[发明专利]一种盖梁体外预应力加固结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路桥梁，特别是一种针对盖梁的体外预应力加固结构及其施工方法。

背景技术

当盖梁抗弯承载力不足时，常用加大盖梁截面、贴钢板或贴碳纤维布或施加体内或体外预应力等方法进行加固。

体外预应力加固具有施工快、不中断交通的优点，但加固效果与体外预应力的布索形式有很大关系。

常规体外预应力加固的布索形式是，在盖梁跨中下缘布索后引至盖梁悬臂端进行锚固。这种布索形式受盖梁高度限制，体外预应力钢束在盖梁跨中的水平夹角较小，所能提供的竖向分力也小，加固效果不够理想。

发明内容

本发明的目的是针对上述常规体外预应力加固布索形式存在的缺点加以改进，提供一种加固效果可进一步提高的盖梁体外预应力加固结构及其施工方法。

为实现上述目的，本发明提供的盖梁体外预应力加固结构，包括盖梁和体外预应力钢束；在对应两个桥墩的盖梁侧面上部和盖梁跨中下部分别固定有钢束转向块，在盖梁跨中底面上固定安装有钢束转向支架；所述体外预应力钢束通过所述钢束转向块和钢束转向支架、两端分别与张拉锚具相接，张拉锚具固定在张拉用混凝土齿块中，张拉用混凝土齿块固定在盖梁同一个悬臂端的侧面上。

所述钢束转向块由中间平直、两端呈弧形的滑座和位于滑座两侧的挡板构成，其中一侧挡板与盖梁侧钢板焊接在一起，盖梁侧钢板固定在盖梁侧面上；所述盖梁侧钢板的宽度大于所述挡板的高度，长度L_c为：

L_c＝ηF_i/(K_cτ_u)(mm)

式中η——安全系数，η＝1.2～2.0；

F_i——体外预应力钢束在滑座处的作用力，N，按照公式F_i＝2Ts×cos(θ/2)计算求得，其中Ts为体外预应力钢束的张拉力，θ为体外预应力钢束在各钢束转向块滑座处转角中的最小值；

K_c——盖梁侧钢板的宽度，mm；

τ_u——粘贴钢板的混凝土的混凝土表面剥离强度设计值，可按照2.5MPa取值；

所述钢束转向支架包括长度大于盖梁前后宽度的横梁和两组正面呈“V”形的斜撑，斜撑的下端与横梁的端部焊接成一体，斜撑的上端焊接在盖梁底钢板上，盖梁底钢板固定在盖梁底面上，横梁两端下部分别焊接所述钢束转向块。

上述盖梁体外预应力加固结构的施工方法包括以下步骤：

步骤1、制作所述钢束转向块，备用

步骤2、制作和安装所述钢束转向支架

在长度大于盖梁前后宽度的钢制横梁的两端上部分别焊接正面呈“V”形的钢制斜撑，将斜撑的两个上端焊接在盖梁底钢板上，在横梁的两端下部分别焊接步骤1的钢束转向块，制成钢束转向支架；

安装时，先对盖梁底面两侧的混凝土表层进行处理，在处理后的混凝土表面上涂刷环氧树脂胶，用环氧树脂胶将钢束转向支架的盖梁底钢板固定安装在盖梁跨中底面的两侧；

步骤3、在盖梁的两侧面安装钢束转向块按计算尺寸制作盖梁侧钢板，然后对盖梁两侧面需安装钢束转向块部位的混凝土表层进行处理；在处理后的混凝土表面上涂刷环氧树脂胶，用环氧树脂胶将盖梁侧钢板固定安装在盖梁侧面上；在盖梁侧钢板上焊接制作好的钢束转向块；

步骤4、制作张拉用混凝土齿块

先对盖梁悬臂端两侧面安装混凝土齿块部位的混凝土表层进行处理：清除破碎的混凝土表面，然后进行凿毛，使骨料外露，用铁刷或压缩空气清除浮尘，然后按间距10～15cm进行植筋，钢筋采用φ28螺纹钢筋；在处理后的混凝土表面上涂刷环氧树脂胶，将张拉锚具安装到位后用钢纤维混凝土浇筑张拉用混凝土齿块，然后进行养护；

步骤5、安装体外预应力钢束并张拉和锚固

待步骤4的张拉用混凝土齿块的混凝土强度达到90％设计强度(养护龄期不小于7天)，通过步骤2的钢束转向支架和步骤3的钢束转向块将体外预应力钢束的两端分别安装在步骤4的张拉锚具上，然后按设计要求进行张拉，张拉完成后，对张拉端的体外预应力钢束进行锚固；

步骤6、对盖梁底钢板和盖梁侧钢板进行防腐处理

先将盖梁底钢板和盖梁侧钢板上的油污和铁锈进行清除，然后涂一层环氧树脂薄浆，再涂两层防锈漆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：