箱梁底板加固结构及其施工方法、箱梁以及箱梁桥

文档序号:941030 发布日期:2020-10-30 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 箱梁底板加固结构及其施工方法、箱梁以及箱梁桥 (Box girder bottom plate reinforcing structure and construction method thereof, box girder and box girder bridge ) 是由 刘振 朱孟君 陈伟超 王晓峰 李俊 陈致淳 徐岩 胡振 盛康 翟锋 曹雪珂 于 2020-05-28 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种箱梁底板加固结构,包括锚固横梁和体外预应力板,锚固横梁的长度方向平行于箱梁横向,锚固横梁的底部与箱梁底板固连和/或锚固横梁的两端分别与两块箱梁腹板固连,体外预应力板通过锚索张拉锚固在锚固横梁上。另外还涉及采用上述箱梁底板加固结构的箱梁、采用该箱梁的箱梁桥以及上述箱梁底板加固结构的施工方法。本发明通过在箱室内设置锚固横梁,能够增加箱梁结构整体性和箱梁底板的横向刚度,该锚固横梁与底板纵向垂直,有利于抑制底板纵向裂纹的发生和扩展;通过设置体外预应力板,并且该体外预应力板通过锚索张拉锚固在锚固横梁上,可对底板提供横向的预压应力,可减小和约束底板纵向裂缝的发生和扩展。(The invention relates to a box girder bottom plate reinforcing structure which comprises an anchoring crossbeam and an external prestressed plate, wherein the length direction of the anchoring crossbeam is parallel to the transverse direction of a box girder, the bottom of the anchoring crossbeam is fixedly connected with the box girder bottom plate and/or two ends of the anchoring crossbeam are fixedly connected with two box girder web plates respectively, and the external prestressed plate is tensioned and anchored on the anchoring crossbeam through an anchor rope. In addition, the box girder adopting the box girder bottom plate reinforcing structure, a box girder bridge adopting the box girder and a construction method of the box girder bottom plate reinforcing structure are also provided. According to the invention, the anchoring cross beam is arranged in the box chamber, so that the structural integrity of the box girder and the transverse rigidity of the bottom plate of the box girder can be increased, and the anchoring cross beam is vertical to the bottom plate longitudinally, so that the occurrence and the expansion of longitudinal cracks of the bottom plate can be inhibited; by arranging the external prestressed plates and stretching and anchoring the external prestressed plates on the anchoring cross beam through the anchor cables, transverse pre-stress can be provided for the bottom plate, and the occurrence and the expansion of longitudinal cracks of the bottom plate can be reduced and restrained.)

箱梁底板加固结构及其施工方法、箱梁以及箱梁桥

技术领域

本发明属于土木工程技术领域,具体涉及一种箱梁底板加固结构、采用该箱梁底板加固结构的箱梁、采用该箱梁的箱梁桥以及上述箱梁底板加固结构的施工方法。

背景技术

大跨预应力混凝土变截面箱梁桥是目前广泛采用的桥型,以连续梁和连续刚构桥最为多见。如图1-图4,其中一种底板索下弯布置大跨预应力混凝土变截面箱梁桥具有以下技术特点以及伴随的底板常见病害:

(1)如图3和图4,这种变截面箱梁桥目前常用的截面形式为单箱单室截面,由于受力需要,梁高由跨中截面向支点截面处不断加大,导致底板101下缘立面成拱形,这种构造布置导致底板索103的立面亦成拱形,底板索103下弯布置。由于底板索103被张拉且其两端被锚固在锯齿块104上,被张拉的底板索103必然产生向下的径向力,向下的径向力对桥梁产生不利的负作用,易导致底板101开裂。

(2)如图4,底板索103一般单层布置成一行,当跨径加大时,底板索103的用量急剧增加,在底板索中心水平线截面上挖空率会急剧增加。跨径加大时,底板索103向下的径向力增加,而承载的有效截面面积反而减小,更易导致底板101开裂或崩裂破坏。目前,本领域有多座连续梁和连续刚构桥存在底板101下表面顺桥向开裂问题。多数桥梁跨中截面至L/4截面的挖空率大,底板101下表面顺桥向开裂问题更严重。

