本發(fā)明屬于橋梁工程領(lǐng)域，特別涉及一種用鋼桁梁頂升加固混凝土橋梁及施工方法鋼桁梁。

背景技術(shù)：

混凝土梁橋約占各類(lèi)橋梁總數(shù)的80％以上，由于各種原因使為數(shù)不少的混凝土梁橋存在開(kāi)裂、后期撓度過(guò)大等病害，尤其是大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋因有效預(yù)應(yīng)力不足，較為普遍存在程度不同的后期撓度過(guò)大病害，為此，人們作了多種途徑的探索，認(rèn)為通過(guò)施加體外預(yù)應(yīng)力來(lái)調(diào)節(jié)連續(xù)剛構(gòu)橋后期撓度是一種有效的方法。因此，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)為現(xiàn)有階段主動(dòng)改善橋梁應(yīng)力及變形狀況的有效加固手段之一。現(xiàn)有技術(shù)中，較為普遍的體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)為在混凝土箱梁箱內(nèi)布置體外預(yù)應(yīng)力束，通過(guò)縱向張拉使混凝土箱梁獲得需要的預(yù)壓應(yīng)力和提升力。施工時(shí)，在混凝土箱梁箱內(nèi)設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力束，必須新增設(shè)置大體積的混凝土轉(zhuǎn)向塊和錨固塊；施工工序繁多，工藝復(fù)雜，在箱梁內(nèi)部施工操作空間受限，較難保證施工質(zhì)量。從結(jié)構(gòu)上來(lái)講，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)需在箱梁內(nèi)設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力束需要的轉(zhuǎn)向塊、錨固塊、定位件等，一方面明顯增大了主梁的恒載重量，另一方面對(duì)主梁不可避免存在為數(shù)不少的鉆孔植筋；該橋主梁箱內(nèi)設(shè)置多道橫隔板，勢(shì)必對(duì)各橫隔板均須人工開(kāi)孔以便預(yù)應(yīng)力束穿過(guò)；這些工藝都對(duì)尚未加固混凝土箱梁造成人為損傷。并且，傳統(tǒng)的體外預(yù)應(yīng)力施工需中斷橋梁運(yùn)營(yíng)交通的施工工期較長(zhǎng)。同時(shí)，已有工程案例表明：體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)對(duì)主梁下?lián)匣謴?fù)的實(shí)施效果與理論預(yù)期有明顯差異；通過(guò)在混凝土箱梁關(guān)鍵部位植筋方式形成的轉(zhuǎn)向塊和錨固塊性能及預(yù)應(yīng)力損傷存在不確定性，轉(zhuǎn)向塊增大了主梁跨中部位荷載，使加固后橋梁長(zhǎng)期性能存在不確定性。且傳統(tǒng)體外預(yù)應(yīng)力加固將強(qiáng)大的縱向力施于混凝土箱梁，無(wú)論需要與否通常沿主梁全長(zhǎng)均需布置預(yù)應(yīng)力束，以避免主梁應(yīng)力過(guò)于突變，工藝較為復(fù)雜。

因此，需要對(duì)混凝土梁橋的加固方法及工藝進(jìn)一步改進(jìn)，能夠有效改善混凝土梁橋的應(yīng)力和變形狀況，并且對(duì)原結(jié)構(gòu)影響較小，施工簡(jiǎn)便、施工周期短，易于保證施工質(zhì)量以及后期質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用鋼桁梁頂升加固的混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁橋，能夠有效改善混凝土梁橋的應(yīng)力和變形狀況，并且對(duì)原結(jié)構(gòu)影響較小，施工簡(jiǎn)便、施工周期短，易于保證施工質(zhì)量以及后期質(zhì)量。

本發(fā)明的用鋼桁梁頂升加固的混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁橋，包括混凝土箱梁和鋼桁梁，所述鋼桁梁為兩榀縱向并列設(shè)置于混凝土箱梁腹板兩側(cè)，兩榀鋼桁梁之間中部位置設(shè)有下橫向聯(lián)系，所述下橫向聯(lián)系位于混凝土箱梁底板下方并對(duì)混凝土箱梁施加向上的頂升力。

