專利名稱：墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法及其施工設(shè)備，屬于橋 梁墩帽加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景由于橋梁墩身帽在設(shè)計時橫向鋼筋配置不足，造成墩身帽產(chǎn)生豎向裂 紋，為使己建成的墩身帽能達(dá)到它的設(shè)計承載力，在墩身帽頂層用勁性骨架 加橫向預(yù)應(yīng)力鋼束的方法來加固處理。本加固施工屬高空作業(yè)，勁性骨架、 起吊扁擔(dān)梁、模板等安裝都難以用吊機(jī)一次安裝到位，手動操作工序多，難 度、危險性較大，加上勁性骨架梁加工精度要求高，施焊工作量大，加工費 時等。這些都直接影響施工的安全、施工的質(zhì)量、施工的完成時間。所以目 前還尚未有一種具有安全、優(yōu)質(zhì)、高效的施工方法。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提出一種安全、優(yōu)質(zhì)、 快速完成施工的墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法及其施工設(shè)備。本發(fā)明的技術(shù)解決方案墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其施工步驟 分為-(1) 在墩旁搭設(shè)鋼管施工支架，保證勁性骨架梁存放及施工操作平臺， 支架需能承受外側(cè)模板和外包混凝土的荷載；(2) 跨堤梁墩利用35t汽車吊機(jī)，安裝墩頂起吊扁擔(dān)梁，扁擔(dān)梁釆用[20 槽鋼組組成，橫置于墩頂上，在扁擔(dān)梁或鋼管支架上設(shè)置滑車吊點，安置導(dǎo)鏈，提升勁性骨架；其余墩用2臺5t巻揚機(jī)提升勁性骨架起吊至支架頂平 臺上臨時對位；(3) 對勁性骨架安裝范圍的墩帽周圍槽口進(jìn)行鑿毛處理，沿勁性骨架 支承板處涂環(huán)氧樹脂膠泥；(4) 用5t導(dǎo)鏈將勁性骨架拖拉就位，在勁性骨架上焊接鋼筋，然后安 裝精軋螺紋粗鋼筋并擰緊螺帽，使勁性骨架精確定位；(5) 對勁性骨架施加予應(yīng)力。由于每個墩身帽兩側(cè)各有4根鋼束按上 下豎向排列，為保證其受力均勻，張拉采用60t千斤頂兩側(cè)同時對稱循環(huán)張 拉，張拉順序先中間兩束，后上下兩束；(6) 預(yù)應(yīng)力對稱循環(huán)張拉完成后，灌注槽口內(nèi)混凝土，槽口內(nèi)混凝土 采用環(huán)氧樹脂混凝土；(7 )對勁性骨架箱內(nèi)及勁性骨架與墩帽間間隙進(jìn)行壓漿處理。(8) 綁軋鋼筋，利用支架平臺和起吊扁擔(dān)梁，拼裝整體鋼外模板及模 板支撐架；(9) 澆注C30細(xì)石混凝土，混凝土攪拌車將混凝土送至墩旁,利用提升 架提升至支架頂平臺上，人工澆注、振搗；(10) 拆模、修理外觀，拆除支架及起吊扁擔(dān)梁等，轉(zhuǎn)移至其它墩使用。 本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明是有效解決墩身帽因橫向鋼筋配筋不足原因產(chǎn)生裂紋的加固方 法。具有安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、便于施工的優(yōu)點。(1)勁性骨架在工廠加工成型，保證加工精度，減少高空作業(yè)工作量，(2) 本發(fā)明僅對墩身帽外形略有改變，并不影響整體外觀效果及結(jié)構(gòu) 質(zhì)量，有效克服加固工程對橋墩外觀的影響，即保證了橋梁的內(nèi)在質(zhì)量又保 證其外觀效果。(3) 本發(fā)明實施的橋梁墩身帽經(jīng)加固后開放交通至今，使用情況一直 良好，經(jīng)跟蹤觀察未發(fā)現(xiàn)病害，是一種經(jīng)濟(jì)、有效、 一次性成功的加固方法。
