專利名稱：一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木學(xué)科的橋梁和結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)加固施工方法， 尤其是混凝土梁頂部的結(jié)構(gòu)加固施工。背景技術(shù)：
由于爆炸、火災(zāi)、地震及鋼筋銹蝕等自然因素，以及設(shè)計荷載等級偏低、施工不當(dāng)?shù)热藶橐蛩氐挠绊?，混凝土結(jié)構(gòu)整體或局部的損壞日益嚴(yán)重。尤其對混凝土橋梁，近年來， 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路載重車輛日趨大型化、重型化，交通流量迅猛增長，行車密度越來越大，使混凝土橋梁經(jīng)受的沖擊力、荷載疲勞程度不斷提升，超限運(yùn)輸尤為嚴(yán)重，橋梁帶病超負(fù)荷運(yùn)營的現(xiàn)象十分突出，在役橋梁的承載能力、耐久性能、行車安全和舒適性都面臨著極大的考驗(yàn)。當(dāng)前，我國橋梁安全狀況不容樂觀，我國已進(jìn)入新建和改造維修并重的過度期，橋梁改造加固任務(wù)繁重。在盡量不影響交通的情況下，如何有效地對混凝土橋梁進(jìn)行加固和維修是亟待解決的問題。
對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，是提高現(xiàn)有建筑物和橋梁結(jié)構(gòu)的承載力和剛度及耐久性、延長使用壽命的需要。目前常用的加固方法有加大截面加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、粘鋼加固法、FRP材料粘貼加固法、改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法以及外包鋼加固法等。受結(jié)構(gòu)形式或材料特性的影響，這些傳統(tǒng)加固方法均有一定的局限性。
(1)預(yù)應(yīng)力加固法對提高構(gòu)件的抗剪能力有限，長期預(yù)應(yīng)力損失往往需要二次張拉，維護(hù)困難。舊橋的已存預(yù)應(yīng)力大小很難準(zhǔn)確判斷，這將直接影響新加預(yù)應(yīng)力的大小，過大的預(yù)應(yīng)力值將會造成反拱過大和局部受壓承載能力不足，因此也限制了對抗彎承載能力的提高。
(2)采用加大截面加固法時，如果設(shè)計中未能從整體結(jié)構(gòu)的角度上分析，僅僅為局部加大而加大，這樣會造成整體結(jié)構(gòu)其它部分形成薄弱層而發(fā)生重大破壞；加大構(gòu)件截面， 其質(zhì)量和剛度將發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)的固有頻率也隨之改變，很有可能進(jìn)入到地震或風(fēng)震的頻率中而產(chǎn)生共振現(xiàn)象；對原有結(jié)構(gòu)的外形以及房屋使用空間上有一定的影響。
(3)粘鋼加固法雖然施工工藝較簡單，可在一定程度上提高結(jié)構(gòu)的承載力，但對梁體表面平整度、清潔度要求較高，而且加固的有效性主要取決于粘結(jié)材料的強(qiáng)度及耐久性， 抗疲勞性能也不夠穩(wěn)定。
(4) FRP加固對結(jié)構(gòu)剛度的提高不明顯，抗剪及連接問題均比較突出，且FRP材料與混凝土之間粘結(jié)面的耐久性和防火性能較差。
綜上所述，傳統(tǒng)加固方法存在新舊兩種材料連接可靠性不足、提高的承載力有限、 耐久性較差等缺陷。而且隨著建筑物向大型化和復(fù)雜化發(fā)展，加固處理越來越復(fù)雜，加固難度越來越大，對于一些大型的建筑物和一些異形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，特別是一些大型橋梁，跨度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時受到活載作用，傳統(tǒng)的加固方法有很大的局限性。
混凝土橋梁橋面鋪裝作為路面的一部分，位于混凝土梁頂部，直接受車載作用，應(yīng)滿足路面平整、行車安全舒適的使用功能。同時，橋面鋪裝作為橋梁結(jié)構(gòu)的一部分，應(yīng)能抵抗車輛荷載沖擊作用而產(chǎn)生的磨損和剪切變形，分布車輪的集中荷載，防止雨水、日照等環(huán)境作用對橋面板的侵蝕。橋面鋪裝是抵御橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋腐蝕破壞、提高結(jié)構(gòu)耐久性的第一道防線。從在役橋梁調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，橋面的早期損壞現(xiàn)象嚴(yán)重影響了橋面行車舒適性和橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用，解決不好必將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。
基于組合結(jié)構(gòu)的原理和方法對現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固是對結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的一種創(chuàng)新與發(fā)展，為結(jié)構(gòu)加固提供了一種新的思路。但是由于采用組合結(jié)構(gòu)加固時，模板和原有構(gòu)件之間的空隙較小，特別是當(dāng)加固構(gòu)件為異形構(gòu)件時，如采用普通混凝土?xí)r，存在混凝土不能振搗密實(shí)，無法保證混凝土質(zhì)量，新舊混凝土不能有效共同工作的技術(shù)瓶頸，限制了組合結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用。
隨著近年來由于國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路交通量、車輛重量和車速都大幅提高， 目前公路和鐵路橋梁中活載應(yīng)力占總應(yīng)力的比例也大幅提高，由于公路和鐵路橋梁承受活載反復(fù)作用，使得疲勞問題的研究同益突出。這一點(diǎn)在橋梁工程師中已形成共識。造成疲勞開裂的直接原因，是活載使構(gòu)造各裂源點(diǎn)所受到的應(yīng)力變化。采用組合結(jié)構(gòu)技術(shù)加固原有橋梁后，在活載作用下，鋼板也存在同樣的疲勞問題。
