技术特征：
1.一种对旧桥梁板进行复合加固的结构，包括梁板，其特征在于：在两支撑桥墩之间的梁板底面上设有以提高梁体的抗弯和承载能力、减少或延缓梁底横向裂缝发展的主动加固结构；和在梁板两侧腹板处设有以提高腹板抗剪能力、限制约束腹板竖向、斜向裂缝继续发展的被动加固结构；主动加固结构，由厚度为 2.0mm、宽度 100mm的若干条碳纤维板、楔形锚板、楔形块、固定锚板、压板，螺杆，液压缸，牵拉架，胶粘剂构成，在两支撑桥墩之间的梁板底面上设有至少一条预应力碳纤维板，预应力碳纤维板的一端通过固定锚板和胶粘剂固定在靠近一支撑桥墩的支座中心线1.2～1.6m的梁板底面上，预应力碳纤维板的另一端通过楔形锚板、楔形块和胶粘剂固定在靠近对面另一支撑桥墩的支座中心线1.2～1.6m的梁板底面上，预应力碳纤维板与对应的梁板底面之间设有胶粘剂；被动加固结构，由4mm厚、15cm 宽的若干个钢板条， cfn200/200型双向碳纤维网格布，水泥和锚杆构成，在两支撑桥墩之间的两侧腹板跨中8～10m范围面上设有2条纵向呈间隔距离分布的钢板条，各钢板条通过锚杆固定在梁板两侧腹板面上，两钢板条与对应的两侧腹板面之间及两钢板条之间的腹板上分别设有水泥砂浆层，双向碳纤维网格布设在两钢板条及之间水泥砂浆层的外侧面上，双向碳纤维网格布外侧面上设有水泥砂浆层。2.根据权利要求1所述的一种对旧桥梁板进行复合加固的结构，其特征在于：所述的楔形锚板为一块矩形钢板，矩形钢板的上端面中部设有一个向上开口的楔形槽，楔形槽两侧边的矩形钢板上设有若干个通孔，矩形钢板的上、下端面为平面，楔形槽的宽度与置在其内的碳纤维板宽度适配，楔形槽的下端面为斜面；一个楔形块，用于在楔形锚板的楔形槽内顶压固定碳纤维板下端面于对应的梁板面上，楔形块为一块滑配在楔形槽内的楔形钢板，楔形块的宽度与楔形槽宽度适配，楔形块的上端面为平面，楔形槽的下端面为与楔形槽的下端面同斜度的斜面。3.根据权利要求2所述的一种对旧桥梁板进行复合加固的结构，其特征在于：所述的楔形块的上端面为防滑面。4.根据权利要求1所述的一种对旧桥梁板进行复合加固的结构，其特征在于：所述的固定锚板为一块矩形钢板，矩形钢板对应两边设有若干个通孔，矩形钢板的上、下端面为平面。5.根据权利要求1所述的一种对旧桥梁板进行复合加固的结构及方法，其特征在于：所述的封边板，用于封压碳纤维板的一端，封边板为金属板，封边板由上、下卡板、后侧壁板、固定铆钉所组成，上卡板的下端呈间隔距离设有下卡板，上、下卡板的后侧边分别与后侧壁板的上下端固定为一体，上卡板和后侧壁板的厚度小于下卡板的厚度，上卡板的中部设有若干个上通孔，下卡板的中部设有若干个下通孔，下通孔呈圆台形或阶梯形通孔，上、下卡板的间距与碳纤维板的厚度适配。6.一种用权利要求1所述的对旧桥梁板进行复合加固结构的方法，其特征在于,包括如下步骤：(1) 现场勘察需复合加固的桥梁段各梁板状况，详细记录各梁板的状态，包括各梁板底面纵向裂缝、空心梁板底面和梁板两侧腹板面上的横向裂缝、水蚀、钢筋锈蚀、竖向裂缝，并作现场勘察详细记录、依现场勘察详细记录对需复合加固的桥梁段各梁板的施工作详细设计；
