[发明专利]一种嵌入式的桥梁加固结构及加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁加固技术领域，特别涉及一种嵌入式的桥梁加固结构及加固方法。

背景技术

在桥梁工程建设中,无论是混凝土结构、钢结构还是钢—混凝土组合结构，桥梁面板通常为钢筋混凝土板结构。在过去20年中，这些桥梁结构体系都暴露出一些问题，最为严重的是钢筋或钢材的腐蚀而导致的结构过早退化或功能不足。桥梁面板由于保护层厚度较小、除冰盐直接作用于其表面和因长期承受交通荷载容易造成开裂等原因，钢筋锈蚀问题尤为严重。因此对结构功能不足的桥梁面板需要进行结构加固补强。

近年来，FRP（Fiber Reinforced Plastics ,纤维增强复合塑料）材料由于具有耐腐、轻质、高强、施工便捷等特点已经被广泛用于混凝土结构及其他结构加固领域。目前，对FRP加固钢筋混凝土结构的研究主要集中在外贴FRP片材的加固技术，各国也相继推出了相应的规范。在FRP加固混凝土结构中，FRP-混凝土粘结界面是一个薄弱环节，界面粘结强度往往决定了FRP的有效应力（结构达到极限承载力时FRP所达到的应力），从而决定FRP加固的效率和经济性。通过对以往的FRP外贴加固混凝土桥面板工程情况的分析，该加固技术在补强受损桥面结构中存在以下问题：

（1）随着日益繁重的交通运输荷载，钢筋混凝土桥面板的损伤面积较大，传统的FRP外贴加固方式导致了较高的施工和材料费用，制约了该具有较高耐久性能材料的推广应用；

（2）目前以弯曲构件作为计算模型的设计方法，导致加固工程中FRP材料的用量较大，超过实际需要，增加了加固费用；

（3）外贴FRP片材加固技术在桥面应用时，容易受到磨损和撞击等意外荷载，导致了加固部位的损伤，因而二次加固频发；

（4）外贴FRP片材不易于与相邻构件锚固，难以提高加固的稳定性和刚度。

面对以上问题，专利号为ZL 201120080008.5的专利文件公开了一种预应力纤维树脂复合筋嵌贴加固混凝土结构，该结构是在待加固构件的底面或侧面开有凹槽,并预应力纤维树脂复合筋通过胶粘剂嵌贴在待加固构件的凹槽中，该技术方案解决了上述的问题（1）和问题（3），但是，该技术方案仅仅是针对待加固构件（即桥梁面板），与待加固构件的相邻构件之间没有进行锚固，而待加固构件的相当部分的支撑柱来自其相邻构件，因此该技术方案的加固效果不佳。而现有技术中外贴FRP片材与相邻构件锚固的方式明显不适用于FRP筋嵌入式结构，而且锚固工艺难度较大。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供提供一种能够有效提高FRP筋嵌入式结构对桥梁的加固效果，同时施工工艺简单的桥梁加固结构，同时提供该结构的施工方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种嵌入式的桥梁加固结构，包括开设于待加固的桥梁面板的底面的凹槽，所述桥梁面板由与其相邻的支撑柱进行支撑，所述凹槽中嵌设有FRP筋，所述FRP筋的端部缠绕有锚固纤维布件，所述锚固纤维布件包括缠绕部和黏贴部，所述缠绕部缠绕于所述的FRP筋上，所述黏贴部黏贴于所述支撑柱。

其中，所述凹槽中灌注有胶体，所述胶体将FRP筋固定于凹槽内壁。

其中，所述缠绕部与FRP筋的端部通过环氧树脂粘接。

还提供一种嵌入式的桥梁加固方法，包括：

计算步骤：根据桥梁面板的实际承载力与目标承载力之差计算出桥梁面板底面需要增设的FRP筋的直径d及相邻FPR筋的间距；

开槽步骤：在桥梁面板底面开设凹槽，所述凹槽的宽度是需要增设的FRP筋的直径d的1.0-1.9倍；

FRP筋预处理步骤：将纤维布的一部分作为缠绕部以缠绕至FRP筋的端部，将纤维布余下部分预留为黏贴部；

加固步骤：将FRP筋材固定至凹槽内，将纤维布的黏贴部黏贴至支撑柱。

其中，计算步骤包括预计算步骤：测量待加固的钢筋混凝土结构的桥梁面板的混凝土强度、钢筋分布状态及保护层厚度，根据压缩薄膜效应理论计算出桥梁面板的实际承载力。

其中，在所述开槽步骤中利用开槽机进行开槽，所述开槽机包括沿水平方向设置的水平支架，所述水平支架包括可伸缩的导轨，所述导轨的两端部作为地接部抵接于支撑柱，所述水平支架上固定有与水平支架垂直的水平调整柱，所述水平调整柱的数量不少于3个且不沿同一直线设置，所述导轨上设置有可切割桥梁面板底面的切割台，所述水平支架还设置有牵引装置，开槽时所述导轨的抵接部抵接于待开槽的桥梁面板两端的支撑柱，所述切割台在牵引装置的带动下沿导轨往复运动。