(3)如图2和图3,当跨径加大时,底板索103的用量增加,位于箱梁横向中心线附近的底板索103需要平弯到腹板102和底板101的交接处锚固以减短传力路线,过大的平弯产生的水平力拉力也容易直接导致底板101开裂。目前,本领域有多座大跨径连续梁和连续刚构桥存在严重的底板101下表面顺桥向开裂问题。

箱梁底板101开裂,减小了桥梁整体刚度,引起桥梁的下挠过大,会导致钢筋锈蚀,影响结构的耐久性。箱梁底板101设置有底板索103,在底板101开裂严重时会影响底板索103的耐久性,进一步可能危及桥梁安全。

现有技术处理上述桥梁底板开裂的方法多数采用对底板裂缝进行压环氧树脂胶封闭裂缝,粘贴FRP布加强等措施,这些措施对于底板开裂后桥梁的刚度降低问题改进作用较小。

发明内容

本发明涉及一种箱梁底板加固结构、采用该箱梁底板加固结构的箱梁、采用该箱梁的箱梁桥以及上述箱梁底板加固结构的施工方法,至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明涉及一种箱梁底板加固结构,包括锚固横梁和体外预应力板,所述锚固横梁的长度方向平行于箱梁横向,所述锚固横梁的底部与箱梁底板固连和/或所述锚固横梁的两端分别与两块箱梁腹板固连,所述体外预应力板通过锚索张拉锚固在所述锚固横梁上。

作为实施方式之一,所述体外预应力板上设有两组反力架,两组反力架分别靠近所述锚固横梁的两端,每组反力架上张拉有锚索并且该锚索张拉锚固在相邻的锚固横梁端部上。

作为实施方式之一,每组反力架与相邻的锚固横梁端部之间设有一组锚固夹板,所述锚固夹板固定安设于所述体外预应力板上,所述反力架活动设置于所述体外预应力板上并且与相邻的所述锚固夹板抵紧。

作为实施方式之一,所述锚固夹板包括沿箱梁纵向依次设置的两块夹板,两块所述夹板固定连接并且于二者之间夹设有至少一块所述体外预应力板。

作为实施方式之一,各所述体外预应力板的板面均平行于竖向。

作为实施方式之一,所述反力架包括沿箱梁纵向依次设置的两个架体,两个所述架体固定连接并且二者围设形成容所述体外预应力板穿过的穿设孔,至少其中一个架体上张拉有所述锚索。

作为实施方式之一,其中一组锚固夹板与相邻的锚固横梁端部抵接,另一组锚固夹板与相邻的锚固横梁端部之间具有横向间距。

作为实施方式之一,所述反力架与相邻的锚固夹板之间夹设有铅垫板。

作为实施方式之一,所述锚固横梁的顺桥向前侧和/或顺桥向后侧设有所述体外预应力板,所述锚固横梁的两端向对应侧凸出设置有锚箱,所述锚索张拉在对应侧的两组锚箱上。

作为实施方式之一,所述锚固横梁的顺桥向前侧和/或顺桥向后侧自上而下依次间隔布置有多个预应力板组,每个预应力板组包括至少一块体外预应力板。

作为实施方式之一,所述锚箱为钢锚箱,于箱梁底板和/或对应侧的箱梁腹板上设有固结钢筋,所述锚箱与相邻的所述固结钢筋焊接。

作为实施方式之一,所述体外预应力板为CFRP板。

作为实施方式之一,所述体外预应力板收容于GFRP隔离箱内,所述GFRP隔离箱固定于箱梁底板上。

作为实施方式之一,所述体外预应力板、锚索及相应的其它锚固器件均粘贴包覆有GFRP方格布;

和/或,箱梁底板的上表面以及所述锚固横梁的外表面均粘贴包覆有GFRP方格布。

本发明还涉及一种箱梁,包括箱梁底板和两块箱梁腹板,还包括至少一组如上所述的箱梁底板加固结构;所述箱梁底板加固结构有多组时,各所述锚固横梁沿箱梁纵向依次间隔布置。

作为实施方式之一,在箱室内设有纵梁,所述纵梁的长度方向平行于箱梁纵向,所述纵梁依次连接各所述锚固横梁。

作为实施方式之一,所述纵梁为至少两根,各纵梁均与箱梁底板连接,并且其中两根纵梁分别与两块箱梁腹板连接。

作为实施方式之一,所述箱梁包括多个箱梁节段,至少部分箱梁节段内布置有底板索和所述箱梁底板加固结构。

作为实施方式之一,所述底板索锚固在对应箱梁节段内的锯齿块上,于该锯齿块的上坡面与底板相交处的正上方布置相应的锚固横梁。

作为实施方式之一,所述箱梁为变截面箱梁。

本发明还涉及一种箱梁桥,至少部分箱梁采用如上所述的箱梁。

本发明还涉及如上所述的箱梁底板加固结构的施工方法,包括:

张拉锚固横梁一端的锚索到设计吨位并进行锚固,再张拉位于锚固横梁另一端的锚索到设计吨位;其中,在体外预应力板上粘贴表面测力计,根据表面测力计测定的拉力值进行对称同步控制张拉。

本发明至少具有如下有益效果:

本发明通过在箱室内设置锚固横梁,能够增加箱梁结构整体性和箱梁底板的横向刚度,该锚固横梁与底板纵向垂直,有利于抑制底板纵向裂纹的发生和扩展;通过设置体外预应力板,并且该体外预应力板通过锚索张拉锚固在锚固横梁上,可对底板提供横向的预压应力,可减小和约束底板纵向裂缝的发生和扩展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的箱梁桥的结构示意图;

图2为背景技术中提及的底板索的布置结构示意图;

图3为图2沿A-A的剖视图;

图4为图2沿B-B的剖视图;

图5为本发明实施例提供的箱梁的侧视结构示意图;

图6为本发明实施例提供的箱梁的俯视结构示意图;

图7为本发明实施例提供的锚固横梁的布置结构示意图;

图8为本发明实施例提供的箱梁底板加固结构的示意图;

图9为本发明实施例提供的锚固横梁一端的体外预应力板张拉结构示意图;

图10为本发明实施例提供的锚固横梁另一端的体外预应力板张拉结构示意图;

图11为本发明实施例提供的体外预应力板、锚固夹板、反力架和锚索的安装过程示意图;

图12为本发明实施例提供的体外预应力板、锚固夹板、反力架和锚索安装就位后的示意图;

图13为图12沿C-C的剖视图;

其中:

1、箱梁,2、桥墩,101、箱梁底板,102、箱梁腹板,103、底板索,104、锯齿块,105、锚固横梁,106、纵梁,107、锚箱,108、体外预应力板,109、锚索,110、锚垫板,111、夹片锚锚具,112、挤压锚锚具,113、固结钢筋,114、反力架,1141、锚拉孔,115、锚固夹板,116、对拉夹紧螺杆,117、铅垫板。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图5-图8,本发明实施例提供一种箱梁底板加固结构,包括锚固横梁105和体外预应力板108,所述锚固横梁105的长度方向平行于箱梁横向,所述锚固横梁105的底部与箱梁底板101固连和/或所述锚固横梁105的两端分别与两块箱梁腹板102固连,所述体外预应力板108通过锚索109张拉锚固在所述锚固横梁105上。

对于上述箱梁1应用于箱梁桥时,上述的箱梁横向也即横桥向。对于单箱室箱梁1,其一般包括一块箱梁底板101和两块箱梁腹板102;对于多箱室箱梁1,上述的锚固横梁105所固连的箱梁底板101和箱梁腹板102可以理解为每个箱室所对应的底板和两块腹板,从而可以在各箱室内均设置上述的锚固横梁105和体外预应力板108。

本实施例提供的加固结构主要用于对底板进行加固处理,因此上述的锚固横梁105首选与箱梁底板101固连,进一步优选为该锚固横梁105的底部与箱梁底板101固连,同时锚固横梁105的两端分别与两块箱梁腹板102固连,以提高加固结构的可靠性。对于该锚固横梁105的设置,其可通过植筋法与箱梁底板101和/或箱梁腹板102连接,连接结构较为可靠,具体地,在该锚固横梁105内设置有构造钢筋,对应地在箱梁底板101和/或箱梁腹板102上采用植筋法设置锚固钢筋,通过锚固横梁105内的构造钢筋于对应位置处的锚固钢筋焊接,实现锚固横梁105与箱梁底板101和/或箱梁腹板102的固连。

