.本发明属于桥梁工程领域，特别是涉及一种撞击受损桥梁主梁的加固方法。


背景技术：

2.经济的飞速发展使得我国各地城市规模不断扩大，随之而来的问题就是日益拥堵的交通，应运而生的是大量的城市跨线立交桥。城市桥梁在城市交通系统中占据着举足轻重的作用，但也存在巨大的安全隐患，由于驾驶员操作不当，对相关道路限高规定认识不够，路政管理体系不健全等原因，致使超高车辆撞击桥梁结构的事故屡见不鲜，由此损坏的桥梁占所有损坏桥梁的20％以上。
3.针对超高车辆撞击桥梁的问题，目前的研究主要着重分析其撞击过程、破坏形式及破坏机理，但对撞击后受损桥梁的加固方法研究较少。目前针对因车辆撞击而受损的混凝土桥梁主梁，大多数桥梁进行了拆除重建；同时由于桥梁受撞击后，受损程度普遍偏高，常用的加固方法无法恢复桥梁的刚度、承载力与耐久性，需要选择合适的加固技术，适用于受损桥梁的加固方法也不相同。目前在这一领域的研究还比较少，有必要深入研究车辆撞击桥梁主梁的加固技术，为后续可能发生的撞击桥梁事故的加固提供指导。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种撞击受损桥梁主梁的加固方法，来解决现有技术中的不足。
5.为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种撞击受损桥梁主梁的加固方法，包括如下步骤：
7.s1：清理撞击损伤区
8.清理撞击损伤区的混凝土残渣，确保所述撞击损伤区边缘主梁腹板的混凝土完好，切除并补焊因撞击而断裂或发生明显塑性变形的钢筋，保证补焊钢筋与既有钢筋间的搭接长度，对所述撞击损伤区边缘主梁腹板的混凝土进行凿毛，形成撞击损伤区的侧面凿毛面及上凿毛面；
9.s2：对辅助加固区凿毛
10.辅助加固区即所述撞击损伤区周围的未损伤区，基于界面剪力传递的需求，将辅助加固区分为深凿毛界面区与浅凿毛界面区，所述深凿毛界面区紧邻所述撞击损伤区，所述浅凿毛界面区紧邻所述深凿毛界面区；
11.s3：安装模板、浇筑超高性能混凝土
12.采用吹风机清除凿毛区的灰尘，向所有凿毛面喷水至凿毛面处于饱和湿润状态，安装并固定模板，从上方浇筑口向模板内灌注超高性能混凝土，待超高性能混凝土达到设计强度后拆除模板，打磨掉接缝周围凸出的加固材料，对主梁进行涂装，统一主梁外观，结束加固工作。
13.优选的，步骤s2中，所述深凿毛界面区的凿毛深度为主梁腹板混凝土保护层厚度
的1倍，凿毛后能够看到腹板箍筋，所述深凿毛界面区的宽度为主梁腹板厚度的2～3倍。
14.优选的，在靠近所述浅凿毛界面区的深凿毛界面区的凿毛厚度由1倍混凝土保护层厚度渐变至1/2混凝土保护层厚度。
15.优选的，步骤s2中，所述浅凿毛界面区的凿毛深度为主梁腹板混凝土保护层厚度的1/2，所述浅凿毛界面区的宽度为主梁腹板厚度的2～3倍，靠近所述主梁未凿毛区的浅凿毛界面区的凿毛厚度逐渐变化为0。
16.优选的，步骤s2中，所述浅凿毛界面区设置有两道或多道上下贯通的深凿毛带，所述深凿毛带的凿毛深度等于主梁腹板混凝土保护层厚度。
17.优选的，步骤s2中，除了对所述主梁腹板的两侧进行凿毛外，所述深凿毛界面区和浅凿毛界面区的底面也一并凿毛，形成腹板底板凿毛界面区，凿毛深度由紧邻所述撞击损伤区的2倍混凝土保护层厚度向浅凿毛界面区方向呈折线规律逐渐减薄。
18.本发明提供的一种撞击受损桥梁主梁的加固方法，与现有技术相比具有以下优点：
19.本发明提供的一种撞击受损桥梁主梁的加固方法，无需拆除撞击受损的桥梁主梁，仅需将主梁腹板与撞击损伤区以及撞击损伤区周围一定区域的混凝土按本发明的设计进行凿毛，采用超高性能混凝土填充损伤区与凿毛区，待超高性能混凝土达到设计强度即可完成加固。本发明不仅能保证加固材料与既有梁体之间的粘结性能，又能利用超高性能混凝土抗拉强度高的特点，提高损伤区与未损伤区界面的开裂强度。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为本发明撞击受损桥梁主梁在加固前的立面构造示意图；
22.图2为图1在a-a处的截面图；
23.图3为图1在b-b处的截面图；
24.图4为图1在c-c处的截面图；