具體實施方式
實施例安徽省蚌埠市朝陽路淮河公路橋引橋跨堤連續(xù)梁主墩及部分40米連續(xù) 梁實體墩墩頂出現(xiàn)豎向裂紋，采用體外預(yù)應(yīng)力即勁性骨架加預(yù)應(yīng)力鋼束外包 混凝土的方法加固。不影響橋梁的整體美觀，有效地保證墩身的強(qiáng)度，施工 簡單、便捷、速度快、安全性好。勁性骨架梁在工廠內(nèi)加工，為確保加工精度和控制變形，采用自動切割 機(jī)下料，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動焊焊接。由于南北兩岸共34個墩帽需要進(jìn)行加固處理，墩身高在4. 5m 21m，平 均墩高15m，墩頂無施工操作空間，須另搭設(shè)鋼管支架方可施工，橋梁墩身帽加固的具體施工方法步驟分(1) 在墩旁搭設(shè)鋼管施工支架，施工支架須考慮勁性骨架存放及施工 操作平臺，并能承受外模和混凝土荷載；(2) 跨堤梁墩利用35t汽車吊機(jī)，安裝墩頂起吊扁擔(dān)梁，扁擔(dān)梁采用[20 槽鋼組組成，橫置于墩頂上，并在扁擔(dān)梁上設(shè)置滑車吊點；22弁 23弁，40 # 41#墩在鋼管支架上安置導(dǎo)鏈提升勁性骨架；(3) 其他墩利用2臺5t巻揚機(jī)將勁性骨架起吊至支架頂平臺上臨時對位；(4) 對勁性骨架安裝范圍的墩帽周圍槽口進(jìn)行鑿毛處理，沿勁性骨架 支承板處涂環(huán)氧樹脂膠泥；(5) 用5t導(dǎo)鏈將勁性骨架拖拉就位，在勁性骨架上焊接鋼筋，然后安 裝精軋螺紋粗鋼筋并擰緊螺帽，使勁性骨架精確定位；(6) 對勁性骨架施加予應(yīng)力，每個墩帽8根鋼束布置在兩側(cè)，每側(cè)4 根按從上到下豎向排列，跨堤梁墩每根鋼束的張拉力為450KN，其它燉張拉 力為350KN。張拉采用60t千斤頂同時對稱循環(huán)張拉完成，張拉順序為先中 間兩束，后上下兩束，每個循環(huán)張拉力為150KN，直至達(dá)到設(shè)計張拉力。(6) 預(yù)應(yīng)力對稱循環(huán)張拉完成后，灌注槽口內(nèi)混凝土，槽口內(nèi)混凝土 采用環(huán)氧樹脂混凝土；(7) 對勁性骨架箱內(nèi)及勁性骨架與墩帽間的間隙分別采用0.35水灰比 的濃漿進(jìn)行壓漿處理。(8) 綁軋鋼筋，利用支架平臺和起吊扁擔(dān)梁，拼裝整體鋼外模板及模 板支撐架；(9) 澆注C30細(xì)石混凝土，混凝土攪拌車將混凝土送至墩旁，利用提 升架提升至支架頂平臺，人工澆注、振搗；(10) 拆模、修理外觀，拆除支架及起吊扁擔(dān)梁等，轉(zhuǎn)移至其他墩使用， 本工程施工共用支架十套、起吊扁擔(dān)梁三套，模板三套(三種類型墩帽各一 套)，以便倒用和確保施工進(jìn)度；勁性骨架加工、安裝及預(yù)應(yīng)力鋼束張拉等均按上述要求進(jìn)行施工，主要
突出勁性骨架定位、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、外包混凝土澆注的施工方法所述的勁性骨架定位，體外預(yù)應(yīng)力鋼束張拉。在勁性骨架上焊接鋼筋， 安裝精軋螺紋粗鋼筋并擰緊螺帽，勁性骨架精確定位后施加予應(yīng)力，每墩每 側(cè)有4根鋼束，張拉采用60t千斤頂兩側(cè)同時對稱循環(huán)張拉，張拉順序先中間兩束，后上下兩束。每個循環(huán)張拉力為150KN，直至達(dá)到跨堤梁墩每根鋼 束張拉力為450KN，其它墩張拉力為350KN的設(shè)計要求。勁性骨架箱內(nèi)壓漿由于箱內(nèi)空間較大、壓漿量大，為使箱內(nèi)的空氣及 時排出，使壓漿密實，在箱頂設(shè)置了一個注槳孔，二個排氣孔，采用0.35 水灰比的濃漿將勁性骨架箱內(nèi)壓滿。