上述的体外预应力板108优选为采用CFRP板(FRP为Fiber Reinforced Polymer的英文缩写,即纤维增强复合材料;纤维采用碳纤维时即为CFRP)。碳纤维板抗拉强度为3500MPa左右,体外预应力板108取值60%可以采用2100MPa左右;宽50毫米厚2毫米的CFRP板的张拉力可以达到21吨(抗拉强度1860MPa直径15.24的预应力钢绞线取值75%的张拉力也约为20吨),因此采用CFRP板,工作可靠,能保证上述箱梁底板加固结构的工作稳定性和可靠性。

本实施例提供的箱梁底板加固结构,通过在箱室内设置锚固横梁105,能够增加箱梁1结构整体性和箱梁底板101的横向刚度,该锚固横梁105与底板纵向垂直,有利于抑制底板纵向裂纹的发生和扩展;通过设置体外预应力板108,并且该体外预应力板108通过锚索109张拉锚固在锚固横梁105上,可对底板提供横向的预压应力,可减小和约束底板纵向裂缝的发生和扩展。

进一步优化上述箱梁底板加固结构,如图8-图10,所述体外预应力板108上设有两组反力架114,两组反力架114分别靠近所述锚固横梁105的两端,每组反力架114上张拉有锚索109并且该锚索109张拉锚固在相邻的锚固横梁105端部上。通过反力架114进行体外预应力板108的张拉锚固,便于施工,可以采用现有的千斤顶张拉预应力技术,能保证张拉预应力的准确性,能提高体外预应力板108和锚索109的张拉锚固效果。有别于常规的反力架114布置形式,本实施例中,将反力架114安设在体外预应力板108上,便于反力架114在箱室内有限空间下的布置。

进一步优选地,如图9和图10,每组反力架114与相邻的锚固横梁105端部之间设有一组锚固夹板115,所述锚固夹板115固定安设于所述体外预应力板108上,所述反力架114活动设置于所述体外预应力板108上并且与相邻的所述锚固夹板115抵紧。基于该结构,采用反力架114与锚固夹板115配合共同作为体外预应力板108的张拉组件,反力架114可活动设置,便于施工以及预应力张拉操作,而且可减少对体外预应力板108的结构损伤。其中,可选地,如图12,在反力架114与相邻的锚固夹板115之间夹设有铅垫板117,确保锚固夹板115受力均匀性,也即确保了体外预应力板108受力的均匀性。

接续上述结构,如图13,所述锚固夹板115包括沿箱梁纵向依次设置的两块夹板,两块所述夹板固定连接并且于二者之间夹设有至少一块所述体外预应力板108。上述两块夹板的板面优选为是平行竖向的,各体外预应力板108的板面也优选为平行于竖向,也即垂直于箱梁纵向,以便于布置。在其中一个实施例中,如图13,两块夹板之间可通过多个螺栓/对拉夹紧螺杆116固定,保证能夹紧二者之间的体外预应力板108即可,螺栓装配方式便于拆卸组装,因此便于施工。在可选的实施例中,如图13,沿箱梁纵向采用两块或两块以上的体外预应力板108依次贴合排放的方式,可增大张拉预应力,或者说,在达到所需张拉预应力的情况下,可将张拉预应力均匀分配至各体外预应力板108上,可提高上述底板加固结构的稳定性和可靠性。

接续上述结构,如图13,所述反力架114包括沿箱梁纵向依次设置的两个架体,两个所述架体固定连接并且二者围设形成容所述体外预应力板108穿过的穿设孔,至少其中一个架体上张拉有所述锚索109,在两个架体上均张拉锚索109效果显然更好,能够提高反力架114及锚固夹板115受力均匀性和张拉的平稳性,尤其地,在上述锚固夹板115包括沿箱梁纵向依次设置的两块夹板的结构中,两个架体分别与两块夹板抵接,张拉平稳性以及锚固夹板115受力均匀性更好;相应地,上述架体上对应设有供锚索109张拉的锚拉孔1141,该锚拉孔1141一般为圆孔,每个架体上可张拉多个锚索109,则锚拉孔1141的数量相应地设置,进一步优选为每个架体上自上而下依次张拉有多根锚索109。需要说明的是,上述穿设孔可容对应的体外预应力板108穿过,当上述锚固夹板115之间沿箱梁纵向夹设有两块或两块以上的体外预应力板108时,上述穿设孔应可容该两块或两块以上的体外预应力板108共同穿过;同时,上述穿设孔宜避免锚固夹板115穿过,例如,该穿设孔为矩形孔,以体外预应力板108的板面平行于竖向设置为例,该矩形孔的高度≥体外预应力板108的高度而小于锚固夹板115的高度,该矩形孔的宽度(即沿箱梁纵向的尺寸)≥沿箱梁纵向该锚固夹板115所夹体外预应力板108的厚度之和而小于锚固夹板115的宽度。同样地,上述两个架体之间可通过多个螺栓/对拉夹紧螺杆116固定,螺栓装配方式便于拆卸组装,因此便于施工。