進(jìn)一步，所述鋼桁梁兩端固定聯(lián)結(jié)于對(duì)應(yīng)的墩頂處的混凝土箱梁相對(duì)的位置。

進(jìn)一步，所述鋼桁梁兩端通過(guò)錨固于墩頂?shù)幕炷料淞旱臋M隔板處實(shí)現(xiàn)固定聯(lián)結(jié)于墩頂混凝土箱梁。

進(jìn)一步，所述鋼桁梁的下弦桿兩端分別支承于對(duì)應(yīng)的墩頂。

進(jìn)一步，所述下橫向聯(lián)系與混凝土箱梁底板底面之間縫隙用鋼墊板填塞密實(shí)并固定。

進(jìn)一步，所述下橫向聯(lián)系位于混凝土箱梁的跨中區(qū)域，且為至少兩個(gè)沿混凝土箱梁的縱向相對(duì)于混凝土箱梁的跨中對(duì)稱布置；所述下橫向聯(lián)系對(duì)混凝土箱梁施加向上的力使混凝土箱梁具有向上的變形。

進(jìn)一步，所述鋼桁梁與混凝土箱梁之間在長(zhǎng)度方向上分布固定連接點(diǎn)。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種所述的用鋼桁梁頂升加固的混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁橋的施工方法，包括下列步驟：

b.在混凝土箱梁兩側(cè)安裝鋼桁梁，并將其兩端固定聯(lián)結(jié)于墩頂處的混凝土箱梁上；并將鋼桁梁的下弦桿兩端支撐于對(duì)應(yīng)的墩頂；

c.位于混凝土箱梁跨中部位在混凝土箱梁底板下部安裝連接于鋼桁梁之間的頂升反力架；

d.在反力架與混凝土箱梁底板之間施加頂升力，使混凝土箱梁發(fā)生相對(duì)于鋼桁梁上拱的變形；

e.在鋼桁梁之間位于混凝土箱梁底板下部固定連接設(shè)置下橫向聯(lián)系，形成對(duì)混凝土箱梁的向上抵緊；

f.拆除反力架使固定聯(lián)結(jié)于鋼桁梁的下橫向聯(lián)系直接作用于混凝土箱梁。

進(jìn)一步，步驟b中，所述反力架位于混凝土箱梁的跨中區(qū)段；步驟d中，所述下橫向聯(lián)系位于混凝土箱梁的跨中區(qū)段；

還包括步驟g，將鋼桁梁與混凝土箱梁之間通過(guò)沿長(zhǎng)度方向分布的固定連接點(diǎn)形成固定連接。

進(jìn)一步，步驟b中，所述反力架位于混凝土箱梁的跨中的正中，步驟d中，所述下橫向聯(lián)系為至少兩個(gè)，沿混凝土箱梁縱向?qū)ΨQ于反力架布置；步驟e中，對(duì)下橫向聯(lián)系與混凝土箱梁底板底面之間縫隙用鋼墊板填塞密實(shí)且固定，形成對(duì)混凝土箱梁的向上抵緊；

還包括步驟a，在墩頂設(shè)定位置安裝鋼牛腿；步驟b中，將鋼桁梁的下弦桿兩端支撐于對(duì)應(yīng)的墩頂?shù)匿撆Ｍ取?/p>

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的用鋼桁梁頂升加固的混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁橋及施工方法，以位于混凝土箱梁腹板兩側(cè)的鋼桁梁為反力支承結(jié)構(gòu)，在跨中反向頂升混凝土箱梁，與傳統(tǒng)的體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的鋼桁梁與混凝土箱梁固定形成復(fù)合結(jié)構(gòu)受力，以鋼桁梁為反力支承結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土箱梁施加主動(dòng)頂升力，可有效改善混凝土箱梁的應(yīng)力和變形狀態(tài)至期望程度，對(duì)混凝土箱梁施加的主動(dòng)頂升力通過(guò)鋼桁梁兩端將鋼桁梁反力直接傳遞給橋墩，對(duì)混凝土箱梁無(wú)不利影響，可僅對(duì)需要跨結(jié)構(gòu)進(jìn)行主動(dòng)加固，受力明確，預(yù)期效果好；本結(jié)構(gòu)通過(guò)鋼桁梁橫聯(lián)向混凝土箱梁底板下部傳遞主動(dòng)頂升力，傳力直接，性能可靠；鋼桁梁與原混凝土連續(xù)剛構(gòu)形成組合結(jié)構(gòu)，使附著于混凝土箱梁的鋼桁梁避免了鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)問(wèn)題；在該組合結(jié)構(gòu)中由活載對(duì)鋼桁梁產(chǎn)生的應(yīng)力增量極小，避免了鋼結(jié)構(gòu)的疲勞問(wèn)題；鋼桁梁使組合結(jié)構(gòu)的極限承載能力有相應(yīng)的提高；施工過(guò)程中，在砼箱梁兩側(cè)新增鋼桁梁，對(duì)混凝土箱梁結(jié)構(gòu)無(wú)損傷且影響較小；本發(fā)明的加固方式屬裝配式施工，工廠化制作，現(xiàn)場(chǎng)拼接安裝，施工簡(jiǎn)便快捷，質(zhì)量易于保證，對(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)交通中斷時(shí)間最短，也是本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)之一。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1為本發(fā)明橋梁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1C處放大圖；

