[发明专利]一种快速预应力加固桥梁梁体结构及方法

说明书

一种快速预应力加固桥梁梁体结构，其特征在于桥梁梁体(100)底部固定布置至少一对锚固装置(1)，一根以上金属复合筋(2)平行于桥梁梁体(100)的轴线方向穿过锚固装置(1)的销孔(103)，通过旋拧螺帽(201)的方式对金属复合筋(2)施加预应力，细格网(3)挂设于金属复合筋(2)的底部，垂直于桥梁梁体(100)的底面离散植入锚固若干垂直的金属健(4)，外防护层(5)通过喷射、涂抹或浇筑的方式覆盖金属复合筋(2)、细格网(3)和金属健(4)，并与桥梁梁体(100)共同组合为一体。本发明主要解决现有体外预应力加固技术的缺陷，解决FRP筋连接锚固困难等问题，工艺简单、快速，能够满足快速预应力加固桥梁梁体结构的要求。

技术领域

本发明涉及一种桥梁结构加固技术，尤其是一种快速预应力加固桥梁梁体结构及方法，属于土木工程技术领域。

背景技术

随着时间的推移，我国已建大量桥梁经过多年的运营，必将出现各种各样的病害，桥梁损伤不断累积，导致桥梁承载力大大降低；同时，现有交通运输业的飞速发展以及桥梁超载等原因使桥梁原设计承载力不能满足日益增长的运输需要，严重地影响桥梁安全性能。因此，需要及时对桥梁进行加固和修复，以恢复或提升使用功能。

对于混凝土桥梁，目前常用的加固技术中，体外预应力加固作为一种主动加固技术具有能够减少梁体下挠并且具有提高桥梁刚度、承载力的优点，然而现有体外预应力技术同时也存在缺点：其一是现有体外预应力技术所采用的材料大多为钢绞线、钢丝绳、FRP筋等，如中国专利“一种高强度碳纤维筋体外预应力锚固装置及其使用方法”(申请号201210013314.6，公布号CN 102561209 A)，其采用了碳纤维筋作为加固材料，该类FRP筋一定程度上解决了钢绞线、钢丝绳的抗拉强度低、自重大、易腐蚀的缺陷，然而FRP筋的剪切强度仅为其抗拉强度的5～20％，而金属的剪切强度约为其拉伸强度的50％，这使得FRP筋锚固成为突出的问题，锚固复杂，锚具庞大，并且不易弯折，使得该技术施工复杂并且成本高昂；其二是现有体外预应力加固实施方式多通过在现场用锚具把经过预应力张拉后的体外筋锚固在桥梁结构上，工艺过程需要考虑锚具与筋体之间的安装及相互作用，需要通过张拉设备(如千斤顶)对其体外筋施加预应力并锚固，张拉设备对张拉空间需求大，施工繁琐，不适合某些布置空间有限的桥梁加固工程。

体外预应力加固桥梁的关键技术是将外加预应力能够安全有效的作用到现有桥梁结构上，这个功能需要通过锚固装置来完成，通常采用在现有桥梁梁体上植筋浇筑混凝土来制作锚固装置，此种锚固方式的缺点是：施工工艺复杂、施工工期长、体积较大而笨重，不能满足快速加固施工的要求。

发明内容

本发明主要解决现有体外预应力加固技术中钢绞线、钢丝绳带来的自重大、张拉空间需求大、锚固复杂的缺陷，解决FRP筋连接锚固困难、不易弯折、施工复杂、成本高昂等问题，避免现有体外预应力加固技术传统的锚固方式中通过张拉设备施加预应力的繁琐施工方式，克服传统的锚固装置体积较大而笨重，施工工期长，不能满足快速加固施工的要求。

本发明的技术方案为：一种快速预应力加固桥梁梁体结构，其特征在于桥梁梁体底部固定布置至少一对锚固装置，锚固装置包括底板、侧板，底板与侧板相互垂直，底板贯穿布置有一个以上锚栓孔，侧板贯穿布置有一个以上销孔，锚固装置通过锚栓穿过锚栓孔固定底板于桥梁梁体的底面，一根以上金属复合筋平行于桥梁梁体的轴线方向穿过锚固装置的销孔，金属复合筋的两端设有外螺纹，其配套设置螺帽，通过旋拧螺帽的方式对金属复合筋施加并保持预应力，金属复合筋由外部金属管与内部纤维筋相互复合而成，外部金属管与内部纤维筋之间通过挤压、胶结的方式紧密组合为一体，细格网以平铺的方式挂设于金属复合筋的底部，并通过分散布置的扎条与金属复合筋绑扎连接，垂直于桥梁梁体的底面离散植入锚固若干垂直的金属健，外防护层通过喷射、涂抹或浇筑的方式覆盖金属复合筋、细格网和金属健，并与桥梁梁体共同组合为一体。