进一步优化上述结构,如图6,所述锚固横梁105的顺桥向前侧和/或顺桥向后侧设有所述体外预应力板108,所述锚固横梁105的两端向对应侧凸出设置有锚箱107,所述锚索109张拉在对应侧的两组锚箱107上。其中,优选为在锚固横梁105的顺桥向前侧和顺桥向后侧均设置上述的体外预应力板108,在进一步增加箱梁1结构整体性和箱梁底板101的横向刚度的同时,能够增加锚固横梁105前后受力均匀性;同时,利用锚固横梁105的顺桥向前侧和/或后侧空间,便于体外预应力板108、反力架114等的布置和施工。上述的锚箱107优选为是钢锚箱107,当仅在锚固横梁105的一侧设置锚箱107时,该钢锚箱107优选为是埋设于锚固横梁105内的;当在锚固横梁105的前后两侧均设置锚箱107时,该钢锚箱107优选为是一体式结构且前后两端分别伸出至锚固横梁105之外,以使钢锚箱107前后两端协同受力,提高锚固横梁105两侧钢锚箱107受力的均匀性。可以理解地,锚固横梁105的顺桥向前侧或顺桥向后侧均有两组锚箱107,每侧的两组锚箱107分别凸出于锚固横梁105的两端,每侧的体外预应力板108通过锚索109分别张拉锚固在对应侧的两组锚箱107上。

对于上述锚箱107的设置,进一步优选地,该锚箱107还与箱梁底板101和/或相邻的箱梁腹板102连接,提高锚箱107的工作可靠性,例如,对于钢锚箱107,可在箱梁底板101、相邻的箱梁腹板102上植筋设置固结钢筋113,钢锚箱107与对应的固结钢筋113焊接;进一步可在钢锚箱107底部设置环氧树脂胶与底板粘接。另外,在锚箱107内填充环氧混凝土,进一步提高锚箱107的工作可靠性和使用寿命;在其中一个实施例中,锚索109自锚箱107的横向/横桥向一侧穿入锚箱107内、再从锚箱107的横向/横桥向另一侧穿出锚箱107并锚固,锚箱107内填充的环氧混凝土可对锚索109起到固结作用,可提高锚索109张拉结构的稳定性和可靠性。

进一步优化上述结构,如图9-图12,所述锚固横梁105的顺桥向前侧和/或顺桥向后侧自上而下依次间隔布置有多个预应力板组,每个预应力板组包括至少一块体外预应力板108。基于上述结构,能够进一步增加箱梁1结构整体性和箱梁底板101的横向刚度。在可选的实施例中,每侧的各体外预应力板108通过同一锚固夹板115夹紧,具体地,锚固夹板115上对应自上而下依次形成多个夹持孔,夹持孔与预应力板组的数量相同并且一一对应配置,每个预应力板组的各体外预应力板108被夹持在对应的夹持孔中;对于每个预应力板组,当其有两块或两块以上的体外预应力板108时,优选为采用各体外预应力板108沿箱梁纵向依次贴合排放的方式。同样地,每侧的各体外预应力板108优选为通过同一反力架114张拉,即该反力架114上对应设有多个穿设孔,穿设孔与预应力板组的数量相同并且一一对应配置,每个预应力板组的各体外预应力板108穿设在对应的穿设孔中。通过采用同一锚固夹板115和反力架114对同一侧的各体外预应力板108进行张拉锚固,不仅便于施工,而且使同一侧的各体外预应力板108协同受力,同时提高锚固夹板115和反力架114的受力均匀性。