為此，針對傳統(tǒng)加固方法中所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種承載力高、剛度大、抗震性能和動力性能好、自重增加小、施工快速方便的新型結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法。
混凝土梁負(fù)彎矩區(qū)域處于受拉狀態(tài)，鋼板可以布置在混凝土梁的頂部，充分發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度高的特點(diǎn)。鋼板一混凝土組合加固時，通過在鋼板上焊栓釘、在原混凝土梁頂部表面植筋、在原混凝土梁的頂部和加固鋼板之間澆注混凝土等措施來使加固部分與原結(jié)構(gòu)形成整體。所述原混凝土梁包括已經(jīng)存在的混凝土箱梁、T梁、空心板梁、普通鋼筋混凝土梁或預(yù)應(yīng)力混凝土梁結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種加強(qiáng)鋼板與混凝土以及新、老混凝土之間連接可靠性的方法。
本發(fā)明對于鋼板與混凝土以及新、老混凝土之間的連接采取如下四項混合措施
(1)在鋼板與新混凝土的結(jié)合面上涂結(jié)構(gòu)膠，并撒細(xì)砂，增強(qiáng)鋼板與新混凝土界面連接可靠度；
(2)在原混凝土頂部對應(yīng)鋼板栓釘位置處開方形槽口，增大界面破壞時的滑移變形，提高新、老混凝土界面抗剪強(qiáng)度；
(3)加固鋼板周邊與混凝土中植筋對應(yīng)焊接，增強(qiáng)鋼和混凝土組合工作性能；
(4)簡易提升裝置中提升支撐螺紋鋼的一端直接澆注在加固新增混凝土中，
進(jìn)一步加強(qiáng)界面連接可靠度。
本發(fā)明所要解決的第三個技術(shù)問題是提供一種適合在混凝土連續(xù)梁支座負(fù)彎矩區(qū)結(jié)構(gòu)加固時使用的鋼板調(diào)平與定位方法。
本發(fā)明所要解決的第四個技術(shù)問題是提供一種適合維修加固處于混凝土梁頂部5的橋面鋪裝層的方法。本發(fā)明改變部分鋪裝層成結(jié)構(gòu)層，可以加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，從而提高橋梁的荷載能力。
本發(fā)明所要解決的第五個技術(shù)問題是在橋面鋪裝層厚度有限的情況下，提供一種既能保證鋪裝工作性能，又能保證鋪裝層和加固層可靠連接的橋面加固方法。
本發(fā)明所要解決的第六個技術(shù)問題是突破混凝土不能振搗密實(shí)，無法保證混凝土質(zhì)量的技術(shù)瓶頸，提供一種適合在模板和原混凝土梁頂部之間的狹小空間澆注并能保證質(zhì)量的混凝土。
自密實(shí)混凝土是基于混凝土的施工性能來命名的，是指新拌混凝土具有高流動度、良好的粘聚性，不離析、不泌水，能在不經(jīng)振搗或少振搗的情況下自行留平并自行流動通過鋼筋充滿模具的混凝土。自密實(shí)混凝土的硬化性能與普通混凝土相似，而新拌混凝土性能則與普通混凝土相差很大。自密實(shí)混凝土的自密實(shí)性能主要包括流動性、抗離析性和填充性。每種性能均可采用坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、V漏斗試驗(yàn)(或T50試驗(yàn))和L型箱試驗(yàn)等一種以上方法檢測。
自密實(shí)混凝土屬于高性能混凝土的范疇。自密實(shí)混凝土除了滿足高性能混凝土定義中的耐久性、施工性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性要求外，在施工性上有更高的要求。它突破了傳統(tǒng)振搗混凝土在成型方式上的局限，完全依靠自身重力(或只需外力輕微振動)便可自由流淌，穿越鋼筋間隙填充模板每個角落，硬化后得到滿足要求的強(qiáng)度和良好的耐久性能。
因此，自密實(shí)混凝土不僅從材料的性能保證了加固的效果，還從施工工藝上保證鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固構(gòu)件和原混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成一個整體，解決了制約鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固技術(shù)使用的瓶頸。
本發(fā)明所要解決的第七個技術(shù)問題是提供一種能有效降低組合結(jié)構(gòu)加固后的鋼板在活載作用下的疲勞應(yīng)力幅的方法。
試驗(yàn)研究表明，鋼板應(yīng)力幅對組合加固梁的疲勞性能影響較大，而栓釘間距的影響不大，實(shí)際設(shè)計時應(yīng)嚴(yán)格控制鋼板的應(yīng)力幅和應(yīng)力上限。為解決這個技術(shù)問題，本發(fā)明提出預(yù)先對鋼板施加壓力，然而鋼板在沒有側(cè)向支撐的情況下對其施加壓力很容易失穩(wěn)。本發(fā)明又提出在鋼板一側(cè)焊接波形鋼板防止鋼板側(cè)向失穩(wěn)。
本發(fā)明所要解決的第八個技術(shù)問題是提供一種在對鋼板施加壓力時能有效防止鋼板側(cè)向失穩(wěn)的方法。
所謂波形鋼板就是經(jīng)過機(jī)械方式壓延而成的波紋形狀的鋼板。經(jīng)過這種特殊處理的鋼板最初應(yīng)用于海軍和航空工業(yè)中，例如使用在飛機(jī)的機(jī)身及機(jī)翼結(jié)構(gòu)上。鋼板延壓成折板后，整體上表現(xiàn)為正交異性，在縱軸向具有易變形的性能，且在橫向又具有一定剛度， 不再需要設(shè)置加勁構(gòu)造。本發(fā)明利用波形鋼板的手風(fēng)琴效應(yīng)，即波形鋼腹板似手風(fēng)琴一樣伸縮，無法抵抗軸向力以及彎矩的性質(zhì)。考慮將波形鋼板焊接在鋼板的一側(cè)，這樣對鋼板施加壓力時波形鋼板即保證鋼板不會側(cè)向失穩(wěn)，又不會減弱對鋼板所施加壓力的大小，因?yàn)椴ㄐ武摪逶诳v向可以近似為自由伸縮。
根據(jù)本發(fā)明的方法，與其相關(guān)的工序包括以下主要步驟
步驟A 原混凝土梁頂部負(fù)彎矩區(qū)界面處理
在所述步驟A中包括以下步驟
