專利名稱：一種將舊簡支梁橋轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁橋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過施加預(yù)應(yīng)力將舊簡支梁橋縱向形成連續(xù)梁的方法，具體地說 是一種改變結(jié)構(gòu)體系進行加固的將舊簡支梁橋轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁橋的方法。
背景技術(shù)：
簡支鋼筋混凝土 T梁橋是我國廣泛使用的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式。經(jīng)過多年的運 營，鋼筋混凝土T梁在外界各種因素作用下，承載力及剛度均已不能滿足現(xiàn)代交 通的要求。近年來，舊簡支梁橋加固常用的方法有粘貼鋼板法和粘貼碳纖維布法，外貼補強的方法雖然施工簡便，但是存在兩大缺點1. 材料的高強性能不能得到充分發(fā)揮。舊簡支T梁經(jīng)過多年的運營， 一般均為帶裂縫工作，撓度較大。粘貼加固后，繼續(xù)施加荷載，鋼板或碳纖維才能參與 工作。被加固構(gòu)件梁底的應(yīng)變較大時，鋼板或碳纖維布才能到達較高的強度，而 這時構(gòu)件的撓度己經(jīng)很大，裂縫開展較寬，不能滿足正常使用要求。因此，粘貼 加固法屬于"被動加固"。2. 無法增大構(gòu)件的剛度，減小撓度。鋼板或碳纖維布相對于被加固構(gòu)件來說， 厚度較小，自身剛度很小，不能從根本上增加被加固構(gòu)件的剛度。鑒于粘貼加固法的上述不足之處，本發(fā)明提出一種改變結(jié)構(gòu)體系的方法，通 過該方法的實施，可以"主動"地在支座負彎矩區(qū)建立預(yù)應(yīng)力，使連續(xù)端不出現(xiàn) 拉應(yīng)力，或出現(xiàn)拉應(yīng)力混凝土不開裂。轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)體系后，不僅增加構(gòu)件的承載 力，使舊簡支梁可以繼續(xù)使用，而且還可以大幅度提高構(gòu)件的剛度，減小舊橋的 撓度，使行車更為順暢。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對粘貼加固法無法提高構(gòu)件的剛度，二次受力才能參與工作的不 足，同時克服多跨長橋橋面伸縮縫多，行車顛簸頻繁等缺陷，提供一種在負彎矩 區(qū)施加預(yù)應(yīng)力的將舊簡支梁橋轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁橋的方法，使舊簡支鋼筋混凝土梁能 夠繼續(xù)使用，提高其承載力和剛度。該方法可以將舊簡支梁牢固連接在一起共同 工作，保證負彎矩區(qū)混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力或混凝土不開裂。采用的技術(shù)方案是一種將舊簡支梁橋轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁橋的方法a. 先鑿除舊簡支梁需要連接范圍內(nèi)的橋面板混凝土，b. 在鋼筋混凝土 T梁的鑿除區(qū)域設(shè)置齒板且該齒板位于腹板兩側(cè)，齒板內(nèi)預(yù)埋金屬波紋管，c. 將鋼絞線穿過金屬波紋管， 一端錨固，另一端作為張拉端，鋼絞線的束數(shù)按照預(yù)定的預(yù)應(yīng)力經(jīng)計算確定，d. 將T梁的待連接端增寬并在待連接的T梁之間的間隙內(nèi)設(shè)置橫隔板，澆注 連接端及橋面板混凝土，e. 待新澆筑的混凝土達到設(shè)計張拉強度后，張拉鋼絞線并錨固，預(yù)應(yīng)力通過 新老混凝土的界面?zhèn)鬟f給鋼筋混凝土工字梁的負彎矩區(qū)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點修建于上世紀70年代的舊簡支鋼筋混凝土 T梁，在外界自然環(huán)境和車輛荷 載的往復作用下，梁體出現(xiàn)裂縫，進而其剛度降低，變形增加，影響車輛通行。 