在优选的方案中,如图12,锚索109通过夹片锚锚具111锚固在反力架114上,对于每个架体上自上而下有多根锚索109的情况,可采用整体式的夹片锚锚具111对该架体上的各锚索109进行锚固;夹片锚锚具111与反力架114之间可设置铅垫板117,确保反力架114受力均匀性。如图9-图12,对于锚索109在上述锚箱107上的锚固,可采用挤压锚锚具112;同样可采用整体式的挤压锚锚具112对每个架体上的多根锚索109进行锚固;可在挤压锚锚具112与锚箱107之间设置锚垫板110,确保锚箱107受力均匀性。显然地,其他常规的锚索109锚固方式也适用于本实施例中。

作为本实施例的优选方案,如图9和图10,其中一组锚固夹板115与相邻的锚固横梁105端部抵接,另一组锚固夹板115与相邻的锚固横梁105端部之间具有横向间距。在上述在锚固横梁105端部对应设置锚箱107的结构中,其中一组锚固夹板115即与相邻的锚箱107抵接,能够提高锚固结构的稳定性和可靠性;另一组锚固夹板115即与相邻的锚箱107之间具有横向间距。上述横向间距应不小于设定间距,该设定间距为满足体外预应力板108变形需要的临界间距,是本领域技术人员根据具体工况进行计算确定的。基于上述横向间距的设置,能够保证体外预应力板108张拉锚固的效果和工作可靠性。

接续上述加固结构,所述体外预应力板108收容于GFRP(玻璃纤维时纤维增强复合材料,常称玻璃钢)隔离箱内,所述GFRP隔离箱固定于箱梁底板101上。通过上述GFRP隔离箱能够较好地保护体外预应力板108,避免外部施工影响体外预应力板108,以提高体外预应力板108的使用寿命,该方案尤其适用于采用CFRP体外预应力板108的情况。本实施例中,上述GFRP隔离箱为单室箱体,其将对应的体外预应力板108围护于内,锚索109则穿出该GFRP隔离箱外。在上述锚固横梁105的顺桥向前侧和/或顺桥向后侧自上而下依次间隔布置有多个预应力板组的结构中,可使每侧的各体外预应力板108均收容于同一GFRP隔离箱内。

进一步优化上述加固结构,所述体外预应力板108、锚索109及相应的其它锚固器件均粘贴包覆有GFRP方格布;和/或,箱梁底板101的上表面以及所述锚固横梁105的外表面均粘贴包覆有GFRP方格布。具体地,各体外预应力板108、各锚固夹板115、各反力架114、用于锚固夹板115紧固的螺栓/螺杆及螺帽、用于反力架114紧固的螺栓螺帽、锚箱107、锚索109、夹片锚锚具111、挤压锚锚具112、铅垫板117等都包覆有GFRP方格布,采用的粘接剂可采用但不限于环氧树脂。GFRP方格布对各部件具有保护作用,同时对各部件进行结构加强,进一步提高对箱梁底板101的加固效果。进一步优选地,当箱梁底板101出现裂纹时,在箱梁底板101下表面的裂缝压注环氧树脂胶封闭后,在箱梁底板101下表面粘贴一层GFRP方格布;粘贴GFRP方格布对箱梁底板101具有完全的防水作用,同时对箱梁底板101进行了加强,可约束箱梁底板101下表面顺桥向裂缝的进一步扩展。在可选的方案中,GFRP方格布的两侧布面可分别粘贴一层GFRP短切毡,进一步优化GFRP方格布的结构强度和使用性能,粘接剂可采用但不限于环氧树脂。

进一步优化上述加固结构,锚索109张拉端工作长度区段设置有GFRP防护罩,该GFRP防护罩内填充有防锈黄油,可较好地保护锚索109,避免锚索109锈蚀。对于竖向有多根锚索109依次排列的情况,可设置竖向每列锚索109的张拉端收容在同一GFRP防护罩内。该GFRP防护罩可为矩形箱结构,固定在相邻的张拉部件上,例如粘贴固定在反力架114上。

实施例二

如图5和图6,本发明实施例提供一种箱梁1,包括箱梁底板101和两块箱梁腹板102,还包括至少一组上述实施例一所提供的箱梁底板加固结构;所述箱梁底板加固结构有多组时,各所述锚固横梁105沿箱梁纵向依次间隔布置。