25.图5为图1在d-d处的截面图；
26.图6为图1在e-e处的截面图；
27.图7为本发明撞击受损桥梁主梁在加固后的立面构造示意图；
28.图8为图7在f-f处的截面图；
29.图9为图7在g-g处的截面图；
30.图10为图7在h-h处的截面图；
31.图11为图7在i-i处的截面图；
32.图12为图7在j-j处的截面图；
33.图13为本发明的受力分析图一；
34.图14为本发明的受力分析图二；
35.图15为本发明薄弱区的位置图。
36.图中：1-主梁，3-主梁腹板，4-撞击损伤区，5-侧面凿毛面，6-深凿毛界面区，7-浅凿毛界面区，8-腹板底板凿毛界面区，10-上凿毛面，11-深凿毛带，12-超高性能混凝土。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步说明：
38.参考图1-12所示，本发明提供了一种撞击受损桥梁主梁的加固方法，包括如下步骤：
39.s1：清理撞击损伤区4
40.清理撞击损伤区4的混凝土残渣，确保所述撞击损伤区4边缘主梁腹板3的混凝土完好，切除并补焊因撞击而断裂或发生明显塑性变形的钢筋，保证补焊钢筋与既有钢筋间的搭接长度，对所述撞击损伤区4边缘主梁腹板3的混凝土进行凿毛，形成撞击损伤区4的侧面凿毛面5及上凿毛面10；
41.s2：对辅助加固区凿毛
42.辅助加固区即所述撞击损伤区4周围的未损伤区，基于界面剪力传递的需求，将辅助加固区分为深凿毛界面区6与浅凿毛界面区7，所述深凿毛界面区6紧邻所述撞击损伤区4，所述浅凿毛界面区7紧邻所述深凿毛界面区6；针对主梁1既有混凝土与损伤区加固材料之间粘结强度偏低，界面粘结强度受拉易失效的问题，本发明的加固方法将整个加固区域分为撞击损伤区4、深凿毛界面区6及浅凿毛界面区7共三个加固区。设置深凿毛界面区6与浅凿毛界面区7的目的是将主梁1既有混凝土与损伤区加固材料之间的法向粘结力转化为非撞击损伤区混凝土与加固材料之间的剪切力，从而尽最大可能增强损伤区加固材料与既有梁体之间的粘结力，使加固材料与既有梁体之间协同受力。
43.s3：安装模板、浇筑超高性能混凝土12
44.采用大功率吹风机清除凿毛区的灰尘，向所有凿毛面喷水至凿毛面处于饱和湿润状态，安装并固定模板，从上方浇筑口向模板内灌注超高性能混凝土12，待超高性能混凝土12达到设计强度后拆除模板，打磨掉接缝周围凸出的加固材料，对全梁进行涂装，统一主梁1外观，结束加固工作。
45.作为一种优选实施例，步骤s2中，所述深凿毛界面区6的凿毛深度为主梁腹板3混凝土保护层厚度的1倍，凿毛后能够看到腹板箍筋，所述深凿毛界面区6的宽度为主梁腹板3厚度的2～3倍。
46.作为一种优选实施例，在靠近所述浅凿毛界面区7的深凿毛界面区6的凿毛厚度由1倍混凝土保护层厚度渐变至1/2混凝土保护层厚度。
47.作为一种优选实施例，步骤s2中，所述浅凿毛界面区7的凿毛深度为主梁腹板3混凝土保护层厚度的1/2，所述浅凿毛界面区7的宽度为主梁腹板3厚度的2～3倍，靠近所述主梁1未凿毛区的浅凿毛界面区7的凿毛厚度逐渐变化为0。
48.作为一种优选实施例，步骤s2中，所述浅凿毛界面区7设置有两道或多道上下贯通的深凿毛带11，所述深凿毛带11的凿毛深度等于主梁腹板3混凝土保护层厚度。
49.作为一种优选实施例，步骤s2中，除了对所述主梁腹板3的两侧进行凿毛外，所述深凿毛界面区6和浅凿毛界面区7的底面也需一并凿毛，形成腹板底板凿毛界面区8，凿毛深度由紧邻所述撞击损伤区4的2倍混凝土保护层厚度向浅凿毛界面区7方向呈折线规律逐渐
减薄。
50.本发明的原理是：
51.参考图13-15所示，损伤区加固材料与未损伤梁体之间的法向拉力(图13)转化为大部分切向力+部分法向力(图14)，保证加固材料与既有梁体界面有足够的粘结强度。另外，利用加固材料超高性能混凝土抗拉强度高的优点，提高薄弱区(图15)的开裂荷载，这种加固的有效性我们已经采用试验验证了。
52.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
53.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。