(1)將原混凝土梁頂部負(fù)彎矩區(qū)的鋪裝層或者粉刷層、裝飾層清除，直至露出混凝土表面；
(2)若原混凝土梁頂部負(fù)彎矩區(qū)混凝土存在空洞等初始缺陷，需對其缺陷部位清除至密實(shí)處；
(3)將混凝土鑿毛，且鑿毛深度不小于6mm，然后用水清洗混凝土表面的浮渣、塵土；
(4)在原混凝土梁頂部對應(yīng)鋼板栓釘位置處開方形槽口，方形槽口的具體尺寸應(yīng)根據(jù)栓釘直徑、植筋以及栓釘間距綜合考慮，建議按照25cm 40cm縱橫向等間距開槽口， 深度為1. 5cm 2cm ；
(5)若結(jié)構(gòu)加固部位的鋼筋有銹蝕現(xiàn)象時，需對鋼筋表面除銹；當(dāng)結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕面積與原截面面積的比值超過1/12時，需補(bǔ)配鋼筋。
步驟B 原混凝土梁頂部負(fù)彎矩區(qū)混凝土植筋
其操作要點(diǎn)
(1)采用植筋技術(shù)時，橋梁主要構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不得低于C25，其它構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級不得低于C20。
(2)橋梁受力植筋用膠粘劑應(yīng)采用A級膠；僅按構(gòu)造要求植筋時可采用B級膠。
(3)植筋間距宜按照25cm 40cm縱橫向等間距布置。
步驟C 制作鋼板以及焊接栓釘、波形鋼板
在所述步驟C中包括以下步驟
(1)制作符合設(shè)計要求的鋼板；
(2)選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的圓柱頭焊釘，按照植筋間距，即按照25cm 40cm縱橫向等間距焊接栓釘，注意與植筋交替形成梅花型布置形狀；
(3)在鋼板一側(cè)焊接波形鋼板，波形鋼板的位置和尺寸應(yīng)根據(jù)加固用鋼板厚度和預(yù)加壓力的大小確定，波形鋼板的高度不大于40cm，間距不大于IOOcm ；
步驟D 在鋼板上制作自密實(shí)混凝土澆注孔、定位調(diào)平孔
沿加固鋼板縱向和橫向開方孔，其中方孔大小為20 35cm，澆注點(diǎn)之間的縱橫向距離為80cm 100cm。
定位調(diào)平孔直徑根據(jù)提升支撐螺紋鋼直徑大小確定，一般宜取22mm ；在鋼板上縱橫向成夾角70度斜向梅花型布置，定位調(diào)平孔之間的縱橫向距離為400cm 500cm。
步驟E 搭設(shè)支架，反頂卸載
對結(jié)構(gòu)進(jìn)行反頂卸載可以讓加固后的結(jié)構(gòu)承擔(dān)更多的荷載，共同參與受力，加固效果更好。
步驟F 綁扎鋼筋網(wǎng)，安裝到位
為防止加固混凝土劈裂破壞，需在加固混凝土 1/2高度處布置一層鋼筋網(wǎng)，直徑宜采用10mm，布置距離宜為植筋距離的一半，即按照12. 5cm 20cm縱橫向等間距布置。
步驟G 在鋼板上涂結(jié)構(gòu)膠，并撒細(xì)砂
在所述步驟G中包括以下步驟
(1)在鋼板與混凝土的結(jié)合面上涂結(jié)構(gòu)膠。所述結(jié)構(gòu)膠為滿足《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》(JTG/T J22-2008)粘貼鋼板或型鋼用膠粘劑安全性能指標(biāo)的A級膠。
(2)在鋼板與混凝土的結(jié)合面上撒細(xì)砂。所述細(xì)砂為粒徑大于0. 075mm的顆粒超過全重85%，且細(xì)度模數(shù)為2.2 1.6。
步驟H 安裝調(diào)平鋼板，張拉預(yù)應(yīng)力，對鋼板預(yù)加壓力
在所述步驟H中包括以下步驟
(1)安裝本發(fā)明提出的鋼板簡易提升裝置。本發(fā)明提出的簡易提升裝置由一根提升支撐螺紋鋼、兩根輔助提升螺紋鋼、配套螺母、熱軋槽鋼組成。其中提升支撐螺紋鋼、輔助提升螺紋鋼為直徑20mm的精軋螺紋鋼筋；配套螺母為其相應(yīng)的配套螺母；熱軋槽鋼為GB/T 707-1988中規(guī)定的40a型號槽鋼。
(2)采用簡易提升裝置將鋼板吊裝、調(diào)平，然后采用簡易提升裝置自平衡定位；
(3)張拉預(yù)應(yīng)力，對鋼板施加壓力，注意分級均勻加載；
(4)將鋼板周邊與混凝土中植筋對應(yīng)焊接。
步驟I 自密實(shí)混凝土拌制
混凝土拌制完成之后，應(yīng)進(jìn)行坍落度試驗(yàn)、L型流動儀試驗(yàn)、U型儀試驗(yàn)、V漏斗試驗(yàn)，其檢測結(jié)果應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)坍落度應(yīng)控制在MOmm 270mm ；坍落擴(kuò)展度應(yīng)控制在 600mm 700mm ；U型儀試驗(yàn)高度差A(yù)h應(yīng)小于30mm ；V漏斗通過時間應(yīng)控制在4s 25s。
步驟J 澆注自密實(shí)混凝土
在所述步驟J中包括以下步驟
(1)澆注前半個小時，用水充分濕潤原混凝土梁頂部混凝土以及鋼板；
(2)自密實(shí)混凝土澆注可采用機(jī)械連續(xù)澆注和人工連續(xù)澆注，推薦使用機(jī)械連續(xù)澆注。盡量保證連續(xù)幾個澆注孔同時澆注，澆注時可用木錘對鋼板稍加敲擊振動，必要時用長釬進(jìn)行適當(dāng)插搗，確保澆注混凝土的密實(shí)；
(3)澆注時應(yīng)注意結(jié)構(gòu)各部位變形，應(yīng)連續(xù)澆注一個加固構(gòu)件完畢，并且中間間斷時間不能超過混凝土初凝時間；
(4)酌情將自密實(shí)混凝土澆注孔以及定位調(diào)平孔處鋼板補(bǔ)足。
步驟K:混凝土養(yǎng)護(hù)
混凝土澆注完成后，應(yīng)及時施水養(yǎng)護(hù)，保證7 14天養(yǎng)護(hù)期前7天每天應(yīng)該施水養(yǎng)護(hù)最少4次早上上班，中午吃飯前，傍晚吃晚飯前，晚上11 12點(diǎn)間。后7天，每天施水養(yǎng)護(hù)早、中、晚三次。
步驟L 放松預(yù)應(yīng)力，拆除波形鋼板
步驟M 橋面鋪裝層施工
在所述步驟M中包括以下步驟
