[发明专利]体外预应力快速加固铁路桥梁系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程的铁路桥梁领域，具体涉及一种利用体外预应力钢筋以及预制混凝土板对双片式T型铁路桥梁上部结构进行快速加固的系统以及方法。 

技术背景

我国的铁路桥梁大部分为建国后所建，桥龄一般在30～50年以内，国内绝大部分一直采用分片式混凝土预制T梁，跨度为32m及以下的简支梁桥约占80%，虽然历经了多次标准图纸的改进但分片式T梁横向刚度普遍偏低。目前已有不少桥梁发生老化、裂缝、破损等现象，危桥逐年增多，承载能力明显下降。近年随着铁路的不断提速，对铁路提供安全、快速、重载行驶的要求也越来越高,列车对线桥设备的冲击明显增大，尤其是在老龄桥梁上，曾多次发生因桥梁振动过大等原因致使桥梁结构损坏，以致发生列车在桥梁上脱线的事故很多。 

为了满足列车提速的要求，需要对桥梁进行加固，传统的加固方法是在T梁下翼缘处全长增设水平板以提高横向刚度，分析表明当水平板长度超过16m时加固效果将不再显著。并且，现有加固方法对运输的干扰大、成本高，同时增加自重较大，考虑桥墩和梁体耦合振动后对提高桥梁整体横向刚度效果不明显。采用本发明体外预应力快速加固技术对桥梁进行加固能够很好的解决这一问题，并且费用约为其他加固方法费用的60%～70%。 

发明内容

本发明的体外预应力快速加固技术作为一种主动的加固方法，是以粗钢筋、钢绞线或高强钢丝等钢材作为施力工具，对结构施加体外预应力，以预加力产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力，从而达到改善结构使用性能并提高其极限承载力，以及在加固过程中不需要封闭交通的目的。 

本发明的解决方案是在现有加固技术的基础上，提供一种更加经济、高效和优化的新型体外预应力快速加固方法，根据本发明的体外预应力快速加固技术，将沿桥梁全长布置预留预应力钢筋孔道的预制混凝土横隔板，通过预应力筋张拉应力以及布置形式的变化，使桥梁内力重新分布并且有效的提高桥梁的 横向刚度，使双片式T型桥梁的两个T梁能够更好的协同工作从而显著地提高了桥梁加固的效果。 

本发明铁路桥梁的主体是一种双片式T型桥梁，它由两个成对的T梁构成；在两个T梁的腹板间设有一排排垂直于腹板、并与腹板构为一体的横隔板。本发明在于：在横隔板两侧装配有拉紧在两边腹板之间的预应力钢筋。并且，在横隔板之间增设垂直于腹板的预制混凝土横隔板，在预制混凝土横隔板中也装配有拉紧在两边腹板之间的预应力钢筋。 

本发明的效益和优点是： 

1、不用进行湿作业，应力加固技术所需设备简单，人力投入少，施工工期短，经济效益明显，所需的混凝土板和预应力钢筋均可在工厂预制，现场只进行简单操作，加固过程中可以不封闭交通，对结构营运影响较小，可在不限制使用的条件下进行加固施工。 

2、对原结构损伤较小，不会使混凝土强度变低而性能变差，可以做到不影响桥下净空，且不增加路面标高。 

3、体外预应力加固无需增大端面，不会影响建筑空间。 

4、增加恒重不多，故对墩台及基础受力情况影响很小，可节省对墩台及基础的加固，且加固效果的力学关系明确可以灵活的调节原结构中的应力状态，能较大幅度地改善和调整原结构的受力情况，提高承重结构的刚度、抗裂性。加固后所能达到的最大承载能力与原梁的配筋率和混凝土强度有关，一般情况下，可将原结构承载力提高40%～50%。 

5、显著提高了T型梁的抗弯、抗剪承载力的同时，可以改善桥梁在使用阶段的性能。 

6、加固后的维修管理工作较少。 

7、通过预制混凝土横隔板的预留孔道在T梁的梁肋处进行预应力钢筋的张拉和锚固，从而使横隔板与两片T梁形成整体共同工作。 

8、加固方法中用到的混凝土横隔板与预应力钢筋都可根据标准图纸在工厂进行预制，预应力钢筋锚固所用的保护帽以及垫片等尺寸都是相同的，从而形成一系列的工厂预制标准件。 

9、预应力钢筋张拉采用分级、分段张拉，预应力钢筋布置方式采用采用直 线形。 

附图说明

图1是双片式T型桥梁的立面图 

图2是图1中的A-A断面(左转90度)图，即已有横隔板处断面图。 

图3是图1中的B-B断面(左转90度)图，即新增预制混凝土横隔板处断面图。 

图4是预制混凝土横隔板图。 

图5是预应力钢筋锚固局部图。 

图中：1是双片式T型桥梁，1-1是腹板，2是横隔板，3是预制混凝土横隔板，4是预应力钢筋，5是张拉孔，6是保护帽，7是垫片。 

具体实施方式