本發(fā)明屬于橋梁加固領(lǐng)域，具體涉及一種能改善結(jié)構(gòu)受力的剛架拱橋的加固結(jié)構(gòu)和方法。

背景技術(shù)：

剛架拱橋有著造型美觀、自重較輕、施工吊裝方便和造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，我國在20世紀(jì)70～80年代大量修建。但隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路交通量不斷增加，橋梁負(fù)荷日益加重，剛架拱橋這種集散為整的結(jié)構(gòu)病害日益突出，普遍存在結(jié)構(gòu)整體性較差、橋梁承載力不足的問題，嚴(yán)重威脅行車安全，急需進(jìn)行加固。

剛架拱橋各拱片之間通過橫系梁連接成整體，微彎板簡(jiǎn)支搭在拱片上。這種結(jié)構(gòu)的整體性較差，較為典型的病害有：主拱片跨中發(fā)生下?lián)希澃彘_裂破損，橫系梁根部開裂，與拱片聯(lián)結(jié)變?nèi)醯取?/p>

剛架拱橋加固較為困難，加固措施一般采取哪里有缺陷就修補(bǔ)哪里的方法，如更換微彎板、更換橫系梁、重新現(xiàn)澆橋面鋪裝等，但這種處理只能治標(biāo)不治本，病害容易反復(fù)出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種剛架拱橋的加固結(jié)構(gòu)和方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種剛架拱橋的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：多個(gè)拱片、多個(gè)預(yù)制行車道板和鋼結(jié)構(gòu)橫系梁；拱片呈凸字形，具有位于上部的凸塊，凸塊兩側(cè)設(shè)有外包鋼板；各拱片均勻間隔排布，拱片之間安裝有鋼結(jié)構(gòu)橫系梁，拱片上均勻架設(shè)多個(gè)預(yù)制行車道板，各預(yù)制行車道板之間設(shè)有濕接縫，拱片的凸塊部分位于濕接縫中，拱片、鋼結(jié)構(gòu)橫系梁和預(yù)制行車道板通過現(xiàn)澆濕接縫連成整體。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

所述鋼結(jié)構(gòu)橫系梁包括豎板、底板、粘貼鋼板、角鋼、加勁板、頂板、對(duì)拉錨栓和底板錨栓；

拱片側(cè)面設(shè)有通孔，通孔內(nèi)植入對(duì)拉錨栓，對(duì)拉錨栓穿過拱片，并在兩側(cè)固定有粘貼鋼板，粘貼鋼板外側(cè)安裝有角鋼，相鄰的兩個(gè)角鋼之間安裝有豎板；

拱片底部也設(shè)有孔，孔內(nèi)植入底板錨栓，拱片底部安裝有底板，豎板頂部安裝頂板，底板和頂板之間焊接有加勁板，其中，底板沿拱橋橫橋向通長(zhǎng)設(shè)置，頂板與預(yù)制行車道板底部平齊。

頂板上預(yù)埋有U型剪力釘，U型剪力釘位于濕接縫中。

預(yù)制行車道板頂部設(shè)有頂部外伸鋼筋，相鄰預(yù)制行車道板的頂部外伸鋼筋焊接連接；預(yù)制行車道板底部還設(shè)有底部外伸鋼筋，底部外伸鋼筋在拱片處彎折，并與外包鋼板焊接連接。

濕接縫中澆筑有自密實(shí)微膨脹混凝土，集料粒徑不超過10mm。

此外，還提出了一種采用上述結(jié)構(gòu)的加固方法：

將各拱片均勻間隔排布，在拱片側(cè)面鉆通孔，植入對(duì)拉錨栓，對(duì)拉錨栓穿過拱片，并在兩側(cè)固定粘貼鋼板，然后在粘貼鋼板外側(cè)安裝角鋼，相鄰的兩個(gè)角鋼之間安裝豎板，焊接牢固；

在拱片底部鉆孔，植入底板錨栓，在拱片底部安裝底板，在豎板頂部安裝頂板，并在底板和頂板之間焊接加勁板；

在頂板上預(yù)埋U型剪力釘，使U型剪力釘位于濕接縫中；

拱片上均勻架設(shè)多個(gè)預(yù)制行車道板，將相鄰預(yù)制行車道板的頂部外伸鋼筋焊接連接，底部外伸鋼筋與外包鋼板焊接連接；

現(xiàn)澆濕接縫，將拱片、鋼結(jié)構(gòu)橫系梁和預(yù)制行車道板連成整體。

本發(fā)明的有益效果是：不僅提高了橋梁的橫向整體性，還改善了拱片的受力，提高了橋梁承載能力，可從根本上解決剛架拱橋整體性差的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體示意圖。

圖2是本發(fā)明中A-A的平面剖視圖。

圖3是本發(fā)明中B-B的橫斷面剖視圖。

圖4是本發(fā)明鋼結(jié)構(gòu)橫系梁的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明中C-C的平面剖視圖。