(1)對鋼板噴砂除銹處理，清潔度達(dá)到5級，粗糙度達(dá)到50 100 μ m ；鋼橋面板在施工、營運(yùn)過程中一般會發(fā)生銹蝕，為保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，在鋪裝前應(yīng)對鋼橋面進(jìn)行噴砂除銹處理。根據(jù)噴砂除銹國標(biāo)GB8923-88，要求鋼橋面噴砂除銹清潔度達(dá)到M2. 5 級，即“非常徹底的噴射除銹，鋼材表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物，任何的痕跡應(yīng)僅是點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑”。同時，為保證防腐層與鋼橋面的附著力，要求鋼橋面板噴砂除銹后粗糙度達(dá)到50 100 μ m。
(2)進(jìn)行橋面鋪裝逐層施工。
在混凝土梁負(fù)彎矩區(qū)的結(jié)構(gòu)加固部位，考慮鋪裝層功能要求的不同，橋面鋪裝分多層設(shè)計。橋梁鋪裝厚度=原混凝土橋梁鋪裝層總厚度-加固混凝土厚度；但橋面鋪裝設(shè)計總厚度不宜少于80mm，結(jié)構(gòu)組成為55mm高彈改性浙青瑪蹄脂碎石SMA-13、橋面專用防水粘結(jié)層EMU-100、25mm高彈改性浙青澆注式混凝土 GA-5、Eliminator防水粘結(jié)體系， 鋪裝由上至下依次為55mm厚的高彈改性浙青瑪蹄脂碎石SMA-13層、橋面專用防水粘結(jié)層 EMU-100層、25mm厚的高彈改性浙青澆注式混凝土 GA-5層和Eliminator防水粘結(jié)體系層。
步驟N:拆除支架
本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比傳統(tǒng)加固方法具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)本發(fā)明利用鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)，鋼板布置在原混凝土梁頂部的負(fù)彎矩區(qū)域，充分發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度高的特點(diǎn)。
(2)本發(fā)明對于鋼板與混凝土以及新、老混凝土之間的連接采取以下三項混合措施在鋼板與新混凝土的結(jié)合面上涂結(jié)構(gòu)膠，并撒細(xì)砂，增強(qiáng)鋼板與新混凝土界面連接可靠度；在原混凝土頂部對應(yīng)鋼板栓釘位置處開方形槽口，提高了界面抗剪強(qiáng)度；加固鋼板周邊與混凝土中植筋對應(yīng)焊接，進(jìn)一步提高界面連接可靠度，增強(qiáng)鋼和混凝土組合工作性能。
(3)本發(fā)明在原混凝土頂部對應(yīng)鋼板栓釘位置處開方形槽口，提高了界面抗剪強(qiáng)度。方形槽口的作用類似于剪力銷，能顯著提高粘結(jié)面的抗剪強(qiáng)度；方形槽口能改變界面的破壞模式，增大界面破壞時的滑移變形，從而保證鋼和混凝土共同工作。
(4)本發(fā)明提出一種由一根提升支撐螺紋鋼、兩根輔助提升螺紋鋼、配套螺母、熱軋槽鋼組成的簡易提升裝置。此方法可以方便、準(zhǔn)確、快速調(diào)平鋼板，并且采用簡易提升裝置自平衡定位，加快施工進(jìn)度。此外，提升支撐螺紋鋼的一端在施工后不拆除，直接澆注在加固新增混凝土中，可以進(jìn)一步加強(qiáng)界面連接可靠度。
(5)本發(fā)明利用的鋼板-混凝土組合加固技術(shù)，通過在鋼板上焊栓釘、在原混凝土梁頂部表面植筋、在原混凝土梁頂部和加固鋼板之間澆注混凝土等措施來使加固部分與原結(jié)構(gòu)形成整體，能夠有效共同工作，可以顯著的提高結(jié)構(gòu)特別是橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。
(6)本發(fā)明利用的鋼板-混凝土組合加固方法充分利用了新、舊材料的性能，具有承載力高、剛度大、抗震性能和動力性能好、自重增加小、加固效果突出等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于承受動荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固。
(7)利用本發(fā)明的方法應(yīng)用于舊橋橋面板上，可以在不改變原橋標(biāo)高的情況下，既能修補(bǔ)已出現(xiàn)裂縫、剝離等損壞的橋面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，從而提高橋梁的荷載能力。
(8)加固鋼板位于混凝土的外側(cè)，因此不存在混凝土裂縫外露的問題。
(9)采用本發(fā)明的組合加固技術(shù)方案，因?yàn)椴恍枰匦麓钤O(shè)支架支撐模板，所以對橋下交通影響小，同時對結(jié)構(gòu)凈空高度影響小。故本發(fā)明的技術(shù)方法特別適合加固橋下交通繁忙的立交橋以及跨線橋，以及對凈空高度要求嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)。
(10)由于本發(fā)明利用了自密實(shí)混凝土在澆注過程中無需振搗成型，因此本發(fā)明解決了配筋密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模板和原構(gòu)件空間狹小等因骨料阻塞造成的空洞等問題，并減少了傳統(tǒng)混凝土施工因漏振、過振造成的上下分層蜂窩麻面，提高了混凝土質(zhì)量和耐久性能， 從而大大簡化了加固施工工藝，使普通混凝土無法施工的部位變成了可能，特別適用于一些復(fù)雜、異性的加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件，大大拓展了適用范圍。
(11)由于本發(fā)明利用了自密實(shí)混凝土技術(shù)，顯著降低了傳統(tǒng)振搗混凝土施工中的噪音污染，大幅度減輕了工人的勞動強(qiáng)度。同時由于配制自密實(shí)混凝土需要大量利用粉煤灰、?；郀t礦渣、硅灰等工業(yè)固體廢棄物，有利于資源的綜合利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。
(12)本發(fā)明首次提出先在鋼板一側(cè)焊接波形鋼板，然后對其預(yù)加壓力，可以有效降低鋼板的應(yīng)力幅，同時避免對鋼板預(yù)加壓力時側(cè)向失穩(wěn)。此方法有效解決了鋼板-混凝土組合加固技術(shù)應(yīng)用于公路和鐵路橋梁時鋼板的疲勞問題，使其得到了廣泛應(yīng)用。
