[发明专利]预应力混凝土简支梁加固方法及其加固结构

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁加固工程领域，具体地，涉及一种预应力混凝土简支梁加固方法及加固结构。

背景技术

提高列车轴重、增加编组长度是实现重载铁路运输的主要技术发展方向。随轴重的提高，既有桥涵所受的动载强度加大，受载频率增高，导致桥涵结构荷载效应和应力幅加大；既有铁路提高货车轴重、开行长大编组重载列车必然会使既有铁路桥涵使用寿命缩短，结构的强度、刚度、稳定性等方面的安全储备下降，各种病害出现的几率加大、危害性加剧。对于公路运输中的桥涵也存在着重载车辆导致载荷效应和应力幅度加大而使桥涵的强度、刚度和稳定性下降的情况。为了使桥涵适应重载运输条件，需要对既有线路基础设施的强化改造。

铁路或公路路线在跨越铁路、公路时，部分桥梁的净空受限，为避免抬高桥梁路段路基标高以降低建设成本，部分孔跨采用了超低高度预应力混凝土简支T梁。根据超低高度预应力混凝土简支梁原设计受力状态和桥梁的孔跨布置型式，该类型桥梁加固一般有如下加固方法：增大混凝土截面加固法、粘贴钢板增大截面方案、增加体外预应力方案、双线桥梁连成整体方案、增设梁体支撑方案和简支梁变连续梁方案等。

上述的加固方法存在各种不足。对于增大截面方案(增大混凝土截面与粘贴钢板)，存在新旧结构连接可靠性不足，增加桥梁梁体恒载过大且新加结构恒载需要原梁来承担，对施工工艺要求高，难以达到加固效果。对于体外预应力等改变原结构应力状态方案，虽然可提高梁体承载能力，但体外预应力方案对梁体刚度的提高极其有限，难以满足提高梁体刚度要求。对于改变结构受力体系方案(双线梁体横向联结方案、增设梁体支撑方案、简支变连续方案)存在加固桥梁有较大限制的缺点，比如简直变连续方案就需要原梁存在至少2孔等跨超低高度梁，梁体辅助支撑方案应占用梁端至L/8桥梁净空等，并且改变结构受力体系加固方案对原梁损坏大等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种预应力混凝土简支梁加固方法，能够提高既有桥梁承载能力和桥梁刚度以满足重载运输要求。

为了实现上述目的，本发明提供一种预应力混凝土简支梁加固方法，包括下列步骤：

步骤A，制造辅助钢梁；并在所述预应力混凝土简支梁的跨中位置施工与所述预应力混凝土简支梁连接的横梁；

步骤B，将辅助钢梁移动至所述预应力混凝土简支梁的左侧和/或右侧，通过支座支撑所述辅助钢梁，使所述辅助钢梁处于简支状态；并使所述预应力混凝土简支梁通过所述横梁与所述辅助钢梁预应力连接；

步骤C，在辅助钢梁两端施加顶力，并在支座的下座板底部填塞垫板，确保辅助钢梁的自重由支座承担，不增加预应力混凝土简支梁承受的载荷。

优选地，在制造辅助钢梁时，所述辅助钢梁设置预拱度，以在所述辅助钢梁的支座处施加顶力后，所述辅助钢梁的线形与所述预应力混凝土简支梁的线形一致或基本一致。

优选地，在所述步骤A中施工横梁时，首先在预应力混凝土简支梁的梁体表面钻预应力管道孔和植筋孔，并清理预应力混凝土简支梁的梁体表面；

然后在所述植筋孔内植筋并绑扎钢筋，安装预应力管道和横梁钢板，并安装横梁剪力筋；

接着立模并灌注混凝土；

在所述步骤B中，将所述横梁与所述辅助钢梁连接后，通过将预应力束穿过所述预应力管道来张拉预应力，以实现所述预应力混凝土简支梁通过所述横梁和所述辅助钢梁之间预应力连接。

优选地，在清理预应力混凝土简支梁的梁体表面时，首先将梁体表面凿毛处理，凿毛深度为0.2-0.8cm，然后清理表面的杂物。

优选地，在步骤C中，在辅助钢梁两端施加顶力并在支座的下座板底部填塞垫板后，对所述预应力管道压浆。

本发明预应力混凝土简支梁加固方法主要通过架设辅助钢梁，并通过横梁将辅助钢梁和预应力混凝土简支梁横向预应力连接，再顶升所述辅助钢梁，从而实现新旧梁体连接可靠、横向受力协同一致、竖向协同变形能力好。新架设的辅助钢梁承担了既有预应力混凝土简支梁的恒载，充分利用了辅助钢梁的材料强度，达到加固新旧组合结构恒载调整、活载分配的目的，提高了既有预应力混凝土简支梁承载能力和桥梁刚度，满足了重载运输要求，并且确保了不上道施工，不中断既有线路正常运营，施工快速便捷，无需大型施工机具。

本发明的另一个目的在于提出一种预应力混凝土简支梁加固结构，以提高既有桥梁承载能力和桥梁刚度以满足重载运输要求。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：