圖3為圖2沿A-A向剖視圖；

圖4為圖2沿B-B向剖視圖；

圖5為圖1沿D-D向剖視圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明橋梁結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1為本發(fā)明橋梁結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1C處放大圖，圖3為圖2沿A-A向剖視圖，圖4為圖2沿B-B向剖視圖，圖5為圖1沿D-D向剖視圖，如圖所示，本實(shí)施例的用鋼桁梁頂升加固的混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁橋，包括混凝土箱梁1和鋼桁梁2，所述鋼桁梁2為兩榀縱向并列設(shè)置于混凝土箱梁1腹板兩側(cè)，兩榀鋼桁梁2之間設(shè)有下橫向聯(lián)系3，所述下橫向聯(lián)系3位于混凝土箱梁1腹板下部并對(duì)混凝土箱梁1施加向上的頂升力；下橫向聯(lián)系3指的是在兩榀鋼桁梁2之間通過(guò)現(xiàn)有的機(jī)械連接方式(包括焊接、螺栓連接等)設(shè)置橫向連接，用于向上頂升混凝土箱梁1，該頂升力通過(guò)下橫向聯(lián)系3傳遞至鋼桁梁2，以鋼桁梁為反力支承結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土箱梁施加主動(dòng)頂升力，可有效改善混凝土箱梁的應(yīng)力和變形狀態(tài)至期望程度。

本實(shí)施例中，所述鋼桁梁2兩端固定聯(lián)結(jié)于對(duì)應(yīng)的墩頂處的混凝土箱梁1相對(duì)的位置，將豎直力直接向下傳遞，承載能力較強(qiáng)；墩頂指的是用于支撐混凝土箱梁1形成橋的橋墩的頂部，屬于現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)特征，在此不再贅述。

本實(shí)施例中，所述下橫向聯(lián)系3對(duì)混凝土箱梁1施加向上的力使混凝土箱梁1具有向上的變形；起到與現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力相比更好的加固效果，保證加固后橋梁長(zhǎng)期性能具有較好的效果。

本實(shí)施例中，所述鋼桁梁2兩端通過(guò)錨固于墩頂?shù)幕炷料淞?的橫隔板11處實(shí)現(xiàn)固定聯(lián)結(jié)于墩頂混凝土箱梁，固定連接采用現(xiàn)有的錨固結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)；在本加固體系中，鋼桁梁主動(dòng)頂升力的反力通過(guò)鋼桁梁兩端豎向力直接傳遞給橋墩，對(duì)混凝土箱梁無(wú)不利影響，并且應(yīng)用靈活，可僅對(duì)需要跨結(jié)構(gòu)進(jìn)行主動(dòng)加固，增加承載能力，形成完整的一體化結(jié)構(gòu)；如圖所示，所述鋼桁梁2兩端分別通過(guò)上弦桿21和下弦桿22錨固于墩頂?shù)幕炷料淞旱臋M隔板11處，上弦桿21和下弦桿22分別通過(guò)伸入混凝土箱梁1的較為厚實(shí)的橫隔板的錨固結(jié)構(gòu)形成錨固，易于承擔(dān)較大的豎向力，受力狀態(tài)合較為理。

本實(shí)施例中，所述鋼桁梁2的下弦桿22兩端分別支承于對(duì)應(yīng)的墩頂；如圖所示，下弦桿通過(guò)墩頂固定設(shè)置的鋼牛腿支撐于墩頂，增加承載能力，將豎向力進(jìn)一步直接傳遞至橋墩；鋼牛腿固定設(shè)置于墩頂?shù)姆绞娇梢允锹袢霛仓确绞剑诖瞬辉儋樖觥?/p>