(13)本發(fā)明提出在加固混凝土層中間布置一層鋼筋網(wǎng)，有效解決了混凝土劈裂問題，保證了鋼板和混凝土共同工作。
(14)本發(fā)明提出在加固鋼板上開自密實(shí)混凝土澆注孔，避免通常從側(cè)面澆注的情況，能有效保證混凝土澆注質(zhì)量。
綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的新型鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固負(fù)彎矩區(qū)施工技術(shù)綜合利用了組合結(jié)構(gòu)加固、混凝土槽口的剪力銷效應(yīng)、橋面加固層參與整體受力、 自密實(shí)混凝土、波形鋼板各自的優(yōu)點(diǎn)，能有效保證澆注混凝土密實(shí)度，并且使鋼和混凝土、 新老混凝土界面連接可靠度得到極大改善，使加固部分與原結(jié)構(gòu)形成整體，共同工作，非常顯著地提高加固效果。利用本發(fā)明提出的簡易提升裝置可以方便、準(zhǔn)確、快速調(diào)平定位鋼板，加快施工進(jìn)度。本發(fā)明的新型鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)加固方法可以廣泛應(yīng)用于混凝土箱梁、T梁、空心板梁、普通鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土梁的負(fù)彎矩區(qū)加固，特別是當(dāng)應(yīng)用在橋梁加固改造中時，幾乎不降低原橋橋下凈空高度、不要求原結(jié)構(gòu)表面平整、造價低、不影響結(jié)構(gòu)外觀等，經(jīng)濟(jì)、安全、適用，工程質(zhì)量易于保證，應(yīng)用前景廣泛。

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成本發(fā)明實(shí)施方式的任何限制。其中
圖1是三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋反頂卸載示意圖2是沿圖1中的A-A線的剖視圖3是植筋、栓釘以及混凝土方形槽口平面布置示意圖4是鋼板上焊接栓釘和波形鋼板示意圖5是鋼板上自密實(shí)混凝土澆注孔示意圖6是波形鋼板示意圖7是預(yù)應(yīng)力以及波形鋼板布置示意圖8是按照本發(fā)明所述方法加固負(fù)彎矩區(qū)后的箱梁橋結(jié)構(gòu)示意圖9是按照本發(fā)明所述方法加固負(fù)彎矩區(qū)后的箱梁橋頂板放大示意圖10是鋼板上定位調(diào)平孔示意圖11是簡易提升裝置示意圖12是熱軋槽鋼示意圖13是橋面鋪裝示意圖14是自密實(shí)混凝土拌制過程示意圖。
圖15是自密實(shí)混凝土配合比以及工作性能測試結(jié)果圖。
圖中附圖標(biāo)記表示為1-混凝土箱梁；2-反頂支架；3-混凝土箱梁頂板；4-混凝土箱梁腹板；5-混凝土箱梁底板；6-混凝土方形槽口 ；7-植筋；8-栓釘；9-鋼板；10-鋼筋網(wǎng)；11-加固新增混凝土 ； 12-原箱梁頂板混凝土表面；13-自密實(shí)混凝土澆注孔；14-波形鋼板；15-預(yù)應(yīng)力錨具；16-鋼絞線；17-定位調(diào)平孔；18-提升支撐螺紋鋼；19-輔助提升支撐螺紋鋼；20-配套螺母；21-熱軋槽鋼；22-防水粘結(jié)層；23-鋪裝下面層；24-鋪裝上面層。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，其中圖中附圖標(biāo)記表示為1-混凝土箱梁；2-反頂支架；3-混凝土箱梁頂板；4-混凝土箱梁腹板；5-混凝土箱梁底板；6-混凝土方形槽口 ；7-植筋；8-栓釘；9-鋼板；10-鋼筋網(wǎng)；11-加固新增混凝土 ；12-原箱梁頂板混凝土表面；13-自密實(shí)混凝土澆注孔；14-波形鋼板；15-預(yù)應(yīng)力錨具；16-鋼絞線；17-定位調(diào)平孔；18-提升支撐螺紋鋼；19-輔助提升支撐螺紋鋼；20-配套螺母；21-熱軋槽鋼；22-防水粘結(jié)層；23-鋪裝下面層；24-鋪裝上面層。實(shí)施例一為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋。根據(jù)本發(fā)明的新型鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固施工方法包括以下步驟步驟A 混凝土箱梁頂板3負(fù)彎矩區(qū)界面處理圖1是三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋反頂卸載示意圖，如圖1所示的三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，包括有混凝土箱梁1和反頂支架2。圖2是沿圖1中的A-A線的剖視圖，即圖1所示橋梁的典型斷面。如圖2所示，本實(shí)施例的典型斷面包括混凝土箱梁頂板3、混凝土箱梁腹板4、混凝土箱梁底板5。首先確定每跨的負(fù)彎矩區(qū)域，并對區(qū)域內(nèi)的混凝土箱梁頂板3表面進(jìn)行界面處理。在所述步驟A中包括以下步驟(1)將混凝土箱梁頂板3表面的橋面鋪裝層清除，直至露出混凝土表面；(2)若原混凝土梁頂部負(fù)彎矩區(qū)混凝土存在空洞等初始缺陷，需對其缺陷部位清除至密實(shí)處。本實(shí)施例的混凝土箱梁頂板3不存在空洞等初始缺陷，無需進(jìn)行缺陷處理；(3)將混凝土箱梁頂板3混凝土鑿毛，且鑿毛深度不小于6mm，然后用水清洗混凝土表明的浮渣、塵土；(4)在混凝土箱梁頂板3對應(yīng)鋼板栓釘8位置處開混凝土方形槽口 6 ；圖3是植筋、栓釘以及混凝土方形槽口平面布置示意圖，如圖3所示，本實(shí)施例的混凝土方形槽口 6按照25cm 40cm縱橫向等間距布置，深度為2cm ；(5)若結(jié)構(gòu)加固部位的鋼筋有銹蝕現(xiàn)象時，需對鋼筋表明除銹；當(dāng)結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕面積與原截面面積的比值超過1/12時，需補(bǔ)配鋼筋。本實(shí)施例中的混凝土箱梁頂板3不存在鋼筋銹蝕情況，不需補(bǔ)配鋼筋。步驟B 在混凝土箱梁頂板3負(fù)彎矩區(qū)表面植筋其操作要點(diǎn)(1)采用植筋技術(shù)時，橋梁主要構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不得低于C25，其它構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級不得低于C20。本實(shí)施例為C50。(2)橋梁受力植筋用膠粘劑應(yīng)采用A級膠；僅按構(gòu)造要求植筋時可采用B級膠。本實(shí)施例屬于橋梁受力植筋，選用A級膠。
