[发明专利]单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法

说明书

本发明公开了一种单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，在待加固的单跨普通钢筋混凝土梁下增设钢拱片，钢拱片和普通混凝土梁间设置钢支撑柱。本发明采用增设拱片方法，在加固拱片和原普通钢筋混凝土梁间形成刚性约束支撑体系，使得梁内力减小，不但可以大幅度提高桥梁的承载能力，增加待加固桥梁的整体刚度，且可以有效收缩梁体裂缝宽度，提高桥梁的耐久性，钢拱片拱脚产生的水平推力，有利于平衡台后土压力。本发明加固施工方法简便，加固过程有序，施工质量容易控制，可操作性强，效果明显；混凝土梁在向上的竖向力的作用下，减小跨中弯矩，收缩梁底裂缝宽度，加固后混凝土梁承载力提高30％以上。

技术领域

本发明属于交通运输业桥涵工程加固技术领域，尤其涉及一种单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法。

背景技术

在我国，普通钢筋混凝土梁桥特别是普通钢筋混凝土空心板梁桥，因其采用简单便捷的预制拼装的施工工艺，2004年以前被我国各等级公路广泛使用。但是，随着材料的老龄化、日益增加的交通量，大部分普通钢筋混凝土梁出现大量裂缝，部分裂缝已超过规范限宽，桥梁已经满足不了运营需求，少数出现跨中明显下挠变形，承载力和舒适性下降。若拆掉重建，费时费力，目前主要的加固方法为粘贴钢板或纤维复合材料、施加体外预应力等。然而，大量实例表明原有方法加固效果甚微，且新旧材料粘合好坏程度直接影响加固效果，从大量常规加固方法的实例中可以看出桥梁加固后运营不久就会出现新老材料的脱离，粘结力下降等问题，结构裂缝得不到有效限制，甚至发展新的裂缝，桥梁承载力提高不显著。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种施工简单快捷、加固效果良好的单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，在待加固的单跨普通钢筋混凝土梁下增设钢拱片，钢拱片和普通混凝土梁间设置钢支撑柱。

钢支撑柱以跨中为中心对称布置。

上述单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，在混凝土梁跨中段梁底和钢拱片间设置3～5个竖直向上力支撑点，支撑点所提供的竖向力通过临时支撑点上的千斤顶顶升后，用钢支撑柱将钢拱片和混凝土梁间顶紧，释放临时支撑点上的千斤顶，千斤顶上的支撑力转移到永久固定的钢支撑柱上。

钢支撑柱设计需要根据施加于混凝土梁上的竖直向上力P，拟定钢支撑柱的材料和截面尺寸，钢支撑柱宜采用方钢制作，内用C30混凝土填充密实。

钢拱片和拱座通过焊接固定，拱座通过植入原桥台的抗剪锚栓固定。

每片混凝土梁底根据受力需要增设1～2片钢拱片，钢拱片横向间设置横联形成整体。

增设的钢拱片设计的材料和截面尺寸根据结构所受内力确定，其中，

钢拱片拱脚水平推力符合以下表达式：

钢拱片拱脚弯矩M_A和跨中弯矩表达式符合以下表达式：

M_B＝X₁-X₂(R-d)

上式中：为弹性中心法计算的弹性中心处弯矩，为弹性中心处水平力，为弹性中心与圆心的距离，y为弹性中心到拱顶的竖向距离，为钢拱片上任意点的圆心角，为钢拱片两拱脚间的圆心角，M_P为钢拱片对应的基本结构在竖直向上力P的作用下产生的弯矩，EI为钢拱片的抗弯刚度，EA为钢拱片的抗压刚度。