勁性骨架與墩帽間空隙壓漿設(shè)計為三個小隔箱，在每個隔箱頂?shù)纳w板 上開一個壓漿孔， 一個排氣孔，分別采用0.35水灰比的濃漿壓漿，壓漿前先 將箱子底口縫隙用砂漿密封，待有一定強(qiáng)度后再進(jìn)行壓漿施工。外包混凝土灌注由于外包混凝土的灌注空間較小，特別是底板、側(cè)板處的混凝土難以澆注，為確?；炷翝沧①|(zhì)量，模板采用鋼模板，混凝土采用兩次澆注完成，外包混凝土采用陷度18 20cmC30細(xì)石混凝土，用(J)30mm振動棒振搗。模板安裝第一次安裝底模及12cm高的側(cè)模，進(jìn)行底板及部分側(cè)板混 凝土澆注，第二次安裝其余側(cè)模，再進(jìn)行其余混凝土澆注?；炷帘砻嫘揎棧捎谕獍炷岭y以澆注，拆模后局部混凝土表面會 出現(xiàn)蜂窩、麻面缺陷，必須進(jìn)行修飾，修飾采用水泥砂漿抹平處理。現(xiàn)有技術(shù)中墩身帽在設(shè)計時橫向所配鋼筋不足，造成已建成的實體墩頂 出現(xiàn)豎向裂紋，本發(fā)明為了彌補(bǔ)這個設(shè)計缺陷，采取在墩帽頂加體外預(yù)應(yīng)力
筋的方法，用體外預(yù)應(yīng)力筋(精軋螺紋粗鋼筋)來輔助墩身帽橫向鋼筋承受 拉力。精軋螺紋粗鋼筋的張拉力是通過墩身帽端部所加的焊接型鋼勁性骨架 梁，將所受力均勻傳遞至全部墩帽寬度范圍。勁性骨架箱內(nèi)壓衆(zhòng)、勁性骨架與墩帽間空隙壓漿及外包混凝土都是為了 保證預(yù)應(yīng)力鋼束及勁性鋼骨架與空氣隔絕，防止鋼結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，即 延長預(yù)應(yīng)力鋼束的使用壽命。以上的加固方法旨在安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、方便施工的原則下確定的。
權(quán)利要求
1、墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其特征是該方法的施工步驟分為(1)在墩旁搭設(shè)鋼管施工支架，用于勁性骨架梁存放及施工操作平臺，支架需保證承受外模和混凝土荷載；(2)跨堤梁墩利用35t汽車吊機(jī)，安裝墩頂起吊扁擔(dān)梁，扁擔(dān)梁采用[20槽鋼組組成，橫置于墩頂上。在扁擔(dān)梁或鋼管支架上設(shè)置滑車吊點，安置導(dǎo)鏈，提升勁性骨架；其它墩用2臺5t卷揚機(jī)提升勁性骨架至支架平臺上臨時對位；(3)對勁性骨架安裝范圍的墩身帽周圍槽口進(jìn)行鑿毛處理，沿勁性骨架支承板處涂環(huán)氧樹脂膠泥；(4)用5t導(dǎo)鏈將勁性骨架拖拉就位，在勁性骨架上焊接鋼筋，然后安裝精軋螺紋粗鋼筋并擰緊螺帽，使勁性骨架精確定位；(5)對勁性骨架施加予應(yīng)力。每個墩帽8根預(yù)應(yīng)力鋼束按每側(cè)4根上下豎向排列，為保證其受力均勻，張拉采用60t千斤頂兩側(cè)同時對稱循環(huán)張拉，張拉順序為先中間兩束，后上下兩束；(6)預(yù)應(yīng)力對稱循環(huán)張拉完成后，灌注槽口內(nèi)混凝土，槽口內(nèi)混凝土采用環(huán)氧樹脂混凝土；(7)對勁性骨架箱內(nèi)及勁性骨架與墩帽間空隙進(jìn)行壓漿處理。(8)綁軋鋼筋，利用支架平臺和起吊扁擔(dān)梁，拼裝整體鋼外模板及模板支撐架；(9)澆注C30細(xì)石混凝土，混凝土攪拌車將混凝土送至墩旁，利用提升架提升至支架平臺上，人工澆注、振搗；(10)拆模、修理外觀，拆除支架及起吊扁擔(dān)梁等，轉(zhuǎn)移至其它墩使用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其特征是 在墩帽頂用勁性骨架加橫向預(yù)應(yīng)力鋼束的方法來補(bǔ)充墩身帽因橫向鋼筋配 筋不足造成的設(shè)計缺陷。