(3)植筋7間距宜按照25cm 40cm縱橫向等間距布置。本實(shí)施例的植筋7間距為25cmX 25cm，如圖3所示。步驟C 制作鋼板9以及焊接栓釘8、波形鋼板14在所述步驟C中包括以下步驟(1)制作符合設(shè)計要求的鋼板9 ；(2)選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的圓柱頭焊釘，按照植筋7間距，即25 40cm縱橫向等間距焊接栓釘，注意與植筋7交替形成梅花型布置形狀。圖4是鋼板上焊接栓釘和波形鋼板示意圖，如圖4所示，本實(shí)施例在鋼板9上焊接栓釘8 ；本實(shí)施例的栓釘8間距為25cmX25cm，如圖3所示。(3)在鋼板9 一側(cè)焊接波形鋼板14，波形鋼板14的位置和尺寸應(yīng)根據(jù)加固用鋼板9厚度和預(yù)加壓力的大小確定，波形鋼板14的高度不大于40cm，間距不大于100cm。圖6是波形鋼板示意圖，如圖6所示，波形鋼板14的具體形狀及型號在橋梁加固中一般選用1000型、1200型、1600型；波形鋼板14厚度一般為9mm 16mm。本實(shí)施例的波形鋼板14選用1000型，且波形鋼板14厚度為9mm，高度為40cm ；圖7是預(yù)應(yīng)力以及波形鋼板布置示意圖，如圖7所示，對于本實(shí)施例，在鋼板9的頂面(非混凝土側(cè))布置波形鋼板14、預(yù)應(yīng)力錨具15、鋼絞線16。在本步驟中，只安裝波形鋼板14，且橫向布置間距為100cm。步驟D 在鋼板9上制作自密實(shí)混凝土澆注孔13、定位調(diào)平孔17沿鋼板9縱向和橫向開自密實(shí)混凝土澆注孔13，其中自密實(shí)混凝土澆注孔13的大小為20 35cm，自密實(shí)混凝土澆注孔13之間的縱橫向距離為80cm 100cm。圖5是鋼板上自密實(shí)混凝土澆注孔示意圖，如圖5所示，本實(shí)施例在鋼板9上沿縱向和橫向開自密實(shí)混凝土澆注孔13，自密實(shí)混凝土澆注孔13的孔口截面為30CmX30Cm的方孔，自密實(shí)混凝土澆注孔13縱橫向間距均為100cm。本實(shí)施例的提升支撐螺紋鋼18的直徑為20mm，故定位調(diào)平孔17的直徑取22mm。圖10是鋼板上定位調(diào)平孔示意圖，如圖10所示，在鋼板9上縱橫向成夾角70度斜向梅花型布置，定位調(diào)平孔17之間的縱橫向距離為400cm 500cm。步驟E 搭設(shè)反頂支架2，反頂卸載對結(jié)構(gòu)進(jìn)行反頂卸載可以讓加固后的結(jié)構(gòu)承擔(dān)更多的荷載，共同參與受力，加固效果更好。如圖1所示，在每跨L/3處搭設(shè)反頂支架2，利用千斤頂反頂卸載全部恒載。其操作要點(diǎn)(1)反頂支架2需進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)；(2)反頂過程中需嚴(yán)密監(jiān)控橋梁控制截面的應(yīng)變以及支座和跨中截面位移；反頂力大小需采用壓力盒進(jìn)行觀測，分級均應(yīng)加載，達(dá)到設(shè)計要求。步驟F 綁扎鋼筋網(wǎng)10，安裝到位為防止加固混凝土劈裂破壞，需在加固新增混凝土 11的1/2高度處布置一層鋼筋網(wǎng)10，直徑宜采用10mm，布置距離宜為植筋7距離的一半，S卩12. 5cm 20cm。本實(shí)施例選用IOmm的鋼筋，圖9是按照本發(fā)明所述方法加固負(fù)彎矩區(qū)后的箱梁橋頂板放大示意圖，如圖9所示，按照12. 5cmX12. 5cm間距布置形成鋼筋網(wǎng)10，布置在加固新增混凝土 11高度一半處。步驟G 在鋼板9上涂結(jié)構(gòu)膠，并撒細(xì)砂
12
在所述步驟G中包括以下步驟(1)在鋼板9與加固新增混凝土 11的結(jié)合面上涂結(jié)構(gòu)膠。所述結(jié)構(gòu)膠為滿足《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》(JTG/T J22-2008)粘貼鋼板或型鋼用膠粘劑安全性能指標(biāo)的A級膠。(2)在鋼板9與加固新增混凝土 11的結(jié)合面上撒細(xì)砂。所述細(xì)砂為粒徑大于0. 075mm的顆粒超過全重85%，且細(xì)度模數(shù)為2. 2 1. 6。步驟H 安裝調(diào)平鋼板9，張拉預(yù)應(yīng)力，對鋼板9預(yù)加壓力在所述步驟H中包括以下步驟(1)安裝本發(fā)明提出的簡易提升裝置。圖11是簡易提升裝置示意圖，如圖11所示，本發(fā)明提出的簡易提升裝置由一根提升支撐螺紋鋼18、兩根輔助提升螺紋鋼19、配套螺母20、熱軋槽鋼21組成。其中提升支撐螺紋鋼18、輔助提升螺紋鋼19為直徑20mm的精軋螺紋鋼筋；配套螺母20為其相應(yīng)的配套螺母；熱軋槽鋼21為GB/T 707-1988中規(guī)定的40a型號槽鋼。如圖11所示，提升支撐螺紋鋼18 —端通過配套螺母20固定在熱軋槽鋼21上，另一端穿過定位調(diào)平孔17插入加固新增混凝土 11中，其插入加固新增混凝土 11中的深度為加固新增混凝土 11的厚度，此提升支撐螺紋鋼18既可以定位鋼板，又可以澆注在加固新增混凝土 11中增強(qiáng)鋼板9和加固新增混凝土 11連接可靠度。圖12是熱軋槽鋼示意圖，如圖12所示，在熱軋槽鋼21制作三個精軋螺紋鋼筋孔，分別供提升支撐螺紋鋼18和輔助提升螺紋鋼19使用。兩根輔助提升螺紋鋼19的一端通過配套螺母20固定在熱軋槽鋼21上，另一端固定在鋼板9上。(2)采用簡易提升裝置將鋼板9吊裝、調(diào)平，然后采用簡易提升裝置自平衡定位；(3)對鋼板9施加壓力，注意分級均勻加載；如圖7所示，本實(shí)施例在鋼板9的頂面(非混凝土側(cè))布置波形鋼板14、預(yù)應(yīng)力錨具15、鋼絞線16。先把預(yù)應(yīng)力錨具15安裝在兩塊已經(jīng)安裝在鋼板9上的波形鋼板14之間，然后通過預(yù)應(yīng)力錨具15固定好鋼絞線16，利用預(yù)應(yīng)力錨具15和鋼絞線16共同工作產(chǎn)生拉力，相反的對鋼板9產(chǎn)生壓力。