常用的粘貼加固法不能從根本上增加被加固構(gòu)件的剛度，限制裂縫的發(fā)展，為克 服粘貼加固法的不足，本發(fā)明提供了一種用于將運營多年的舊梁式橋彼此連接起 來的技術(shù)，該技術(shù)簡便、易行，提高施工效率，降低施工難度，節(jié)約錨頭和預(yù)應(yīng) 力筋數(shù)量。此外還可結(jié)合舊橋的橋面板破損對橋面板進行替換。以下給出本發(fā)明的試驗結(jié)果說明該技術(shù)的實用性及可靠性。 試驗共澆注了5根鋼筋混凝土T型截面梁，l根作為對比梁，其余的均縱向 連續(xù)形成2跨連續(xù)梁。試驗梁翼緣板寬800毫米，厚105毫米，腹板寬90毫米， 高500毫米，凈跨徑為3000毫米，縱向每隔680毫米設(shè)置厚度為70毫米的橫隔 板，如圖1所示。Bl-l、 B2為一組對比梁，不同之處在于預(yù)應(yīng)力鋼絞線的長度，B2梁預(yù)應(yīng)力 鋼絞線長度為1. 1米，B1-1梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線長度為2. 0米。在單片T梁的受拉 區(qū)配置4根直徑為12毫米的II級螺紋鋼作為主筋，箍筋為直徑6. 5毫米的I級 圓鋼，間距為100毫米。箍筋一方面起到抗剪作用，另一方面可作為負彎矩連續(xù) 區(qū)新老混凝土之間的剪力連接件。除了配置的受拉主筋和箍筋外，翼緣板和腹板 還配置了直徑為6.5毫米的分布筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋為直徑15.2毫米鋼鉸線。負彎 矩連續(xù)區(qū)的混凝土為新澆注的混凝土，設(shè)計強度等級為C40,其余部分為老混凝 土，設(shè)計強度等級為C25。試驗梁的破壞形態(tài)有2種，B卜2梁、B2梁為連接處支座上部負彎矩混凝土 壓碎，B1-1梁為新老混凝土局部粘結(jié)破壞。試驗梁的負彎矩區(qū)的開裂荷載Bl-l梁為300千牛，B2梁為340千牛。極限荷載對比梁(CL)為50千牛，連續(xù)梁 (B卜l)為398千牛，連續(xù)梁(B2)為440千牛。試驗結(jié)果說明，轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁 后，極限荷載得到了較大的提高，相對于對比梁CL分別提高了 165.3%、 193.3 %。開裂荷載分別為極限荷載的75.4%。、 77.3%，說明負彎矩區(qū)施加預(yù)應(yīng)力后， 大幅度增加了橋面板的抗裂能力。圖2中CL的撓度值為跨中撓度，B1-1、 B2為左跨跨中撓度。從圖中可以看 出，同一等級荷載作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)體系的試驗梁B1-1、 B2的跨中撓度值相 對于簡支梁CL的跨中撓度值明顯減少，說明轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)體系后，梁的剛度明顯 增加。


圖l為試驗梁簡圖，其中，la為連接端橫剖面圖，lb為舊梁體橫剖面圖， lc為齒板橫剖面圖。圖2為試驗梁荷載撓度曲線。圖3為本發(fā)明后張法連接示意圖。圖4為后張法齒板區(qū)和支座增寬區(qū)示意圖，4a為實橋連接處橫剖面圖，4b 為實橋齒板橫剖面圖。圖中1.舊鋼筋混凝土簡支梁腹板，2.翼緣板鑿除區(qū)域，3.齒板，4.鋼絞線， 5.連接增寬區(qū)和橫隔板，6.橋面增厚區(qū)。
具體實施方式
