一種裝配式板橋體外預應力施加方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及公路橋梁施工和養護技術領域，尤其是一種裝配式板橋體外預應力施 加方法。
【背景技術】
[0002] 改革開放W來，我國公路交通事業得到了迅猛的發展，截至2014年底全國公路總 里程達446. 39萬公里，其中高速公路里程11. 19萬公里。橋梁是公路的重要組成部分，隨著 公路建設的迅猛發展，橋梁數量也在迅速增加，據不完全統計，目前我國現有各類橋梁約50 萬座，每年開工建筑的橋梁約為1萬余座，我國正由世界"橋梁大國"向"橋梁強國"邁進。
[0003] 裝配式板橋是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型。它結構簡單、受力明確，可W采 用鋼筋混凝±或預應力混凝±結構，能做成實屯、或空屯、，能夠進行工廠化生產，因此，各類 各級公路和城市道路橋梁廣泛采用。
[0004] 裝配式板橋容易出現W下問題：一是橫向連接較弱；二是由于使用過程中預應力 損失等因素導致承載能力下降；Ξ是同一孔橋板的承載能力差別較大。再加上嚴重的超載 超限和大交通量，導致橋梁承載能力相對不足，結果經常造成橋面鋪裝過早破壞，形成單板 受力。不但影響橋梁使用品質和通行能力，存在安全隱患，甚至造成安全事故。另外，有些 橋梁原設計標準低，在升級改造時需要提高承載能力。
[0005] JTG/TJ22-2008《公路橋梁加固設計規范》指出，體外索可根據原結構的構造及斷 面形式布置在梁體的外側或內側，并給出了簡支梁橋常用的體外索布索形式。對于裝配式 板橋來講，板間設計距離只有1cm，實際距離往往不足1cm，而預應力束W及其它裝置的幾 何尺寸遠大于1cm，因此把體外索布置在橋板外側是不可取的；再者，對于實屯、橋板，體外 索不可能布置在內部，對于空屯、橋板，空屯、部分的幾何尺寸往往只有幾十公分，人進不去， 安裝體外索W及其它裝置十分困難，即使能夠安裝，維修保養也十分麻煩和困難，因此把體 外索布置在橋板內側也是不可取的。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種裝配式板橋體外預應力施加方法，通過對 裝配式板橋施加體外預應力，提高裝配式板橋的承載能力，延長板橋的使用壽命。
[0007] 為了解決上述問題，本發明采取的技術方案是： 一種裝配式板橋體外預應力施加方法，該預應力施加方法包括W下步驟： 第一步，確定體外索使用根數和各橋板的預拱度目標值； 第二步，把轉向器分別與端部鋼板和中部鋼托梁連接備用； 第Ξ步，在端部鋼板的水平板上墊薄層環氧樹脂水泥砂漿備用； 第四步，抬起橋板，安放端部鋼板，并且使端部鋼板的豎板頂緊橋板端部； 第五步，修整中部螺桿螺母連接處橋板側面； 第六步，安裝橋板就位； 第屯步，端部鋼板的豎板與橋板端部之間的間隙用環氧樹脂水泥砂漿填滿； 第八步，在橋板中部及其兩端分別固定安裝橋板中部螺栓連接裝置及橋板端部螺栓連 接裝置，橋板端部螺栓連接裝置對稱布置，橋板中部螺栓連接裝置及橋板端部螺栓連接裝 置與橋板之間墊環氧樹脂水泥砂漿； 第九步，安裝體外索； 第十步，體外索張拉； 第十一步，緊固中部螺母，切掉多余的體外索，但錯具外保留體外索的長度應滿足再次 張拉的需要，對體外索進行防腐處理。
[0008] 進一步，所述的第二步中，轉向器安裝在體外索每個轉向處，即每根體外索有Ξ個 轉向處，當需要多根體外索時，轉向器平行于橋板橫軸線布置，張拉后端部轉向器與錯具之 間的體外索平行于橋板底面；端部鋼板由兩個豎板和一個水平板焊接而成，端部鋼板橫向 的長度等于橋板寬度，其縱向的長度應方便施工時千斤頂的安放與移去，端部鋼板的水平 板W上豎板部分的高度為橋板厚度的1/3~1/2,端部鋼板的豎板靠橋中屯、一側與水平板 下方之間形成的夾角焊接Ξ角鋼板加固；中部鋼托梁和中部鋼墊板的長度不小于橋板寬度 或者在需要施加體外預應力的橋板寬度和基礎上再加上100mm，中部鋼托梁采用剛接或者 較接，中部鋼墊板采用剛接。
[0009] 進一步，所述的第八步中，橋板中部螺栓連接裝置包括中部螺桿、中部螺母、中部 鋼墊板，橋板與中部鋼托梁通過中部螺桿與中部螺母螺紋連接，中部鋼墊板與橋板之間墊 環氧樹脂水泥砂漿；橋板端部螺栓連接裝置包括端部螺桿、端部螺母、端部上鋼墊板、端部 下鋼墊板，端部螺桿下端穿設橋板、水平板及端部下鋼墊板，其上端穿設端部上鋼墊板與端 部螺母螺紋連接，端部上鋼墊板與橋板之間也墊環氧樹脂水泥砂漿。