(4)將鋼板9周邊與混凝土中植筋7對應(yīng)焊接。步驟I 自密實(shí)混凝土拌制采用商品混凝土攪拌站進(jìn)行攪拌。其原材料為(1)水泥采用普通42. 5硅酸鹽水泥；(2)粉煤灰I級粉煤灰；(3)砂河砂，中砂，細(xì)度模數(shù)2. 58，II區(qū)級配合格，堆積密度1576kg/m3，表觀密度2610kg/m3；(4)石碎石，5_20mm連續(xù)級配合格，針片狀含量為9.2%，壓碎指標(biāo)3. 4，堆積密度1470kg/m3，表觀密度 2700kg/m3 ；(5)減水劑高效減水劑，減水率大于25%。圖14是自密實(shí)混凝土拌制過程示意圖，本實(shí)施例的自密實(shí)混凝土拌制過程如圖14所示；圖15是自密實(shí)混凝土配合比以及工作性能測試結(jié)果圖，自密實(shí)混凝土拌制后需進(jìn)行工作性能測試，本實(shí)施例的配合比以及工作性能測試結(jié)果如圖15所示。步驟J 運(yùn)輸自密實(shí)混凝土(1)自密實(shí)混凝土宜在90min內(nèi)卸料完畢，當(dāng)最高氣溫低于25°C時，運(yùn)送時間可延長 30min ；(2)自密實(shí)混 疑土在運(yùn)輸過程中要保證自密實(shí)混 疑土不離析、不泌水、工作性能不損失。步驟K 澆注自密實(shí)混凝土在所述步驟J中包括以下步驟(1)澆注前半個小時，用水充分濕潤混凝土箱梁頂板3以及鋼板9 ；(2)自密實(shí)混凝土澆注可采用機(jī)械連續(xù)澆注和人工連續(xù)澆注，推薦使用機(jī)械連續(xù)澆注。盡量保證連續(xù)幾個自密實(shí)混凝土澆注孔13同時澆注，澆注時可用木錘對鋼板9稍加敲擊振動，必要時用長釬進(jìn)行適當(dāng)插搗，確保澆注混凝土的密實(shí)；(3)澆注時應(yīng)注意結(jié)構(gòu)各部位變形，應(yīng)連續(xù)澆注一個加固構(gòu)件完畢，并且中間間斷時間不能超過混凝土初凝時間；(4)酌情將自密實(shí)混凝土澆注孔13和定位調(diào)平孔17處鋼板補(bǔ)足。步驟L 混凝土養(yǎng)護(hù)混凝土澆注完成后，應(yīng)及時施水養(yǎng)護(hù)，保證7 14天養(yǎng)護(hù)期前7天每天應(yīng)該施水養(yǎng)護(hù)最少4次早上上班，中午吃飯前，傍晚吃晚飯前，晚上11 12點(diǎn)間。后7天，每天施水養(yǎng)護(hù)早、中、晚三次。步驟M 放松預(yù)應(yīng)力，拆除波形鋼板14圖8是按照本發(fā)明所述方法加固負(fù)彎矩區(qū)后的箱梁橋結(jié)構(gòu)示意圖；本實(shí)施例加固后得到的典型斷面如圖8所示；按照本發(fā)明所述方法加固后得到的混凝土箱梁頂板3局部放大示意圖如圖9所示。步驟N 橋面鋪裝層施工在所述步驟N中包括以下步驟(1)對鋼板9噴砂除銹處理，清潔度達(dá)到5級，粗糙度達(dá)到50 100 μ m ；(2)進(jìn)行橋面鋪裝逐層施工。圖13是橋面鋪裝示意圖，如圖13所示，本實(shí)施例的橋面鋪裝層從下至上包括防水粘結(jié)層22、鋪裝下面層23、鋪裝上面層M。其技術(shù)指標(biāo)為防水粘結(jié)層22 底涂層，Zed S94，用量:150 200g/m2 ；Eliminator防水層(兩層)，用量 2500 ;3500g/m2 ；Tack Coat No. 2 膠粘劑，用量 100 200g/m2。鋪裝下面層23 :25mm澆筑式浙青混凝土 GA-5，撒布3 5mm預(yù)拌碎石。鋪裝上面層M 防水粘結(jié)層EMU-CQ，用量300 500g/m2 ；改性浙青SMA-13，厚度55mm。步驟0:拆除反頂支架2容易理解，雖然上面是結(jié)合箱梁橋來對本發(fā)明進(jìn)行的說明，然而本發(fā)明可同樣地應(yīng)用于其他結(jié)構(gòu)形式，如混凝土箱梁、T梁、空心板梁、普通鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土梁、公路中的小箱梁等。最后應(yīng)說明的是以上具體實(shí)時方式所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。盡管參照前述實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于通過在鋼板上焊接栓釘、在原混凝土梁頂部表面植筋、在原混凝土梁頂部與加固鋼板之間澆注混凝土來使加固部分與原結(jié)構(gòu)形成整體共同工作，所述原混凝土梁包括已經(jīng)存在的混凝土箱梁、T梁、 空心板梁、普通鋼筋混凝土梁或預(yù)應(yīng)力混凝土梁結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于混凝土和鋼板布置在負(fù)彎矩區(qū)域的原混凝土梁頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于在鋼板與混凝土的結(jié)合面上涂結(jié)構(gòu)A級膠，并撒細(xì)砂。結(jié)構(gòu)膠安全性能需滿足《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》(JTG/T J22-2008)粘貼鋼板或型鋼用膠粘劑要求。所述細(xì)砂為粒徑大于0. 075mm的顆粒超過全重85%，且細(xì)度模數(shù)為2. 2 1. 6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于采用簡易提升裝置安裝調(diào)平鋼板。所述簡易提升裝置由一根提升支撐螺紋鋼、兩根輔助提升螺紋鋼、配套螺母、熱軋槽鋼組成。其中所述提升支撐螺紋鋼、輔助提升螺紋鋼為直徑20mm的精軋螺紋鋼筋；配套螺母為其相應(yīng)的配套螺母；熱軋槽鋼為GB/T 707-1988中規(guī)定的40a型號槽鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于簡易提升裝置的提升支撐螺紋鋼一端永久澆注在加固新增混凝土中，加強(qiáng)界面連接可靠度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于所述混凝土為自密實(shí)混凝土，并且坍落度應(yīng)在MOmm 270mm ； 坍落擴(kuò)展度在600mm 700mm ；U型儀試驗(yàn)高度差A(yù)h小于30mm ；V漏斗通過時間在如 25s，粗骨料粒徑為5mm 20mm，針片狀含量小于10%，細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)大于2. 