[发明专利]用于刚桁架桥加固的斜拉调载系统及其加固方法

说明书

本发明公开了一种用于刚桁架桥加固的斜拉调载系统，包括斜拉塔和斜拉索；斜拉塔主要由塔架和工作平台组成，工作平台固定在塔架的顶端，工作平台四周上安装索鞍及拉索孔道，斜拉索从拉索孔道穿过。据此，发明人还建立相应加固方法，将斜拉调载系统置于桥墩处，通过斜拉索对刚桁架桥下弦杆进行斜拉调载，使刚桁架桥发生受力体系的转变以有效调整桥梁结构内力，改善结构内力分布。应用本发明使加固后的桥梁内力分布更为合理，可大大改善刚桁架桥承载力低和刚度小的问题，并充分发挥加固材料的强度，达到提高该类结构桥梁的承载能力与结构耐久性的目的，具有很好的工程推广价值。

技术领域

本发明属于交通运输业桥涵工程中的桥梁加固技术领域，尤其涉及一种用于刚桁架桥加固的斜拉调载系统及其加固方法。

背景技术

钢筋混凝土桁架桥是继双曲拱桥结构之后发展起来的一种新型的轻型桥梁。1966年，中国第一座农用钢筋混凝土桁架拱桥建成，因其优点突出，这类桥型在全国范围内迅速得到了推广应用。其结构优点主要体现在以下几方面：

1)施工简便：常采用预制拼装施工，拼装方法有悬臂拼装、缆索吊装等。

2)质量轻巧：桁架桥构件尺寸均较小，恒载小。

3)造价低廉：以混凝土和钢筋为主要建造材料，用量少，造价较低。

4)外形美观：结构轻盈，外形优美。

然而，随着我国交通运输事业的蓬勃发展，该类结构桥梁逐步暴露出其承载力低和刚度小的缺点，主要体现在：现役钢筋混凝土桁架桥建设年代普遍较早，设计荷载等级偏低，材料强度偏低，承载力较小，难以适应当前交通情况；由于构件尺寸较小，且由多个预制杆件拼装而成，整体性差、刚度小。随着时间的推移，早年建造的此类桥梁病害逐步显现，必须采取有效的加固方法对病害进行处置，保证桥梁的安全运营。以往加固设计中，大多数情况下均未充分考虑到加固前结构损伤已造成桥梁内力重分布，各杆件内力与成桥时存在较大差异。由于桥梁内力重分布，部分杆件在恒载作用下已经达到或接近承载极限状态，若直接对其进行加固，在二次受力阶段原材料仍可能发生破坏，危及桥梁整体的安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种设计科学、结构合理、施工简单且加固效果优良的用于刚桁架桥加固的斜拉调载系统及其加固方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

用于刚桁架桥加固的斜拉调载系统，包括斜拉塔和斜拉索；斜拉塔主要由塔架和工作平台组成，工作平台固定在塔架的顶端，工作平台四周上安装索鞍及拉索孔道，斜拉索从拉索孔道穿过。

塔架的底部设置基座，基座由塔底横梁和塔底纵梁构成，塔架的中下部设置斜撑。

工作平台由纵梁、横梁及面板构成，工作平台四周对称安装索鞍及拉索孔道，斜拉索的两端从对称的两个拉索孔道穿过。

斜拉索的两端分别连接弦下锚固系统，弦下锚固系统包括横梁固定装置、张拉横梁及锚垫板，横梁固定装置为带加劲肋的钢板，张拉横梁由多道工字钢组成。

使用上述斜拉调载系统的加固方法，将斜拉调载系统置于桥墩处，通过斜拉索对刚桁架桥下弦杆进行斜拉调载，使刚桁架桥发生受力体系的转变以有效调整桥梁结构内力，改善结构内力分布。

为确保斜拉塔的稳定，斜拉调载系统通过基座固定；基座设置在塔架的底部，基座由塔底横梁和塔底纵梁构成，通过张拉精扎螺纹钢将塔架与桥梁上弦杆固定，塔架的中下部设置斜撑。