[0010] 進一步，所述的第十步中，體外索張拉采用Ξ指標控制法，W橋板預拱度為主、W 張拉力和體外索伸長量為輔，其中針對某一塊橋板W張拉力為主要控制指標，體外索伸長 量是輔助控制指標，張拉的最終結果是一塊橋板使用的所有體外索拉力相同；就整孔橋來 講W橋板預拱度為主要控制指標，張拉力是輔助控制指標，張拉的終極結果是整孔橋所有 橋板預拱度都達到目標值，當體外索應力最大部位的張拉應力達到其標準強度的80%時， 橋板的實測拱度值還沒有達到預拱度目標值，則應考慮增加體外索的使用數量； 體外索張拉分為預張拉和張拉兩個階段，整孔橋或者一塊橋板的所有體外索同時張 拉，或者分級一根一根地張拉，對于某一塊橋板應盡量對稱張拉，當體外索數量為奇數時， 體外索張拉順序為"……三罩'、主……"，當體外索數量為偶數時，體外索張拉順序為 "……JΓ5?……"。
[0011] 本發明的有益效果： (1) 提高了橋梁的承載能力； (2) 與更換承載力不足的橋板相比，節約了投資，縮短了工期，減少了交通影響； (3) 增加了橋梁安全系數； (4) 加強了橫向連接，荷載橫向分布能力增強； (5) 維修加固方便，預應力損失時可W隨時張拉補充，需要更換體外索時只需限制交 通，而不必中斷交通； (6) 體外預應力應用靈活，可W應用于部分橋板甚至是一塊橋板，也可W應用于整孔橋 梁；可w作為橋梁通過超重車輛的臨時加固手段，又可作為永久提高橋梁荷載等級的措施； 既可用于預應力混凝±板橋，也可用于鋼筋混凝±板橋； (7) 進行預防性的養護加固，當部分橋板出現承載能力不足或者預應力損失時，針對性 地施加預應力，防止了橋梁壞后再修； (8) 用預拱度作為施加預應力的終極控制指標，簡單、明了、直觀、方便驗證； (9) 方法、材料和施工機具簡單，技術成熟度高，容易掌握，方便推廣應用； (10) 用途廣泛，可用于新建橋梁、已建橋梁的升級改造、舊橋的加固等，也可用于其它 橋型。
【附圖說明】
[0012] 圖1是一種實施本發明的裝置結構示意圖。
[001引圖1中：1-體外索；2-轉向器；3-錯具；4-端部鋼板；5-中部鋼墊板；6-中部鋼托 梁；7-環氧樹脂水泥砂漿；8-橋板；9-橡膠支座；10-墊塊；11-蓋梁；12-中部螺桿；13-中 部螺母；14-端部螺桿；15-端部螺母；16-端部上鋼墊板；17-端部下鋼墊板。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例對本發明作進一步描述。
[001引 實施例： 一座9m寬預應力混凝±空屯、板橋，橋面凈寬8m，縱向水平，橫坡度1. 5 %，上部結構套 用標準圖進行設計，設計橋板8尺寸為：長X寬X厚=1996cmX99cmX85cm、荷載為公 路一I?級、混凝上標號為巧0、Φ200mm的橡膠支座9高度為35mm、墊塊10高度為11cm、預 拱度為40mm、支座9中屯、線與橋板8端最短水平距離為21cm、支座9中屯、線與蓋梁11邊沿 最短水平距離為80cm，橋下凈空沒有要求，環氧樹脂水泥砂漿1化抗壓強度達到40MPa; 參見圖1，面向道路前進方向自左向右給橋板8編號，那么九塊橋板8分別被稱為1#板、 2#板、3 #板、4 #板、5 #板、6 #板、7 #板、8 #板、9 #板，它們的實測拱度分別為37mm、25mm、23mm、 25mm、26mm、25mm、24mm、26mm、38mm; 原橋面鋪裝在橋板8縫處切開，較接縫混凝±已鑿除，橋板8之間的連接已斷開，中部 鋼墊板5和端部上鋼墊板16處的橋面鋪裝也已鑿除； 要求使用原橋板8,采用體外預應力進行加固，恢復原設計承載能力。
[0016]一種裝配式板橋體外預應力施加方法，該預應力施加方法包括W下步驟： 第一步，確定體外索1使用根數和各橋板8的預拱度目標值 根據試驗結合經驗決定，兩側橋板8不必施加體外預應力，每塊中間橋板8各使用四根 體外索1 ;1#板和9 #板的預拱度目標值為實測值即37mm和38mm，2 #板~8 #板的預拱度目 標值均為40mm; 第二步，把轉向器2分別與端部鋼板4和中部鋼托梁6連接備用 端部鋼板4用30mm厚的鋼板焊接而成，水平板規格寬990mmX長2300mm矩形，最端部 豎板高度 100mm+ 30mm+ 425mm; 錯具3的豎板高度150mm，兩豎板之間的水平凈距1800mm;錯具3的豎板上關于橋板 8縱中軸線對稱均勻布置九個Φ20mm穿索孔，穿索孔中屯、到錯具3的豎板下端面的距離為 30mm，相鄰穿索孔間距100mm，自左向右給穿索孔編號，那么9個穿索孔分別被稱為1#孔~ 9#孔，對應穿索孔的水平板上布置9X4個螺栓孔，用于安裝固定轉向器2; 對稱均勻布置的兩豎板靠橋板8中屯、一側與水平板下方之間形成的夾角用10塊lOOmmX100mm或者10塊150mmX150mm的等腰直角Ξ角形鋼板焊接加固； 1#板和9 #板不施加體外預應力，它們不需要端部鋼板4,橡膠支座9與橋板8之間墊 30mmX200mmX200mm的鋼板，調整橋板8的高程，此鋼板共需2X4塊。
[0017]轉向器2由支座、轉向軸和轉向套組成，轉向套上帶有Φ15. 24mm的半圓形凹槽， 轉向器2共需7X4X3個； 中部鋼托梁6用20mm厚的鋼板焊接而成，橫截面為寬300mmX長500mm矩形，中間 1010mm段水平，向兩端各305