公路t梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)及用其進(jìn)行加固的工法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于公路橋梁加固工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，對(duì)有病害橋梁的橫隔板進(jìn)行主動(dòng)加固的公路Τ梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)及用其進(jìn)行加固的工法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋混凝土 Τ梁由于具備節(jié)省材料、受力明確、計(jì)算簡單、施工工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，是我國公路目前應(yīng)用最多的裝配式簡支梁橋。同時(shí)，隨著在運(yùn)營過程中的種種原因，導(dǎo)致橋梁主要產(chǎn)生以下病害:
(1)橫向聯(lián)結(jié)病害:橫隔板開裂、連接鋼板脫焊、斷裂；
(2)梁體病害:出現(xiàn)橋梁翼板縱向開裂滲水、梁端斜向開裂、梁端裂化等病害；
(3)支座病害:支座脫空、支座剪切變形過大。
[0003]據(jù)調(diào)查，橋梁橫向聯(lián)結(jié)病害為Τ梁的最主要病害，其主要病害成因:建造過程中橫隔板的濕接縫施工質(zhì)量較差和運(yùn)營過程中超載車輛較多。
[0004]橫隔板出現(xiàn)病害后，便成為薄弱部位，橫向聯(lián)結(jié)減弱，導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)整體性受力減弱，相當(dāng)于增大了每個(gè)單梁的受力，對(duì)橋梁的傷害非常巨大。
[0005]現(xiàn)有對(duì)橋梁橫向聯(lián)結(jié)病害的加固方法有:
(1)粘貼鋼板
采用粘貼鋼板對(duì)橫隔板進(jìn)行加固，是將鋼板用高強(qiáng)螺栓固定在原橫隔板上，接觸面采用膠粘劑粘合，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的；
(2)重新澆筑混凝土
鑿出原橫隔板間現(xiàn)澆段、植筋、對(duì)橫隔板兩側(cè)進(jìn)行加厚，重新澆筑橫隔板混凝土，恢復(fù)主梁之間橫向聯(lián)結(jié)；
(3)重做橋面鋪裝
采用加大橋面鋪裝鋼筋直徑的方法對(duì)鉸縫開裂病害進(jìn)行修補(bǔ)，是基于原橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)設(shè)計(jì)直徑過小或網(wǎng)格過大，或由于施工質(zhì)量原因造成的鉸縫開裂病害而進(jìn)行的維修方法。
[0006]以上加固方法都是在被加固橫隔板的受拉區(qū)或抗剪薄弱區(qū)直接增設(shè)抗拉或抗剪補(bǔ)強(qiáng)材料，這種加固方法從原理上屬于被動(dòng)加固范疇。后補(bǔ)強(qiáng)材料應(yīng)變、應(yīng)力滯后和被動(dòng)受力，只承擔(dān)活載即車輛荷載和后加恒載的內(nèi)應(yīng)力。因而，補(bǔ)強(qiáng)材料的性能很難發(fā)揮作用。要提高補(bǔ)強(qiáng)材料利用效率的根本途徑是變被動(dòng)加固為主動(dòng)加固，對(duì)后補(bǔ)強(qiáng)材料施加預(yù)應(yīng)力，構(gòu)成預(yù)應(yīng)力主動(dòng)加固體系。
[0007]對(duì)布置在被加固橫隔板上的補(bǔ)強(qiáng)材料施加預(yù)應(yīng)力，形成預(yù)應(yīng)力主動(dòng)加固系統(tǒng)，雖然在鐵路橋梁等的橫向加固中也有使用，但公路橋梁活載的作用機(jī)理更加復(fù)雜，梁體橫截面更小，不能像鐵路橋梁在腹板上打孔穿筋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題就是提供一種在不破壞原梁的基礎(chǔ)上進(jìn)行公路橋梁橫隔板主動(dòng)加固的公路T梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:包括梁體和橫隔板，所述橫隔板的橫橋向兩側(cè)和下面及橫隔板兩側(cè)順橋向梁體的下面設(shè)置有混凝土加強(qiáng)體，梁體與混凝土加強(qiáng)體之間設(shè)置有橫向植筋，梁體底部設(shè)置有豎向植筋，混凝土加強(qiáng)體內(nèi)設(shè)置有橫向主鋼筋和內(nèi)置橫向預(yù)應(yīng)力筋的扁波紋管，橫向主鋼筋和扁波紋管分別通過大箍筋與橫向植筋連接、通過小箍筋與豎向植筋連接，混凝土加強(qiáng)體兩端部設(shè)置有錨下墊板、多孔扁形錨具。
[0010]其附加技術(shù)特征為:所述混凝土加強(qiáng)體的頂面與梁體和橫隔板連為一體，混凝土加強(qiáng)體的底面凸出梁體底面10-20CH1，內(nèi)置橫向預(yù)應(yīng)力筋的扁波紋管設(shè)置在凸出梁體底面的混凝土加強(qiáng)體內(nèi)；
所述混凝土加強(qiáng)體的最高點(diǎn)位于梁體腹板下部、馬蹄狀梁體上沿；
所述混凝土加強(qiáng)體的表面設(shè)置有防護(hù)涂層。
[0011]本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題就是提供一種用公路T梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的工法。
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括下述步驟:
第一步鑿除每片橫隔板損壞的混凝土，檢查并重新焊接橫隔板內(nèi)損壞的鋼筋；
第二步探測(cè)每片梁體內(nèi)的鋼筋，避開梁體內(nèi)的鋼筋劃線，確定各梁體植筋位置；第三步在梁體上鉆孔，并鑿毛梁體和橫隔板的新、舊混凝土界面，使新增混凝土加強(qiáng)體和梁體混凝土及橫隔板混凝土能成為一體，共同受力；
第四步清理孔洞和混凝土界面，植橫向植筋、豎向植筋；
第五步在梁體和橫隔板下捆扎橫向主鋼筋和內(nèi)置橫向預(yù)應(yīng)力筋的扁波紋管，橫向主鋼筋和扁波紋管分別通過大箍筋與橫向植筋相連接、通過小箍筋與縱向植筋相連接，橫向預(yù)應(yīng)力筋布置在梁體下沿之外凸出的10-20cm內(nèi)，并在梁體和橫隔板下布置和固定錨下墊板、多孔扁形錨具；
