專(zhuān)利名稱(chēng)：一種公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于道橋土木工程領(lǐng)域，特別涉及一種公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的加固方法。該加固方法利用預(yù)應(yīng)力碳纖維片材對(duì)公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋等混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行加固。
背景技術(shù)：
目前，在我國(guó)的公路橋梁中大約有兩成需要進(jìn)行加固處理。碳纖維片材(板和布)由于具有很高的抗拉強(qiáng)度，在混凝土構(gòu)件加固工程中得到廣泛的應(yīng)用。在加固施工中，普遍采用直接粘貼的方法將碳纖維片材粘貼于受彎構(gòu)件的受拉邊緣。普通粘貼碳纖維片材由于 二次受力、裂縫、撓度以及剝離破壞的影響，正常使用狀態(tài)下，碳纖維板的應(yīng)力通常不足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的5%，有效承載力條件下，碳纖維材料的應(yīng)力通常不足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的20%，碳纖維片材不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。為解決上述問(wèn)題，出現(xiàn)了將碳纖維板張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力后粘貼于加固構(gòu)件上的方法，可以使碳纖維板在正常使用條件下的應(yīng)力保持較高的水平，明顯改善了構(gòu)件的工作性能。如中國(guó)專(zhuān)利CN102322152A號(hào)(2012. 01. 18公布)提出了一種預(yù)應(yīng)力碳纖維板張拉系統(tǒng)及張拉加固方法；CN101913128A號(hào)(2010. 12. 15公布)發(fā)明了一種碳纖維板預(yù)應(yīng)力張拉夾具；CN102505858A號(hào)(2012. 06. 20公布)提供了一種預(yù)應(yīng)力碳纖維布張拉系統(tǒng)及張拉加固方法。這些方法和設(shè)備的一個(gè)共同點(diǎn)就是利用機(jī)械裝置直接張拉碳纖維片材，然后將其粘貼在構(gòu)件表面上。這些技術(shù)有三點(diǎn)不足一是張拉后的碳纖維片材是直線(xiàn)，而公路橋梁等混凝土構(gòu)件在長(zhǎng)期荷載作用下已發(fā)生明顯變形，因此很難保證張拉后的碳纖維片材與構(gòu)件表面的良好吻合；二是碳纖維片材相當(dāng)輕薄，而公路橋梁等梁混凝土構(gòu)件的體積和自重都很大，即使拉張后也很難改變其剛度，加固后構(gòu)件的使用性能不佳；三是碳纖維片材的機(jī)械張拉裝置較為復(fù)雜，工程實(shí)施難度大，質(zhì)量難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的加固方法。該加固方法可以大幅提高碳纖維片材在正常使用條件下的應(yīng)力強(qiáng)度，增加構(gòu)件自身剛度，改善構(gòu)件的使用性能，提高其承載能力，且具有施工簡(jiǎn)單，易操作控制等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的加固方法。該加固方法采用以下工藝步驟⑴拆除原橋面鋪裝、護(hù)欄和主梁之間的現(xiàn)澆橫隔梁；⑵在連續(xù)梁橋中墩所對(duì)應(yīng)的主梁位置上架設(shè)臨時(shí)橋塔；⑶在臨時(shí)橋塔的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)張拉拉索，提升主梁梁體；⑷當(dāng)主梁梁體底面橫向裂縫閉合，且跨中斷面向上撓度達(dá)到I 2mm時(shí)，在梁體底面粘貼碳纖維片材；(5)待碳纖維片材粘結(jié)牢固后，拆除拉索和臨時(shí)橋塔；
(6)重做主梁之間的現(xiàn)澆橫隔梁、護(hù)欄和橋面鋪裝。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明加固方法通過(guò)在跨中位置向上提升公路橋梁的作用，能夠閉合現(xiàn)有主梁的裂縫，在粘結(jié)碳纖維片材后可提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，充分利用碳纖維片材的自身高強(qiáng)特性，大幅提高加固后公路橋梁上部結(jié)構(gòu)的剛度和極限承載能力，并顯著提升公路橋梁的正常使用性能；同時(shí)預(yù)應(yīng)力碳纖維片材與梁體表面密切吻合，有利于保證施工質(zhì)量和加固效果，具有施工簡(jiǎn)單，易操作控制、成本較低、適于推廣等優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明加固方法一種實(shí)施例的待加固公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋示意圖；其中，圖I (I)為簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；從圖I (I)中可以看出待加固橋梁的主要構(gòu)造護(hù)欄I、橋面鋪裝3、主梁4之間的現(xiàn)澆橫隔梁2。