(2)各梁板的清理：清理梁板水蚀、钢筋锈蚀、宽度大于1cm的裂缝，水泥膨胀松散脱落处的受损部位及受损部位周边外扩至少20cm的梁板表面外延部位，对受损部位和受损部位周边外扩部位进行清理和凿毛，使新补填充混凝土与原结构间有足够的粘结力，保证原混凝土和新补填充混凝土达到整体受力的设计要求，清理时，用钢刷子、铁锤和铁凿清理受损和外扩部位杂物、凿除原混凝土的松散部位，凿毛则用人工用一端带锤尖的铁锤进行，受损部位和外延部位面凿成深度10mm、密度9～12点/10cm
2 的小坑,而后用水冲洗受损部位和外延部位面的混凝土碎渣；对外露钢筋除锈和除表面杂物，外露钢筋锈蚀部超钢筋截面20%的锈蚀钢筋部截断更换；(3) 对受损部位的修补和外延部位面加固；修补填充材料的重量配比为: 525级普通硅酸盐水泥：砂子：抗裂纤维：外加剂＝100：180：5～8：4～5；适量加水均匀拌合成喷射砂浆, 用喷砂机用修补填充材料对受损部位进行修补填充且修补填充材料外周边延伸至外延部位面，用抹子抹平喷射砂浆外端面，抹平的喷射砂浆外端面高于周边梁体平面2mm，对喷射砂浆养生, 使补填充混凝土达到整体受力的设计要求；(4) 对梁板的宽度小于1cm的裂缝，用525级普通硅酸盐水泥净浆灌满填补，抹平填补外端面，喷水养生；(5)对梁体进行预应力加固：包括以提高梁体的抗弯和承载能力、减少或延缓梁底横向裂缝发展的主动加固；和用以提高腹板抗剪能力，限制约束腹板竖向、斜向裂缝的继续发展的被动加固；主动加固：(a)制备楔形锚板、固定锚板、楔形块、压板、封边板，备齐厚度为 2.0mm、宽度 100mm的若干条碳纤维板，螺杆，液压缸，牵拉架，胶粘剂；(b)在各梁底面依设计图纸投影标出各碳纤维板的位置线，用砂轮磨平碳纤维板位置线内及位置线两端对应的楔形锚板、固定锚板面上对应梁板面上的凸尖物，使对应梁板面为平面；(c)在各碳纤维板的一端设有与封边板上、下通孔对应的贯通孔，封边板内涂胶，各碳纤维板的一端头卡进封边板的上、下卡板之间后，若干个固定铆钉的下端头依次穿过上卡板的上通孔、碳纤维板的贯通孔和下卡板的下通孔且铆固在下通孔内，使封边板与碳纤维板的一端头固定为一体，形成碳纤维板的卡固端，碳纤维板的另一端为牵拉端；(d)碳纤维板卡固端的固定锚板通过螺杆和螺母固定在距一支撑桥墩的支座中心线1.2～1.6m的对应梁底面上, 封边板前端边顶持在碳纤维板受力向侧的固定锚板的后端边上，固定锚板上端面将两端面涂胶的碳纤维板通过螺杆和拧紧的螺母压固在靠近一支撑桥墩的支座中心线1.2～1.6m的对应的梁底面上；(e)楔形锚板通过螺杆和拧紧的螺母固定在靠近距对面另一支撑桥墩的支座中心线1.2～1.6m的对应的梁底面上，楔形锚板的上端面贴合固定在对应的梁底面上,碳纤维板另一端的牵拉端穿过楔形锚板上的楔形槽向后延伸与牵拉装置连接，位于楔形槽内的碳纤维板的下端面卡设有一个楔形块，在碳纤维板与对应的梁底面之间设有胶粘剂；(f)用牵拉装置对碳纤维板施加预应力，预应力碳纤维板张拉控制应力为1000mpa，即单条张拉力为20t，张拉控制应变为6
‰
，张拉采用应力的应变双控，且偏差需不大于6%；
(g)当牵拉装置对碳纤维板施加的预应力和碳纤维板的伸长量达到设计要求后，向前压紧位于楔形槽内的碳纤维板下端面卡设的楔形块，使楔形块上端面将碳纤维板的上端面锁固在楔形槽内对应的梁底面上，完成对预应力碳纤维板的张拉，卸掉牵拉装置，用水泥砂浆封固楔形槽内的楔形块；(h)在楔形锚板与固定锚板之间的预应力碳纤维板上呈间隔1.5m距离设有一个压板，在距碳纤维板两侧边外缘约10mm处，于梁底打孔埋置压板的化学锚固锚栓并安装压板，张拉前保持压板处于松弛状态，确保碳纤维板在张拉过程中不受约束，张拉锚固完毕后，最后拧紧压板螺母，使碳纤维板与梁底密贴，并将挤出的多余结构胶抹平刮除，使预应力碳纤维板粘固在对应的梁底面上；被动加固：(a)备齐4mm厚、15cm 