本實(shí)施例中，所述下橫向聯(lián)系3與混凝土箱梁1底板底面之間縫隙用鋼墊板6填塞密實(shí)并固定，通過(guò)鋼墊板6對(duì)混凝土箱梁1施加向上的力，所述鋼墊板6一般采用一層或多層鋼板結(jié)構(gòu)。也可形成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的墊板，可使頂升力形成量化。

本實(shí)施例中，所述下橫向聯(lián)系3位于混凝土箱梁1的跨中區(qū)域，且為至少兩個(gè)沿混凝土箱梁的縱向相對(duì)于混凝土箱梁的跨中對(duì)稱布置；如圖所示，兩個(gè)下橫向聯(lián)系3對(duì)稱設(shè)置，能夠分別承擔(dān)頂升力，保證良好的受力狀態(tài)，避免對(duì)混凝土箱梁1形成集中的力而造成損傷。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種用鋼桁梁頂升加固的混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁橋的施工方法，其特征在于：包括下列步驟：

b.在混凝土箱梁1兩側(cè)安裝鋼桁梁2，并將其兩端固定聯(lián)結(jié)于墩頂處的混凝土箱梁1上；并將鋼桁梁2的下弦桿22兩端支撐于對(duì)應(yīng)的墩頂；當(dāng)然，本步驟的混凝土箱梁1為安裝至橋墩的結(jié)構(gòu)；鋼桁梁2為工廠施工完成的節(jié)段；

c.位于混凝土箱梁1跨中部位在混凝土箱梁1底板下部安裝連接于鋼桁梁2之間的頂升反力架4；反力架4可采用類(lèi)似于橫向聯(lián)系的結(jié)構(gòu)，連接于兩榀鋼桁梁2之間，可采用現(xiàn)有的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)，比如螺栓連接于鋼桁梁的下弦桿，以保證可拆卸；

d.在反力架4與混凝土箱梁1底板之間施加頂升力，使混凝土箱梁1發(fā)生相對(duì)于鋼桁梁2上拱的變形；頂升力指的是對(duì)混凝土你箱梁形成向上的頂升力，此時(shí)反力架需要具有足夠的承載能力，在此不再贅述；頂升力一般通過(guò)千斤頂5實(shí)現(xiàn)；

e.在鋼桁梁2之間位于混凝土箱梁底板下部固定連接設(shè)置下橫向聯(lián)系，形成對(duì)混凝土箱梁1的向上抵緊；頂升力達(dá)到設(shè)定的噸位或者混凝土箱梁具有設(shè)定的變形時(shí)，在鋼桁梁之間連接下橫向聯(lián)系，并使下橫向聯(lián)系對(duì)混凝土箱梁形成向上抵緊的效果(可通過(guò)墊板實(shí)現(xiàn))；

f.拆除反力架使固定聯(lián)結(jié)于鋼桁梁的下橫向聯(lián)系(也可包括墊板)直接作用于混凝土箱梁。

本實(shí)施例中，步驟b中，所述反力架位于混凝土箱梁的跨中區(qū)段；步驟d中，所述下橫向聯(lián)系位于混凝土箱梁的跨中區(qū)段；

還包括步驟g，將鋼桁梁2與混凝土箱梁1之間通過(guò)沿長(zhǎng)度方向分布的固定連接點(diǎn)形成固定連接，比如：用植入式錨固螺栓將鋼桁梁節(jié)點(diǎn)與混凝土箱梁固定連接，增加復(fù)合結(jié)構(gòu)的承載能力，并避免鋼桁梁失穩(wěn)。

本實(shí)施例中，步驟b中，所述反力架位于混凝土箱梁的跨中的正中，步驟d中，所述下橫向聯(lián)系為至少兩個(gè)，沿混凝土箱梁縱向?qū)ΨQ于反力架布置，本實(shí)施例為兩個(gè)；步驟e中，對(duì)下橫向聯(lián)系3與混凝土箱梁1底板底面之間縫隙用鋼墊板6填塞密實(shí)且固定，形成對(duì)混凝土箱梁的向上抵緊；

還包括步驟a，在墩頂設(shè)定位置安裝鋼牛腿7；步驟b中，將鋼桁梁2的下弦桿22兩端支撐于對(duì)應(yīng)的墩頂?shù)匿撆Ｍ?。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。