圖I (2)為簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的立面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋加固方法一種實(shí)施例中拆除原橋面鋪裝3、護(hù)欄I和主梁4之間的現(xiàn)澆橫隔梁2后的橋梁結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖2 (I)為簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的橫斷面結(jié)構(gòu)不意圖；從圖2 (I)可以看出待加固橋梁的護(hù)欄I、橋面鋪裝3及主梁4之間的現(xiàn)澆橫隔梁2已經(jīng)被拆除，各片主梁4之間已經(jīng)沒(méi)有了橫向聯(lián)系。圖2 (2)為簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的立面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋加固方法一種實(shí)施例中，在連續(xù)梁橋中墩5所對(duì)應(yīng)的主梁4位置處架設(shè)臨時(shí)橋塔6、安裝拉索7并張拉的結(jié)構(gòu)示意圖；從圖3可以看出，拉索7提升力對(duì)主梁跨中的作用，主梁4的跨中截面有了向上的撓度l_2mm。圖中的Fy表示沿主梁4長(zhǎng)度方向的拉索7張拉力(下同)。圖4為本發(fā)明公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋加固方法一種實(shí)施例中，對(duì)每片主梁4粘結(jié)碳纖維片材8后的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖4 (I)為利用拉索7進(jìn)行跨中提升后，在受拉區(qū)粘貼碳纖維片材8的簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋立面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 (2)為利用拉索7進(jìn)行跨中提升后，在受拉區(qū)粘貼碳纖維片材8的簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。從圖4可以看出當(dāng)主梁的跨中在向上提升的作用下，其向上撓度達(dá)到l-2mm時(shí)，在主梁4受拉區(qū)粘貼的碳纖維片材8。圖5為本發(fā)明公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋加固方法一種實(shí)施例中，拆除拉索7和臨時(shí)橋塔6后的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖5 (I)為碳纖維片材8粘貼牢固后，去除臨時(shí)橋塔6和拉索7后的簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5 (2)為碳纖維片材8粘貼牢固后，去除臨時(shí)橋塔6和拉索7后的簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋立面結(jié)構(gòu)示意圖。從圖5可以看出當(dāng)去除臨時(shí)橋塔6和拉索7后，碳纖維片材8即開(kāi)始受力，起到了與利用拉索7提升幾乎相同的作用，使得主梁保持了向上的撓度。圖6為本發(fā)明公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋加固方法一種實(shí)施例祝好，重做主梁4之間的現(xiàn)澆橫隔梁2、護(hù)欄I和橋面鋪裝3的示意圖。其中，圖6 (I)為主梁4加固完成后，重新現(xiàn)澆橫隔2、護(hù)欄I及橋面鋪裝3后的簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6 (2)為主梁4加固完成后重新現(xiàn)澆橫隔梁2、護(hù)欄I及橋面鋪裝3后的簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋立面結(jié)構(gòu)示意圖。從圖6可以看出該橋已加固完成。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明。本發(fā)明設(shè)計(jì)的公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋加固方法(簡(jiǎn)稱(chēng)加固方法或方法，參見(jiàn)圖1-6)以提高其縱向承載能力為主，并考慮其橫向整體性。本發(fā)明加固方法具體實(shí)施工藝步驟如下⑴拆除待加固公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的原護(hù)欄I、橋面鋪裝3和主梁之間的現(xiàn)澆橫隔梁2 (參見(jiàn)圖I)。