宽的若干个钢板条，30cm宽的cfn200/200型双向碳纤维网格布，水泥和锚杆；(b)在两支撑桥墩之间的两侧腹板跨中8～10m范围面上设有2条纵向且间隔25cm距离平行分布的钢板条，各梁两侧腹板处依设计图纸投影标出各钢板条的位置线，用砂轮机打磨掉两钢板条的位置线内及之间的梁板腹板面的2mm厚的表面混凝土，剔除打磨水泥渣并用水冲清理干净，使对应的梁板腹板面为平面；(c)将两钢板条分别通过锚杆固定在两侧打磨过的腹板面上下侧边上，每个钢板条上相邻锚杆距离100cm，两钢板条与对应的两侧腹板面之间设有水泥砂浆层，两钢板条之间的水泥砂浆层与钢板条外端面平行；(d)双向碳纤维网格布中部通过胶粘剂包设在两钢板条及之间水泥砂浆层的外侧面及对应的腹板面上，双向碳纤维网格布外侧面上再设有厚度5mm的水泥砂浆层；完成对旧桥梁板进行复合加固。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的抗裂纤维为聚丙烯纤维或玄武岩纤维玄, 抗裂纤维的单丝直径为0.1mm～0.2mm，长度0.3cm～0.8cm；外加剂为水泥速凝剂。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的牵拉装置是：托盘上端纵向中部设有牵拉架，两个并排呈间隔设置的滑道杆位于牵拉架两侧，两滑道杆上滑配有牵拉滑块，牵拉滑块上设有固定碳纤维板端头的卡件，牵拉滑块的后端中部与牵拉架后部之间设有液压缸，液压缸伸缩杆与牵拉滑块的后端中部连接，两滑道杆前端和托盘前端顶持在楔形锚板的对应侧边及螺杆上，托盘下端通过伸缩杆、支撑杆、紧固螺杆和支撑底盘顶持在地面上。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的预应力碳纤维板在90～94cm cm宽的空心板梁底面共张拉2条预应力碳纤维板，两条预应力碳纤维板的纵向中线平行设置且相距60cm，相邻两条预应力碳纤维板的牵拉端反向设置，碳纤维板的牵拉端或卡固端距靠近的支撑桥墩上端支座中心线为1.2～1.6m，碳纤维板采用cfp-1型碳纤维板，胶粘剂为粘纤维胶，采用cfsr-a/b碳纤维胶，胶粘剂涂抹厚度不小于10mm。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的碳纤维板牵拉端距对应的端头面3～4cm内的碳纤维板厚度大于碳纤维板中部厚度4～8mm。
技术总结
本发明公开了一种对旧桥梁板进行复合加固的结构及方法，本发明在两支撑桥墩之间的梁板底面上设有以提高梁体的抗弯和承载能力、减少或延缓梁底横向裂缝发展的主动加固结构；和在梁板两侧腹板处设有以提高腹板抗剪能力、限制约束腹板竖向、斜向裂缝继续发展的被动加固结构。本发明采用主动加固与被动加固相结合的方式，以增强梁体的抗剪承载力，提高梁体的拉应力，延缓底板出现裂缝的时间，限制腹板裂缝的产生和发展。的产生和发展。的产生和发展。
技术研发人员：高军帅 王浩东 王静华
受保护的技术使用者：中交一公局第一工程有限公司
技术研发日：2023.01.10
技术公布日：2023/3/30