專利名稱：整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法
技術領域：
本發明涉及預應力加固方法，特別涉及一種通過預應力加固整體現澆混凝土梁橋、板橋的方法。
背景技術：
板式橋是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型，它構造簡單、受力明確，可以采用鋼筋混凝土和預應力混凝土結構；可做成實心和空心，就地現澆為適應各種形狀的彎、坡、斜橋，因此，一般公路、高等級公路和城市道路橋梁中，廣泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原區高速公路上的中、小跨徑橋梁，特別受到歡迎，從而可以減低路堤填土高度，少占耕地和節省土方工程量。隨著時間的推移，任何公路橋梁都將成為舊橋，都會因各種原因不同程度地存在缺陷、病害需要維修、加固和改造。預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿、預應力鋼絞線等對結構構件或整體進行加固的方法，其特點是通過預應力張拉和伸長變形等手段強迫后加部分——拉桿或撐桿、預應力鋼絞線受力，改變原結構內力分布并降低原結構應力水平，致使一般加固結構中所特有的加強鋼筋應力應變滯后現象得以完全消除，因此，后加部分與原結構能較好地共同工作，結構的總體承載能力可顯著提高。預應力加固法具有加固、卸荷、改變結構內力的三重效果，適用于大跨結構加固，以及采用一般方法加固或加固效果很不理想的較高應力應變狀態下的各種結構加固。基于預應力的優越性和有效性，在較早以前，人們就開始體外預應力加固橋梁。但由于技術和工藝水平的局限，僅限于對T形梁(無底板的肋形梁)運用這一技術。
目前，預應力加固混凝土梁橋有三種方法水平預應力補強拉桿加固法、下撐式預應力補強拉桿加固法、組合式預應力補強拉桿加固法。這三種方法都是運用預應力原理，在增設的加固件或原梁體構件中施加一定的初始預應力，使結構應力得以改善，承載力得以提高的加固方法。其中，第一種方法只能提高結構抗彎能力，第二種和第三種方法可同時提高抗彎和抗剪能力；第一種方法可僅將預應力加固裝置設在梁體底面，第二種和第三種方法若要提高抗剪能力，則需將預應力筋沿梁肋兩側向上彎起。當梁體為現澆整體箱形或實體截面，由于底板的阻隔，預應力筋無法向上起彎，因而不能解決主拉應力和抗剪強度問題，僅局限于抗彎能力的增強。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，該加固方法能很好地解決梁橋或板橋正負彎矩和剪力不足，加固后能全面地滿足承載力要求。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是本發明的整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，包括如下步驟a.布設孔道組，在梁體上鉆設貫通板頂、板底的多對孔道構成的孔道組，各對孔道沿梁體橫向間隔設置，每對孔道中的兩個孔道沿梁體縱向間隔設置；b.布設預應力筋組，各預應力筋穿過所對應的孔道，即由板底向上穿過孔道至板頂，再由板頂向下穿過孔道至板底；c.張拉各預應力筋，并通過錨固件將各預應力筋與梁體錨固。
本發明的有益效果是，由于預應力筋在剪力不足區域的彎起，因此能很好地解決混凝土梁或板橋正負彎矩和剪力不足，混凝土梁及板橋經該方法板加固后能全面地滿足承載力要求；能避免和消除因僅在頂(底)板設置水平拉桿而在梁體錨后砼中形成巨大拉應力的不良應力狀態；施工操作方便，能有效地降低混凝土梁及板橋的加固成本。
本說明書包括如下七幅附圖圖1是本發明整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法中預應力筋的布設方式示意圖；圖2是本發明整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法中預應力筋的布設方式示意圖；圖3是本發明整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法中預應力筋的布設方式示意圖(俯視)；圖4是圖2中節點A的局部放大示意圖；圖5是圖1中節點B的局部放大示意圖；圖6是圖2中節點C的局部放大示意圖；
圖7是圖2中節點D的局部放大示意圖。
圖中零部件、部位及編號預應力筋組10、預應力筋11、預應力筋12、預應力筋13、梁體20、梁體墩位21、梁體墩位22、板頂23、板底24、孔道25、孔道26、錨固件30、轉向塊31。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
參照圖1，本發明的整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，包括如下步驟a.布設孔道組，在梁體20上鉆設貫通板頂23、板底24的由多對孔道25、26構成的孔道組，各對孔道25、26沿梁體20橫向間隔設置，成對的孔道25、26沿梁體20縱向間隔設置；b.布設預應力筋組10，各預應力筋穿過所對應的孔道25、26，即由板底24向上穿過孔道25至板頂23，再由板頂23向下穿過孔道26至板底24；c.張拉各預應力筋，并通過錨固件30將各預應力筋與梁體20錨固。
用于加固的正彎矩和負彎矩預應力筋可分別布置和張拉，如圖1中示出的預應力筋11；也可以連續布置，即在梁體20上沿其縱向間隔布設多個孔道組，預應力筋沿橋板20縱向延伸，如圖1和圖2中示出的預應力筋12、13從梁體墩位21延伸至另一梁體墩位22，通過各孔道組連續向上、向下穿繞過梁體20，預應力筋在與被張拉段相反的板頂23或板底24上張拉、錨固或者逐級張拉，逐級錨固。預應力筋在多數情況下宜采用預應力鋼絞線。