圖6是本發(fā)明中D-D的橫斷面剖視圖。

圖7是本發(fā)明中E-E的橫斷面剖視圖。

圖8是鋼結(jié)構(gòu)橫系梁與預(yù)制行車道板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是拱片和預(yù)制行車道板的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記如下：拱片1、預(yù)制行車道板2、濕接縫3、鋼結(jié)構(gòu)橫系梁4、豎板4-1、底板4-2、粘貼鋼板4-3、角鋼4-4、加勁板4-5、頂板4-6、對(duì)拉錨栓4-7、底板錨栓4-8、U型剪力釘5、頂部外伸鋼筋6、底部外伸鋼筋7、外包鋼板8。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1-3所示，該剛架拱橋的加固結(jié)構(gòu)和方法中涉及了多個(gè)拱片1、多個(gè)預(yù)制行車道板2和鋼結(jié)構(gòu)橫系梁4。

拱片1截面呈倒T型（即凸字形），具有位于上部的凸塊，凸塊兩側(cè)固定有外包鋼板8，拱片1由傳統(tǒng)的I型截面梁變?yōu)門型截面梁，提高了拱片的承載能力。各拱片1均勻等間隔地排布，拱片1之間安裝有鋼結(jié)構(gòu)橫系梁4，拱片1上均勻架設(shè)有多個(gè)預(yù)制行車道板2，各預(yù)制行車道板2之間設(shè)有濕接縫3，從圖3可看出，拱片1的凸塊位置是在相鄰的兩個(gè)預(yù)制行車道板2之間，凸塊部分位于濕接縫3中。

參照?qǐng)D9，預(yù)制行車道板2頂部設(shè)有頂部外伸鋼筋6，相鄰的預(yù)制行車道板2的頂部外伸鋼筋6焊接相連。預(yù)制行車道板2底部還設(shè)有底部外伸鋼筋7，底部外伸鋼筋7伸至拱片處彎折，與外包鋼板8焊接連接。然后通過在濕接縫3中現(xiàn)澆混凝土，將所有的拱片1、鋼結(jié)構(gòu)橫系梁4和預(yù)制行車道板2連成整體，混凝土可采用自密實(shí)微膨脹混凝土，集料粒徑不超過10mm，施工需保證混凝土澆筑密實(shí)。

如圖4-7所示，鋼結(jié)構(gòu)橫系梁4包括豎板4-1、底板4-2、粘貼鋼板4-3、角鋼4-4、加勁板4-5、頂板4-6、對(duì)拉錨栓4-7和底板錨栓4-8。首先在拱片1側(cè)面鉆通孔，植入對(duì)拉錨栓4-7，在拱片1兩側(cè)安裝粘貼鋼板4-3，對(duì)拉錨栓4-7穿過拱片1并且穿入粘貼鋼板4-3，然后在每個(gè)粘貼鋼板4-3的外側(cè)安裝角鋼4-4，相鄰的兩個(gè)角鋼4-4之間安裝豎板4-1，并焊接牢固，豎板4-1其實(shí)也是安裝在相鄰的兩個(gè)拱片1之間。

接著在拱片1底部鉆孔，植入底板錨栓4-8，在拱片1底部安裝底板4-2，底板錨栓4-8穿入底板4-2。在豎板4-1頂部安裝頂板4-6，并在底板4-2和頂板4-6之間焊接加勁板4-5，其中，底板4-2沿拱橋橫橋向通長(zhǎng)設(shè)置，提高了拱片間的橫向聯(lián)系，而頂板4-6數(shù)量為多個(gè)，與預(yù)制行車道板2底部平齊，間隔地布置在各凸塊間。

參照?qǐng)D8，在頂板4-6上預(yù)埋U型剪力釘5，U型剪力釘5位于濕接縫3中，將U型剪力釘與濕接縫3澆筑一體，進(jìn)一步提高了拱片1間的橫向聯(lián)系。

本發(fā)明具體的實(shí)施步驟如下：

步驟一：拆除欄桿，鑿除原橋面鋪裝層；

步驟二：拆除微彎板，拆除原橫系梁，安裝鋼結(jié)構(gòu)橫系梁4，安裝預(yù)制行車道板2；

施工過程嚴(yán)格遵守對(duì)稱均衡的原則，從中間到兩端，邊裝邊拆，保證拱片的橫向穩(wěn)定，以及盡量減少上部結(jié)構(gòu)恒載的變化量。

步驟三：澆筑預(yù)制行車道板2之間的濕接縫3。

澆筑濕接縫3之前，需先在鋼結(jié)構(gòu)橫系梁4的頂板4-6上焊接U型剪力釘5，焊接相鄰行車道板頂部外伸鋼筋6，行車道板底部外伸鋼筋7與拱片凸塊外包鋼板8焊接連接。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。