3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于鋼板在澆注混凝土前預(yù)加壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法法，其特征在于在鋼板非混凝土側(cè)焊接波形鋼板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于波形鋼板為1000型、1200型或1600型，鋼板厚度為9 16mm，波形鋼板的高度不大于40cm，間距不大于100cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于包括以下步驟A、對原混凝土梁頂部的混凝土表面進(jìn)行處理；B、在原混凝土梁頂部植筋；C、制作鋼板，在鋼板上焊接栓釘；D、在加固鋼板上制作自密實(shí)混凝土澆注孔以及定位調(diào)平孔；E、綁扎鋼筋網(wǎng)，安裝到位；F、在鋼板與混凝土的結(jié)合面上涂結(jié)構(gòu)膠，并撒細(xì)砂；G、安裝簡易提升裝置，安裝調(diào)平定位鋼板；H、自密實(shí)混凝土拌制； I、澆注自密實(shí)混凝土 ；J、混凝土養(yǎng)護(hù)脫模形成結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)加固后的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)；或者步驟A包括將原混凝土梁頂部表面的粉刷層和裝飾層或者鋪裝層清除，直至露出混凝土表面；或者步驟A包括原混凝土梁頂部的混凝土存在空缺的初始缺陷，需對其缺陷部位清除至密實(shí)處；或者步驟A包括將原混凝土梁頂部混凝土鑿毛，且鑿毛深度不小于 6mm，然后用水清洗混凝土表明的浮渣、塵土 ；或者步驟A包括在原混凝土梁頂部對應(yīng)鋼板栓釘位置處開方形槽口，方形槽口按照25cm 40cm縱橫向等間距布置，深度為1. 5cm 2cm ；或者步驟A包括原混凝土梁頂部的鋼筋有銹蝕現(xiàn)象，需對鋼筋表面除銹；或者步驟A 包括原混凝土梁頂部的鋼筋銹蝕面積與原截面面積的比值超過1/12需補(bǔ)配鋼筋；或者所述步驟B中的植筋間距為25 40cm縱橫向等間距布置；或者所述步驟C中的栓釘間距按照與植筋間距相同，栓釘縱橫向間距為25cm 40cm，焊接栓釘縱橫向等間距布置，栓釘與植筋交替形成梅花型布置形狀；或者所述步驟D中的自密實(shí)混凝土澆注孔的大小為20cm 35cm，澆注點(diǎn)之間的縱橫向距離為80cm IOOcm ；所述定位調(diào)平孔直徑宜取22mm，在鋼板上縱橫向成夾角70度斜向梅花型布置，定位調(diào)平孔之間的縱橫向距離為400cm 500cm ；或者所述步驟E中的鋼筋直徑為10mm，鋼筋網(wǎng)縱橫向布置距離為植筋距離的一半，布置高度為加固混凝土厚度的一半；或者在所述步驟C后面加入步驟鋼板的非混凝土側(cè)焊接波形鋼板；或者在所述步驟G后面加入步驟張拉預(yù)應(yīng)力，對鋼板預(yù)加壓力；或者在所述步驟I 后面加入步驟放松預(yù)應(yīng)力、拆除波形鋼板；或者在所述I步驟后面加入步驟對鋼板噴砂除銹處理，清潔度達(dá)到M2. 5級，粗糙度達(dá)到50 μ m 100 μ m,然后進(jìn)行鋪裝層施工；或者橋面鋪裝設(shè)計總厚度不少于80mm，結(jié)構(gòu)組成為55mm高彈改性浙青瑪蹄脂碎石SMA-13、橋面專用防水粘結(jié)層EMU-100、25mm高彈改性浙青澆注式混凝土 GA_5、Eliminator防水粘結(jié)體系，鋪裝由上至下依次為55mm厚的高彈改性浙青瑪蹄脂碎石SMA-13層、橋面專用防水粘結(jié)層EMU-100層、25mm厚的高彈改性浙青澆注式混凝土 GA-5層和Eliminator防水粘結(jié)體系層；或者在所述D步驟后面加入步驟搭設(shè)支架、利用千斤頂反頂卸除原混凝土梁所承擔(dān)荷載；或者在所述步驟J后面加入步驟拆除支架。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)的鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)加固方法，其特征在于①混凝土箱梁頂板(3)負(fù)彎矩區(qū)界面處理；②在混凝土箱梁頂板(3)負(fù)彎矩區(qū)表面植筋；③制作鋼板(9)以及焊接栓釘(8)、波形鋼板(14)；④在鋼板(9)上制作自密實(shí)混凝土澆注孔(13)、定位調(diào)平孔(17)；⑤搭設(shè)反頂支架(2)，反頂卸載；⑥綁扎鋼筋網(wǎng)(10)，安裝到位；⑦在鋼板(9)上涂結(jié)構(gòu)膠，并撒細(xì)砂；⑧安裝調(diào)平鋼板(9)到設(shè)計位置，通過預(yù)先安裝的設(shè)備張拉預(yù)應(yīng)力，對鋼板(9)預(yù)加壓力；⑨自密實(shí)混凝土拌制及澆注；⑩放松預(yù)應(yīng)力，拆除波形鋼板(14)，養(yǎng)護(hù)混凝土；鋪裝層施工，拆除反頂支架(2)。新型鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)加固方法可以廣泛應(yīng)用于混凝土箱梁、T梁、空心板梁、普通鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土梁的負(fù)彎矩區(qū)加固，特別是當(dāng)應(yīng)用在橋梁加固改造中時，幾乎不降低原橋橋下凈空高度、不要求原結(jié)構(gòu)表面平整、造價低、不影響結(jié)構(gòu)外觀等，經(jīng)濟(jì)、安全、適用，工程質(zhì)量易于保證，應(yīng)用前景廣泛。
文檔編號E01D22/00GK102561213SQ20121003433
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者余志武, 蔣麗忠, 談遂, 郭風(fēng)琪 申請人:中南大學(xué), 湖南中大建科土木科技有限公司, 高速鐵路建造技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室