[发明专利]一种对简支空心板主梁抗弯加固的方法

摘要

一种对简支空心板主梁抗弯加固的方法，其施工步骤为：拆除桥面附属设施，凿除主梁间铰缝和桥面现浇层，保留主梁；在桥下搭设施工用操作平台对主梁进行表面处理；在保证主梁安全性的前提条件下用千斤顶顶升主梁，卸载主梁跨中恒载弯矩；主梁恒载弯矩卸载后粘贴钢板；浇筑铰缝和桥面现浇层混凝土，达到养护时间后同步卸载千斤顶，使主梁坐落在支座上，然后移出千斤顶；浇筑铰缝及桥面现浇层混凝土；恢复桥面附属设施，完成主梁抗弯加固。该方法采取对主梁跨中恒载弯矩卸载后粘贴钢板，使钢板不仅可以参与承担汽车荷载和后加恒载，而且还能参与承担所卸载的恒载弯矩，能有效提高主梁的抗弯承载能力；同时在主梁跨中受拉区钢筋的应变应力降低时粘贴钢板，可使加固钢板的材料性能得到较为充分发挥。

主权项

一种对简支空心板主梁抗弯加固的方法，其特征在于，按以下步骤施工：步骤1、拆除桥面附属设施，凿除主梁间铰缝(2)和桥面现浇层(3)，保留主梁(1)；步骤2、在桥下搭设施工用操作平台(5)；步骤3、对主梁(1)进行表面处理：先对裂缝进行灌封；达到养护时间后凿除2～8mm厚混凝土表层，使坚实的混凝土内层露出；然后用斩斧轻斩露出的混凝土内层表面，形成平整的粗糙面；除去表面上的粉尘；对表面较严重的凹凸不平用环氧树脂砂浆修补；步骤4、卸载主梁跨中恒载弯矩：在主梁底板下、距两侧支座(4)分别为主梁跨径的1/4处安装两个千斤顶(6)，利用千斤顶将主梁顶起，使主梁与支座(4)完全分离，主梁荷载由原来的支座承担转为由千斤顶承担，此时原简支的受力体系转变为简支体带悬臂的受力体系，受力体系转换后主梁跨中恒载弯矩变为0，主梁跨中恒载弯矩被卸载；为确保桥梁的安全性，该卸载主梁跨中恒载弯矩的方法必须同时具备以下A、B两个条件才可采用：A、施工过程中，在千斤顶作用位置处主梁产生的最大负弯矩(q₁+q₂)l²/32不能大于主梁的极限抗弯承载力M_u：(q₁+q₂)×l²/32≤M_u式中：M_u：千斤顶作用位置处主梁的极限抗弯承载力，由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62‑2004)第5.2.3条求得，q₁：主梁的恒载荷载集度，q₂：铰缝和桥面现浇层的湿重荷载集度，l：主梁跨径；B、施工过程中，在千斤顶作用位置处主梁产生的最大负弯矩(q₁+q₂)l²/32产生的裂缝W_fk不能大于主梁最大裂缝宽度限值W_u：$W_{fk}=1.5\×C_1\frac{\frac{(q_1+q_2)\×l^2}{0.87A_s{h}_0}}{E_s}\left(\frac{30+d}{0.28+10\mathrm{\ρ}}\right)\≤W_u$式中：W_u：最大裂缝宽度限值，Ⅰ类和Ⅱ类环境最大裂缝宽度限值为0.2mm，Ⅲ类和Ⅳ类环境最大裂缝宽度限值为0.15mm，E_s：纵向受拉钢筋的弹性模量，对R235钢筋E_s＝2.1×10⁵N/mm²，对HRB335钢筋E_s＝2.0×10⁵N/mm²，A_s：千斤顶作用位置处主梁的上缘纵向受拉钢筋截面面积，h₀：千斤顶作用位置处主梁的有效高度，C₁：钢筋表面形状系数，光面钢筋，C₁＝1.4；带肋钢筋，C₁＝1.0，ρ：纵向受拉钢筋配筋率，其中b为截面腹板宽度，b_f为构件受拉翼缘的宽度，h_f为构件受拉翼缘的厚度，当计算值ρ＞0.02时，取ρ＝0.02，当ρ＜0.006时，取ρ＝0.006，d：千斤顶作用位置处主梁的上缘纵向受拉钢筋直径；步骤5、在主梁底板粘贴和固定钢板(8)：在主梁跨中恒载弯矩卸载后，先对钢板的粘合面进行清理，使粘合面出现金属光泽，再经打磨，形成粗糙的粘合面，用丙酮将粘合面擦干净；然后用粘结剂(7)粘贴和固定钢板：粘结剂(7)采用环氧类粘结剂，将粘结剂同时涂抹在已处理好的主梁底板和钢板粘合面上，涂抹厚度为1～3mm；然后将钢板贴于预定位置；粘贴好钢板后，轻轻敲击钢板，如无空洞声，表示已粘贴密实，有空洞声，表示有空气，未粘贴密实，应剥下钢板，补粘结剂后重新粘贴；钢板粘贴好以后立即加以顶撑，顶撑压力保持0.05～0.1MPa，使粘结剂恰好从钢板的边缝中挤出为度，然后在20℃以上常温下使粘结剂固化24小时，固化期间不得对钢板有任何扰动；固化后拆除顶撑；步骤6、浇筑铰缝和桥面现浇层混凝土，达到养护时间后进行下步操作；步骤7、同步卸载千斤顶，使主梁坐落在支座上，将主梁荷载由千斤顶承担转为由原来的支座承担；然后移出千斤顶；恢复桥面附属设施，完成简支空心板主梁抗弯加固。