[发明专利]无粘结体外横向预应力加固铰缝开裂破损板梁结构及方法

说明书

本发明涉及一种无粘结体外横向预应力加固铰缝开裂破损板梁的结构，板梁包括中间梁体及边梁，各中间梁体之间及中间梁体与边梁之间均设置有铰缝，板梁底部安装锚固装置，锚固装置结构为：在一侧边梁底面通过螺栓固定安装固定端支座，在固定端支座上安装固定端锚具，在另一侧边梁底面固定安装张拉端支座，张拉端支座上滑动安装对称的拉杆，拉杆一端与张拉端锚具固定，另一端与张拉工装固定，在张拉端支座与张拉工装之间安装张拉千斤顶，固定端锚具与张拉端锚具共同安装预应力碳纤维板的两端。本发明的无粘结体外横向预应力加固铰缝开裂破损板梁的结构及方法，可降低铰缝开裂破损板梁加固的费用，可减轻对桥上交通的影响程度。

技术领域

本发明属于土木工程维修加固设计领域，特别是一种无粘结体外横向预应力加固铰缝开裂破损板梁结构及方法。

背景技术

装配式混凝土空心板桥是我国桥梁工程中常用的桥型。该桥型结构形式简单，相对于T形梁建筑高度较低、预制方便、用材经济、易于工厂化和标准化施工，且单板在运输和吊装过程中稳定性好，因而在工程中得到大力推广，是我国中、小型桥梁设计普遍采用的结构形式。

20世纪70、80年代所设计的空心板桥，空心板间多采用小企口缝的连接形式，在过去交通量不大和车辆载重量较小的情况下可以满足交通需求。但随着我国经济建设步伐的加快和现代交通量的加大，车辆多出现超载，使得企口缝横向传力过大，导致企口缝混凝土被剪开而出现空心板间横向联系失效和单板受力情况，危及桥梁安全，成为交通隐患。由于目前这类空心板桥数量很大，且经过多年运营己到了维修加固阶段，部分桥梁使用功能已受到影响，行车舒适性、桥梁使用安全性和耐久性已明显降低，若将这些空心板桥拆除重建或将小企口缝全部更换为大企口缝，则费工、费时、耗资较大，同时也要长期中断交通，而中断交通势必造成更大的经济损失，为我国目前的国情与财力所不容。所以，在对这些存在病害的装配式混凝土空心板桥的运营状况、损伤程度、承载能力等正确评价的基础上，如何用简便有效的、不影响正常交通的方法对存在铰缝破坏的装配式混凝土空心板桥进行加固将会产生巨大的经济效益和社会效益，具有广泛的实用价值。

常见的加固技术包括如下几种：

1、桥面补强层加固法

桥面补强层加固法，该方法一般先凿除旧桥面，在梁顶加铺一层钢筋混凝土，即通过加强桥面铺装层结构强度，采取措施使原桥跨结构与铺装层形成整体，增大主梁有效高度及抗弯能力来改善行车条件和桥梁横向分布荷载能力，是处理和防止单板受力的常用加固技术。美国加州大学的F.Seible和C.T.Latham教授进行的在桥面板上加铺混凝土以恢复和提高旧桥面板承载力的研究课题，虽然由于所用构件截面较大导致加铺混凝土层粘结破坏引起构件失效，但研究结论仍证实了加铺混凝土层可提高主梁承载力。其优点为：对改善桥梁荷载横向分布能力效果较好；其缺点为：该方法施工时需要较长时间中断交通，且病害易复发，不能从根本上解决问题。

2、改变结构受力体系加固法

该方法是通过改变桥梁结构受力体系以提高桥梁承载能力，是一种变被动为主动的加固方法，如在简支梁下增设支架或桥墩以减小桥梁跨径；或把简支梁与简支梁纵向加以连接，由简支变连续，以降低跨中弯矩。其优点为：可显著降低跨中的弯矩值，有利于改善结构的整体受力；其缺点为：常受到空间的限制。

3、粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其它薄弱部位，使钢板与要加固的混凝土结构形成整体，以达到提高结构承载能力的目的。近些年来在桥梁的加固维修中为公路部门所广泛采纳。其优点为：对提高加固处的承载能力效果较好，能有效改善横向联系薄弱的问题；其缺点缺点：不适用于存在较大铰缝错台的梁体。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种梁底锚固的无粘结体外横向预应力碳板加固铰缝开裂破损板梁的维修加固方法，采用碳纤维板作为横向预应力筋，通过张拉预应力碳纤维板增大梁间铰缝摩阻力，提高开裂破损铰缝的抗剪能力，增强桥梁整体性。