本發(fā)明涉及槽型梁橋面板加固技術領域，尤其是涉及一種采用UHPC薄層植筋加固槽型梁橋面板的方法。

背景技術：

槽型梁橋具有建筑高度低、噪音小、外形簡潔的優(yōu)點，在應用于城市橋梁時有著良好的綜合經濟效應，因而被廣泛應用于城市高架橋，尤其是在限制建筑高度與控制環(huán)境噪音的地區(qū)。然而由于交通量的增長、荷載等級的提高以及時間的推移，耐久性成為困擾槽型梁橋的一個重要問題。當前，槽型梁橋普遍發(fā)生的病害主要反映在上部結構的開裂和下撓。受到資金限制不可能對所有受到損害的橋梁進行拆除重建，維修加固是延續(xù)橋梁使用壽命的最佳選擇。目前，常見的橋梁加固方法有增大截面法、粘貼鋼板加固法、粘貼碳纖維加固法以及體外預應力加固法。

然而，上述加固方法均存在很多缺陷和不適應性。增大截面法具有增加自重、減小使用空間、施工周期長等缺點；粘貼鋼板法具有鋼板成型難、易銹蝕、養(yǎng)護成本高、使用環(huán)境受限等缺點；粘貼碳纖維加固法具有費用高、粘貼質量不易保證、不適用于大范圍加固等缺點；體外預應力加固法具有施工復雜、養(yǎng)護成本高、體外鋼筋銹蝕易降低結構安全性等缺點。

UHPC，即超高性能混凝土，堪稱耐久性最好的工程材料，適當配筋的UHPC力學性能接近鋼結構，同時UHPC具有優(yōu)良的耐磨、抗爆性能，因此UHPC特別適合用于大跨徑橋梁、抗爆結構和薄壁結構以及用在高磨蝕、高腐蝕環(huán)境，是一種高強韌性、低孔隙率的超高強水泥基材料，具有強度形成快、抗?jié)B性能好、粘接強度高、收縮性小、密實性強、耐久性和化學藥品阻抗性好等優(yōu)點。

中國專利CN 104652294 A公開了一種超高性能混凝土(UHPC)粘貼鋼板加固箱梁新技術，材料包括超高性能混凝土(UHPC)、鋼筋網、栓釘、鋼板，將原混凝土箱梁保護層鑿除使其鋼筋露出，焊接鋼筋網并澆筑超高性能混凝土；鋼板內側面焊接栓釘以保證鋼板和超高性能混凝土的共同受力；振搗使之密實，待初凝后不拆除鋼板進行高溫蒸汽養(yǎng)護，消除齡期差引起的收縮開裂，使新老結構緊密的結合在一起，共同工作。但該專利所采用的工藝較為復雜，需要封閉交通，下部粘貼的鋼板在使用后期需要投入大量資金進行防腐蝕養(yǎng)護。除此以外，該技術所使用的UHPC加固后需要高溫蒸汽養(yǎng)護，養(yǎng)護時間較長，成本高。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種采用UHPC薄層植筋加固槽型梁橋面板的方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現：

一種采用UHPC薄層植筋加固槽型梁橋面板的方法，具體包括以下步驟：

(1)將橋面板需要加固部位的受損水泥混凝土切割鑿除，并對橋面板兩側槽型梁的端橫梁進行清理；

(2)將鋼筋沿槽型梁橋面板的橫向植入兩側接頭處；

(3)支模并將UHPC澆筑至加固部位，養(yǎng)護后拆模。

所述的橋面板為槽型梁甲式橋面板，鑿除的水泥混凝土厚度根據受損部位確定，未受損可以只進行清理，不鑿除。

步驟(2)鋼筋植入兩側接頭處的錨固深度為15-20cm，對于UHPC來講，一般錨固深度大于鋼筋植筋的四倍以上即可保證錨固，鋼筋拉拔是鋼筋屈服破壞而非拔出破壞，因此考慮到安全與經濟性，將錨固深度定為15-20cm。

步驟(2)所述的鋼筋采用的型號為HRB335，HRB400或HRB500，直徑在1.2-2.2cm，鋼筋的縱向間距在6-10cm，UHPC作為超高強水泥混凝土，植入的鋼筋宜采用帶肋鋼筋，且鋼筋的強度宜選用高強度型號，植入鋼筋的間距不宜過大或者過小，總體上使配筋率較常規(guī)混凝土配筋率高，這樣能夠充分發(fā)揮UHPC的性能。

所述的UHPC采用抗壓強度為180Mpa以上、抗拉強度為7Mpa以上、無需蒸汽養(yǎng)護的UHPC。

UHPC澆筑時，由于UHPC的強度較高，澆筑的厚度不宜過厚，因此在本技術中選定的厚度為：橋面板兩端的澆筑厚度為10-20cm，長度為10-15cm，中間段的澆筑厚度兩端的一般，厚度范圍為5cm-10cm，橋面板兩端與中間段為斜坡過渡段，長度為10-15cm，UHPC澆筑后與原結構成為一個整體。

UHPC澆筑后常溫養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為1-3天，加固時可開放交通，不影響使用。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

UHPC植筋加固槽型梁針對槽型梁橋面板中出現的跨中下撓過度、橋面板梁結合處的縱向開裂、支點頂板和跨中底板橫向抗彎裂縫等病害，采用植入連接鋼筋將UHPC與原有結構形成整體共同抵抗原有應力，提高原有槽型梁結構的極限承載力到原來的2-3倍。