一種將舊簡支梁橋轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁橋的方法a. 先鑿除舊簡支梁需要連接范圍內(nèi)的橋面板混凝土，b. 在鋼筋混凝土 T梁的鑿除區(qū)域設(shè)置齒板且該齒板位于腹板兩側(cè)，齒板內(nèi)預(yù) 埋金屬波紋管，c. 將鋼絞線穿過金屬波紋管， 一端錨固，另一端作為張拉端，鋼絞線的束數(shù) 按照預(yù)定的預(yù)應(yīng)力經(jīng)計算確定，d. 將T梁的待連接端增寬，并在待連接的T梁之間的間隙內(nèi)設(shè)置橫隔板，澆. 注連接端及橋面板混凝土，e. 待新澆筑的混凝土達到設(shè)計張拉強度后，張拉鋼絞線并錨固，預(yù)應(yīng)力通過 新老混凝土的界面?zhèn)鬟f給鋼筋混凝土工字梁的負彎矩區(qū)。以下結(jié)合附圖給出本發(fā)明的最佳實例主梁截面主梁為T型截面，間距1.6米，單跨跨徑21.16米，翼緣板端部 厚0.08米，至腹板根部增寬至O. 14米，腹板厚O. 18米。材料特性齒板和翼緣板鑿除區(qū)域及連接增寬區(qū)和橫隔板采用C40混凝土，
其他為C25混凝土，預(yù)應(yīng)力筋采用鋼絞線，設(shè)計張拉強度為1860MPa。 荷載等級公路II級。
a. 在舊橋腹板1梁底設(shè)置臨時支座11 ，然后鑿除舊簡支梁需要連接范圍內(nèi)， 即左右兩端各距連接端6. 896米長范圍內(nèi)的翼緣板2混凝土，
b. 在鋼筋混凝土 T梁的鑿除區(qū)域設(shè)置齒板3且該齒板位于腹板兩側(cè)，齒板內(nèi) 預(yù)埋金屬波紋管，為避免支座處剪力過大，在支座附近一定范圍內(nèi)增寬梁體腹板 l至0.38米，設(shè)置厚度為0.38米的橫隔板5，
c. 將鋼絞線4穿過金屬波紋管， 一端錨固，另一端作為張拉端，鋼絞線的束 數(shù)根據(jù)有關(guān)《規(guī)范》，按照連接端負彎矩區(qū)混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力確定，
d. 澆注鑿除的翼緣板2、增寬段和橫隔板5及橋面增厚區(qū)6混凝土，待混 凝土達到設(shè)計張拉強度后，張拉鋼絞線并錨固。
e. 待橋面鋪裝完成后，拆除臨時支座ll，并設(shè)置永久支座12。
權(quán)利要求
1.一種將舊簡支梁橋轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁橋的方法，其特征在于a.先鑿除舊簡支梁需要連接范圍內(nèi)的橋面板混凝土，b.在鋼筋混凝土T梁的鑿除區(qū)域設(shè)置齒板且該齒板位于腹板兩側(cè)，齒板內(nèi)預(yù)埋金屬波紋管，c.將鋼絞線穿過金屬波紋管，一端錨固，另一端作為張拉端，鋼絞線的束數(shù)按照預(yù)定的預(yù)應(yīng)力經(jīng)計算確定，d.將T梁的待連接端增寬，并在待連接的T梁之間的間隙內(nèi)設(shè)置橫隔板，澆注連接端及橋面板混凝土，e.待新澆筑的混凝土達到設(shè)計張拉強度后，張拉鋼絞線并錨固，預(yù)應(yīng)力通過新老混凝土的界面?zhèn)鬟f給鋼筋混凝土工字梁的負彎矩區(qū)。
全文摘要
一種將舊簡支梁橋轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁橋的方法a.先鑿除舊簡支梁需要連接范圍內(nèi)的橋面板混凝土，b.在鋼筋混凝土T梁的鑿除區(qū)域設(shè)置齒板且該齒板位于腹板兩側(cè)，齒板內(nèi)預(yù)埋金屬波紋管，c.將鋼絞線穿過金屬波紋管，一端錨固，另一端作為張拉端，鋼絞線的束數(shù)按照預(yù)定的預(yù)應(yīng)力經(jīng)計算確定，d.將T梁的待連接端增寬，并在待連接的T梁之間的間隙內(nèi)設(shè)置橫隔板，澆注連接端及橋面板混凝土，e.待新澆筑的混凝土達到設(shè)計張拉強度后，張拉鋼絞線并錨固，預(yù)應(yīng)力通過新老混凝土的界面?zhèn)鬟f給鋼筋混凝土工字梁的負彎矩區(qū)。本發(fā)明可在負彎矩區(qū)施加預(yù)應(yīng)力的將舊簡支梁橋轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁橋的方法，使舊簡支鋼筋混凝土梁能夠繼續(xù)使用，提高其承載力和剛度。
文檔編號E01D101/24GK101298757SQ20081012412
公開日2008年11月5日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者果 李, 李淑琴, 王文煒, 翁昌年 申請人:東南大學