這不僅可降低二期恒載在公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的主梁4所引起的殘余變形及應(yīng)力，提高加固效果；同時(shí)也將公路橋梁上部結(jié)構(gòu)化整為零，以便于加固施工(參見(jiàn)圖2)；⑵在中墩5所對(duì)應(yīng)的主梁4位置處架設(shè)臨時(shí)橋塔6，將拉索7固定于主梁跨中和臨時(shí)橋塔6上，然后用千斤頂?shù)葘?duì)稱(chēng)張拉兩根拉索7 (參見(jiàn)圖3)；⑶當(dāng)梁體跨中下緣的裂縫閉合，且跨中斷面向上撓度達(dá)到I 2mm時(shí)，在梁體跨中底面和中墩5所處位置的上緣2/3跨徑范圍內(nèi)(主梁受拉區(qū))粘貼碳纖維片材8 (參見(jiàn)圖
4)。主梁4下緣裂縫閉合可提高簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的耐久性；而跨中截面出現(xiàn)向上撓度，可以大幅提高簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的抗彎剛度，這對(duì)于提升公路橋梁的使用性能非常有益。所述的碳纖維片材8的尺寸可按主梁底面大小進(jìn)行裁剪。如選用碳纖維板加固，則粘貼I層即可；如選用碳纖維布，則需要粘貼3-5層。碳纖維片材8的主要力學(xué)性能應(yīng)參照GB/T3354-1999《定向纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法》測(cè)定，其主要的技術(shù)指標(biāo)要求為
權(quán)利要求
1.一種公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的加固方法，該加固方法采用以下工藝步驟 (1)拆除原橋面鋪裝、護(hù)欄和主梁之間的現(xiàn)澆橫隔梁； (2)在連續(xù)梁橋中墩所對(duì)應(yīng)的主梁位置上架設(shè)臨時(shí)橋塔； (3)在臨時(shí)橋塔的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)張拉拉索，提升主梁梁體； (4)當(dāng)主梁梁體底面橫向裂縫閉合，且跨中斷面向上撓度達(dá)到I 2mm時(shí)，在梁體底面粘貼碳纖維片材； (5)待碳纖維片材粘結(jié)牢固后，拆除拉索和臨時(shí)橋塔； (6 )重做主梁之間的現(xiàn)澆橫隔梁、護(hù)欄和橋面鋪裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的加固方法，其特征在于所述碳纖維片材的尺寸按主梁的底面大小進(jìn)行裁剪，選用碳纖維板加固時(shí)，粘貼I層；選用碳纖維布加固時(shí)，粘貼3-5層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的加固方法，其特征在于所述粘貼碳纖維片材的工藝是，先在主梁的底面均勻涂抹底膠，厚度2-5mm，待底膠指觸干燥后，進(jìn)行打磨、修整；然后涂抹粘結(jié)膠，厚度2-5_，在已涂好粘結(jié)膠的混凝土表面鋪覆碳纖維片材，滾動(dòng)碾壓使粘結(jié)膠液充分浸潰碳纖維片材，形成復(fù)合材料；經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)至粘結(jié)膠完全固化，調(diào)整密實(shí)氣泡或鼓泡；最后涂刷表面防護(hù)膠即完成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種公路簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的加固方法，該加固方法采用以下工藝步驟1.拆除原橋面鋪裝、護(hù)欄和主梁之間的現(xiàn)澆橫隔梁；2.在連續(xù)梁橋中墩所對(duì)應(yīng)的主梁位置上架設(shè)臨時(shí)橋塔；3.在臨時(shí)橋塔的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)張拉拉索，提升主梁梁體；4.當(dāng)主梁梁體底面橫向裂縫閉合，且跨中斷面向上撓度達(dá)到1～2mm時(shí)，在梁體底面粘貼碳纖維片材；5.待碳纖維片材粘結(jié)牢固后，拆除拉索和臨時(shí)橋塔；6.重做主梁之間的現(xiàn)澆橫隔梁、護(hù)欄和橋面鋪裝。本發(fā)明加固方法可以大幅提高碳纖維片材在正常使用條件下的應(yīng)力強(qiáng)度，增加構(gòu)件自身剛度，改善構(gòu)件使用性能，提高承載能力，并具有施工簡(jiǎn)單、易于操控、成本較低，適于推廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E01D22/00GK102912741SQ20121043603
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者梁棟, 杜闖, 張靜娟, 李巖峰 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)