與傳統(tǒng)增大截面方法相比，該技術能夠減輕加固所產生的自重，所產生的自重約為傳統(tǒng)的方法的三分之一；其次可以增加結構的空間利用率，所占用的空間僅為傳統(tǒng)增大截面法的三分之一。

與傳統(tǒng)的粘貼鋼板的方法，本方法施工步驟簡單，施工周期短，節(jié)省了后期對鋼板的防腐銹蝕的投入成本。

本方法可以在開放交通的情況下進行施工，減小了施工對社會造成的影響，加固后無需特殊的養(yǎng)護條件，常溫下即可成型，且養(yǎng)護的時間不大于3天。

附圖說明

圖1為槽型梁甲式橋面板的結構示意圖；

圖2為槽型梁甲式橋面板的局部結構示意圖；

圖3為槽型梁甲式橋面板加固后的斷面結構示意圖；

圖中：1-槽型梁甲式橋面板；2-槽型梁端橫梁；3-UHPC；4-鋼筋。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例1

一種采用UHPC薄層植筋加固槽型梁橋面板的方法，參照附圖1-3，將槽型梁的甲式橋面板1的受損部位混凝土進行清理鑿除，未受損部位只進行清理處理，之后對甲式橋面板1兩側的端橫梁2靠近橋面板一側進行清理處理以方便植入鋼筋4，將植入鋼筋4折疊為圖中形式并沿甲式橋面板1的橫向將植入鋼筋4植入到槽型梁的端橫梁2內，錨固深度大于15cm。接著支模，將超高性能混凝土UHPC3采用壓力灌入，利用超高性能混凝土的自密實性能進行自密實，并利用超高性能混凝土UHPC3與鋼筋以及水泥混凝土的超強粘結性使得超高性能混凝土UHPC3與植入鋼筋4、槽型梁的端橫梁2以及甲式橋面板1成為一體。澆筑后對超高性能混凝土UHPC3進行養(yǎng)護，待超高性能混凝土UHPC3達到預期強度后進行拆模，此時加固完成，加固結構與原結構形成整體共同受力，圖3為加固后加固部分的斷面圖。

對該實施例加固前后進行精細化分析，采用5cm超高性能混凝土UHPC薄層加固后，甲式橋面板在活載作用下應力降低了約84％，槽型梁腹板上部應力降低53.1％，中部降低99％，底板應力降低21.7％，超高性能混凝土材料受到的最大正應力為4.443MPa，不超過其自身抗拉強度7-10MPa，因此該種新型加固技術安全可靠。

實施例2

一種采用UHPC薄層植筋加固槽型梁橋面板的方法，具體步驟為：將橋面板需要加固部位的受損水泥混凝土切割鑿除，鑿除的水泥混凝土厚度根據受損部位確定，未受損可以只進行清理，不鑿除，并對橋面板兩側槽型梁的端橫梁進行清理；將鋼筋沿槽型梁橋面板的橫向植入兩側接頭處，鋼筋型號為HRB335，直徑為1.2cm，鋼筋的縱向間距6cm，鋼筋植入兩側接頭處的錨固深度為15cm；支模將UHPC澆筑至加固部位，UHPC采用抗壓強度為180Mpa以上、抗拉強度為7Mpa以上、無需蒸汽養(yǎng)護的UHPC，UHPC澆筑時，橋面板兩端的澆筑厚度為10cm，長度為10cm，中間段的澆筑厚度為5cm，橋面板兩端與中間段為斜坡過渡段，長度為10cm，UHPC澆筑后與原結構成為一個整體，常溫養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為1天。

實施例3

一種采用UHPC薄層植筋加固槽型梁橋面板的方法，具體步驟為：將橋面板需要加固部位的受損水泥混凝土切割鑿除，鑿除的水泥混凝土厚度根據受損部位確定，未受損可以只進行清理，不鑿除，并對橋面板兩側槽型梁的端橫梁進行清理；將鋼筋沿槽型梁橋面板的橫向植入兩側接頭處，鋼筋型號為HRB400，直徑為2cm，鋼筋的縱向間距10cm，鋼筋植入兩側接頭處的錨固深度為20cm；支模將UHPC澆筑至加固部位，UHPC采用抗壓強度為180Mpa以上、抗拉強度為7Mpa以上、無需蒸汽養(yǎng)護的UHPC，UHPC澆筑時，橋面板兩端的澆筑厚度為20cm，長度為15cm，中間段的澆筑厚度為10cm，橋面板兩端與中間段為斜坡過渡段，長度為15cm，UHPC澆筑后與原結構成為一個整體，常溫養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為3天。

實施例4

一種采用UHPC薄層植筋加固槽型梁橋面板的方法，具體步驟為：將橋面板需要加固部位的受損水泥混凝土切割鑿除，鑿除的水泥混凝土厚度根據受損部位確定，未受損可以只進行清理，不鑿除，并對橋面板兩側槽型梁的端橫梁進行清理；將鋼筋沿槽型梁橋面板的橫向植入兩側接頭處，鋼筋型號為HRB335，直徑為1.6cm，鋼筋的縱向間距9cm，鋼筋植入兩側接頭處的錨固深度為18cm；支模將UHPC澆筑至加固部位，UHPC采用抗壓強度為180Mpa以上、抗拉強度為7Mpa以上、無需蒸汽養(yǎng)護的UHPC，UHPC澆筑時，橋面板兩端的澆筑厚度為16cm，長度為12cm，中間段的澆筑厚度為8cm，橋面板兩端與中間段為斜坡過渡段，長度為12cm，UHPC澆筑后與原結構成為一個整體，常溫養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為2天。