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其特征是 勁性骨架定位，勁性骨架采用16Mn焊接成型，骨架內(nèi)側(cè)與墩帽接觸處與原 墩帽外形一致，以保證全面積接觸，使張拉力均勻傳遞。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其特征是 橫向預(yù)應(yīng)力束采用精軋螺紋粗鋼筋，每個墩帽8根鋼束布置在兩側(cè)，每側(cè)4 根按從上到下豎向排成一列，跨堤梁墩每根鋼束的張拉力為450KN，其它墩 張拉力為350KN。張拉采用60t千斤頂同時對稱循環(huán)張拉完成，張拉順序為 先中間兩束，后上下兩束，每個循環(huán)張拉力為150KN，直至達(dá)到設(shè)計張拉力。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其特征是 勁性骨架箱內(nèi)壓漿，在箱頂設(shè)置了一個注漿孔，二個排氣孔，采用0.35水灰 比的濃漿將勁性骨架箱內(nèi)壓滿。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其特征是 勁性骨架與墩帽間間隙壓漿，用三個小隔箱，在每個隔箱頂?shù)纳w板上開一個 壓漿孔， 一個排氣孔，分別采用0.35水灰比的濃漿壓漿，壓槳前先將箱子底 口縫隙用砂漿密封，強(qiáng)度滿足后進(jìn)行壓漿。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其特征是 勁性骨架外包混凝土灌注，模板采用鋼模板，4)30振動棒振搗，混凝土采用C30細(xì)石混凝土，陷度18 20cm。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其特征是 勁性骨架外包混凝土采取兩次澆注，第一次進(jìn)行底板及部分側(cè)板混凝土澆 注，第二次澆注其余混凝土。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其特征是 外包混凝土表面修飾，采用水泥砂漿抹平處理。
全文摘要
本發(fā)明是墩身帽開裂體外予應(yīng)力加固方法，其施工步驟分為在墩旁搭設(shè)鋼管施工支架，建立加固施工操作平臺；利用35t汽車吊機(jī)將勁性骨架吊、運至安裝墩旁；將勁性骨架安裝范圍的墩帽周圍槽口鑿毛；沿勁性骨架支承板處涂環(huán)氧樹脂膠泥；用5t導(dǎo)鏈將勁性骨架拖拉就位；對勁性骨架對稱循環(huán)施加予應(yīng)力達(dá)設(shè)計張拉力；灌注槽口內(nèi)環(huán)氧樹脂混凝土；對勁性骨架箱內(nèi)及勁性骨架與墩帽間空隙進(jìn)行壓漿處理；利用支架平臺和起吊扁擔(dān)梁拼裝整體鋼模板及模板支架；澆注C30細(xì)石外包混凝土；拆模；外觀修理。本發(fā)明的優(yōu)點有效解決墩帽因墩頂橫向配筋不足原因產(chǎn)生豎向裂紋的加固方法。具有安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、便于施工的優(yōu)點。
文檔編號E01D22/00GK101148862SQ200710133928
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日
發(fā)明者俊 劉, 東 周, 徐炳法, 查道宏, 王延長, 鄢乃軍, 韋理仁, 皓 龍 申請人:中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司