第六步在梁體和橫隔板兩側(cè)支模板，橫向主鋼筋、大箍筋、小箍筋、內(nèi)置橫向預(yù)應(yīng)力筋的扁波紋管在模板內(nèi)，澆筑混凝土，至要求強(qiáng)度后拆模，養(yǎng)護(hù)混凝土至設(shè)計(jì)強(qiáng)度值；
第七步使用后張法對(duì)橫向預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計(jì)值，在扁波紋管內(nèi)灌注復(fù)合砂漿，形成有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)；
第八步對(duì)預(yù)應(yīng)力多孔扁形錨具封端保護(hù)，新增橫隔板體外表面即混凝土加強(qiáng)體外表面防護(hù)涂裝，提高耐久性。
[0013]本發(fā)明所提供的一種公路T梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)，施工時(shí)包括增大橫隔板截面、施加預(yù)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)處理三個(gè)階段。在同方向每片橫隔板的橫橋向兩側(cè)和下面及橫隔板兩側(cè)順橋向梁體的下面設(shè)置有混凝土加強(qiáng)體，混凝土加強(qiáng)體的頂面與梁體和橫隔板連為一體，混凝土加強(qiáng)體的底面凸出梁體底面10-20cm，混凝土加強(qiáng)體的最高點(diǎn)位于梁體腹板下部、馬蹄狀梁體上沿，橫隔板兩側(cè)的寬度位置，要根據(jù)每個(gè)橋梁的具體情況進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。
[0014]本發(fā)明所提供的一種公路T梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)，通過將同方向梁體用橫向預(yù)應(yīng)力筋串聯(lián)在一起，同時(shí)在橫隔板底端增加截面的方式，可有效減小橫隔板下緣裂縫和下緣拉應(yīng)力，在增大截面的基礎(chǔ)上加上適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力，可進(jìn)一步減小橫隔板下緣裂縫和下緣的拉應(yīng)力。在橫隔板下緣施加預(yù)應(yīng)力后，在預(yù)留扁波紋管孔道內(nèi)灌注高性能復(fù)合砂漿，將其與混凝土加強(qiáng)體粘接為一體，使后補(bǔ)強(qiáng)材料主動(dòng)受力，靠增加橫隔板截面和新增預(yù)應(yīng)力的作用，改善梁體的工作狀態(tài)。
[0015]本發(fā)明所提供的一種公路T梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)，在不破壞梁體的基礎(chǔ)上，利用預(yù)應(yīng)力主動(dòng)加固技術(shù)解決公路橋梁的橫向聯(lián)結(jié)病害問題，提高T梁耐久性和增加補(bǔ)強(qiáng)材料的利用效率，達(dá)到降低綜合成本和施工難度，恢復(fù)主梁之間橫向聯(lián)結(jié)的補(bǔ)強(qiáng)加固目的。本發(fā)明所提供的一種公路T梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)，一是加大橫隔板截面積，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果植筋和布置鋼筋，澆筑混凝土，起到增強(qiáng)橫向聯(lián)接和承擔(dān)預(yù)應(yīng)力支撐的作用。二是橫向預(yù)應(yīng)力筋布置在梁體的下沿之外，不在梁體上打通孔，不破壞梁體的強(qiáng)度。用整根橫向預(yù)應(yīng)力筋將同方向T梁串聯(lián)在一起并施加預(yù)應(yīng)力，是一種后張法有粘結(jié)體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。而橫向預(yù)應(yīng)力筋的布置數(shù)量、橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉力值等，都要根據(jù)每個(gè)橋梁的具體情況進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。橫向植筋、豎向植筋、橫向主鋼筋、大箍筋、小箍筋的材料為Q345，混凝土的強(qiáng)度要求根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算確定，扁波紋管性能指標(biāo)應(yīng)符合JG225標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，錨下墊板不低于HT300，多孔扁形錨具性能指標(biāo)應(yīng)符合GB/T14370標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，橫向預(yù)應(yīng)力筋性能指標(biāo)應(yīng)符合GB/T5224標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，復(fù)合砂漿灌漿料的強(qiáng)度不低于M30級(jí)，防水涂料為聚氨酯類防水涂料，性能指標(biāo)應(yīng)符合GB/T19250中的II型，顏色為接近梁體的淺灰色。
【附圖說明】
[0016]圖1為公路T梁加固前的結(jié)構(gòu)和病害示意圖；
圖2為圖1中A處的結(jié)構(gòu)和病害放大示意圖；
圖3為本發(fā)明一種公路T梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)橫橋向新增截面和橫向預(yù)應(yīng)力筋布置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3中B處的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所提供的一種公路T梁橫隔板預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步說明。
[0018]如圖1所示，加固前的公路T梁包括梁體1，梁體1下原有多個(gè)橫隔