為改善錨點應力的應力狀況，參照圖1和圖2，所述孔道25、26一般宜鉆設在梁體20的縱肋處，其抗力和錨固力較此前的預應力加固法大為增強，特別是避免了錨點后面的集中拉應力，能顯著改善了錨點應力狀況。參照圖1、圖6和圖7，所述孔道25、26的軸線分別相對梁體20的縱向軸線外傾形成30～60度夾角，該夾角的優選值為45度。孔道孔道25、26最好采用金剛石或合金鋼空心薄壁鉆成孔，孔壁光滑規則，不受鋼筋阻擋，孔周混凝土結構無損傷，效率高，位置準，質量好。空心薄壁鉆因為造孔能力強，對各種截面型式的梁體實用性都很強，適用范圍廣泛。參照圖4、圖5和圖7，所述預應力鋼絞線的轉向處，在孔道25、26的端口固定設置有轉向塊31。
本發明的加固方法能很好地解決混凝土梁或板橋正負彎矩和剪力不足，混凝土梁及板橋經該方法板加固后能全面地滿足承載力要求。
具體實施例----成都市衣冠廟立交高架直通橋主橋加固。成都衣冠廟立交高架直通橋主橋系V形墩箱形截面連續剛構橋，引橋系簡支整體現澆空心板橋，其彎矩和剪力均有所不足。采用現有的體外預應力方法，或者采用粘貼鋼板、鋼筋的方法，都不能真正解決其抗力問題。申請人在承擔該橋加固設計任務后，深入分析和研究，最后形成了本發明的加固方法，由于預應力筋在剪力不足區域的彎起，因此能很好地解決其正負彎矩和剪力不足，從而全面的滿足承載力要求。具體的做法是，加固從邊肋開始，每隔一肋加一組預應力鋼絞線，預應力鋼絞線軸線距梁底面4厘米，在接近梁端處，按45度向上，沿鉆孔孔道到端部頂面，并錨固于此外所鑿錨槽中。預應力鋼絞線采用高強低松馳鉸線，其設計強度為1860MPa，錨具采用YM15-4及YM15-3錨具。預應力束兩端張拉，每根預應力鋼絞線先超張拉至204.5KN，然后回油到控制拉力191.7KN下錨固。受鉆孔和梁體條件影響，預應力鋼絞線轉彎半徑僅為1米。預應力施加完畢后，用噴射砼對預應力鋼鉸線包裸防護。在噴砼處，將梁底鑿毛，并露出分布筋，以搭焊噴射所需鋼筋網，使噴射砼與原梁體結合良好，形成一個整體。為確保鉆孔質量，采用迪奧特金剛石有限公司生產的深孔薄壁鉆機鉆孔，鉆頭直徑為φ51.5毫米。
權利要求
1.整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，包括如下步驟a.布設孔道組，在梁體(20)上鉆設貫通板頂(23)、板底(24)的由多對孔道(25、26)構成的孔道組，各對孔道(25、26)沿梁體(20)橫向間隔設置，成對的孔道(25)、(26)沿梁體(20)縱向間隔設置；b.布設預應力筋組(10)，各預應力筋穿過所對應的孔道(25、26)，即由板底(24)向上穿過孔道(25)至板頂(23)，再由板頂(23)向下穿過孔道(26)至板底(24)；c.張拉各預應力筋，并通過錨固件(30)將各預應力筋與梁體(20)錨固。
2.如權利要求1所述的整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，其特征是所述梁體(20)上沿其縱向間隔布設有多個孔道組；所述預應力筋沿橋板(20)縱向延伸，通過各孔道組連續向上、向下穿繞過梁體(20)。
3.如權利要求2所述的整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，其特征是所述預應力筋在與被張拉段相反的板頂(23)或板底(24)上張拉、錨固。
4.如權利要求2所述的整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，其特征是所述預應力筋逐級張拉，逐級錨固。
5.如權利要求1或2所述的整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，其特征是所述孔道(25、26)鉆設在梁體(20)的縱肋處。
6.如權利要求1或2所述的整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，其特征是所述孔道(25、26)的軸線分別相對梁體(20)的縱向軸線外傾形成30～60度夾角。
7.如權利要求1或2所述的整體現澆混凝土梁、板橋橋預應力加固方法，其特征是所述預應力筋的轉向處，在孔道(25、26)的端口固定設置有轉向塊(31)。
8.如權利要求1或2所述的整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，其特征是所述孔道(25)采用金剛石或合金鋼空心薄壁鉆成孔。
全文摘要
本發明公開了一種整體現澆混凝土梁橋、板橋預應力加固方法，旨在提供一種能很好地解決梁橋或板橋正負彎矩和剪力不足和加固后能全面地滿足承載力要求的加固方法。它包括如下步驟a.布設孔道組，在梁體(20)上鉆設貫通板頂(23)、板底(24)的由多對孔道(25、26)構成的孔道組，各對孔道(25、26)沿梁體(20)橫向間隔設置，成對的孔道(25)、(26)沿梁體(20)縱向間隔設置；b.布設預應力筋組(10)，各預應力筋穿過所對應的孔道(25、26)，即由板底(24)向上穿過孔道(25)至板頂(23)，再由板頂(23)向下穿過孔道(26)至板底(24)；c.張拉各預應力筋，并通過錨固件(30)將各預應力筋與梁體(20)錨固。
文檔編號E01D22/00GK1837486SQ20061002068
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月12日 優先權日2006年4月12日
發明者鄭遠鵠, 鄭旭峰, 肖世衛, 李美軍, 牟廷敏, 張琪, 朱學雷 申請人:四川省交通廳公路規劃勘察設計研究院