本实施例提供的箱梁1优选为是混凝土箱梁1;上述箱梁底板101和箱梁腹板102对应为钢筋混凝土结构。

本实施例提供的箱梁1优选为是布置有底板索103的箱梁1,具体地,所述箱梁1包括多个箱梁节段,至少部分箱梁节段内布置有底板索103和所述箱梁底板加固结构。其中,底板索103的布置结构为本领域常规技术,此处不作赘述;针对底板索103布置可能造成的箱梁底板101病害,可通过上述的箱梁底板加固结构规避及解决。尤其地,当上述箱梁1为变截面箱梁1时,基于上述的箱梁底板加固结构,也能较好地解决变截面箱梁1中由于底板索103的布置而带来的箱梁底板101病害。在其中一个实施例中,如图5和图6,所述底板索103锚固在对应箱梁节段内的锯齿块104上,于该锯齿块104的上坡面与底板相交处的正上方布置相应的锚固横梁105;对于变截面箱梁1,该锚固横梁105也即设于对应箱梁节段的前端,此处箱梁节段的前端为该箱梁节段的远离相邻桥墩2墩顶的一端;将锚固横梁105布置在对应箱梁节段的底板病害易发区域,显然对于箱梁底板101的加固效果更佳。

上述箱梁底板加固结构可以是在箱梁1制备时即已成型的,也可以是对现有箱梁1的结构改造,即为在现有箱梁1中形成的后期结构。

进一步优化上述方案,如图6-图10,在箱室内还设有纵梁106,该纵梁106的长度方向平行于箱梁纵向,该纵梁106依次连接各锚固横梁105,将各锚固横梁105连接为一体,提高各锚固横梁105的协同受力性,对于抑制箱梁底板101纵向裂纹的发生及发展较为有利。进一步优选地,该纵梁106为至少两根,各纵梁106均与箱梁底板101连接,并且其中两根纵梁106分别与两块箱梁腹板102连接,从而各纵梁106将箱梁底板101、箱梁腹板102和各锚固横梁105连接为一体,不仅能显著地提高箱梁1结构整体性,而且能增加箱梁底板101的纵向刚度。如图7-图10,对于上述设置有锚箱107的结构,各锚箱107优选为埋设于对应的纵梁106中,锚箱107可不与相邻的箱梁腹板102连接,而是通过纵梁106实现与相邻的箱梁腹板102之间的间接固连。

实施例三

如图1,本发明实施例提供一种箱梁桥,至少部分箱梁1采用上述实施例二所提供的箱梁1。

实施例四

本发明实施例涉及上述实施例一所提供的箱梁底板加固结构的施工方法,包括:

张拉锚固横梁105一端的锚索109到设计吨位并进行锚固,再张拉位于锚固横梁105另一端的锚索109到设计吨位;其中,在体外预应力板108上粘贴表面测力计,根据表面测力计测定的拉力值进行对称同步控制张拉,达到所需的体外预应力张拉锚固效果,以保证对箱梁底板101的可靠加固。

本实施方法可采用单索千斤顶张拉预应力技术,施工较为方便;通过在体外预应力板108上粘贴表面测力计可提高张拉力的准确性,而且,通过表面测力计、千斤顶的油表油压以及体外预应力板108的伸长量的三重控制,确保张拉预应力对称、同步和准确。

具体地,上述施工方法包括:

步骤一:在箱梁底板101上安装锚箱107、锚索109以及浇筑锚固横梁105,其中,锚固横梁105与箱梁底板101固连和/或锚固横梁105的两端分别与两块箱梁腹板102固连,锚箱107向锚固横梁105的顺桥向前侧和/或顺桥向后侧凸出;锚索109一端安装在锚箱107上。

步骤二:安装体外预应力板108、反力架114、锚固夹板115及锚索109的夹片锚锚具111到箱梁1内的设计位置。在体外预应力板108上粘贴表面测力计。

步骤三:张拉锚固横梁105一端的锚索109到设计吨位锚固,再张拉位于锚固横梁105另一端的锚索109到设计吨位。其中,根据体外预应力板108上的表面测力计测定的拉力值进行对称同步控制张拉;在其中一个实施例中,在体外预应力板108的两侧板面上均粘贴表面测力计,张拉过程中按体外预应力板108上的一对表面测力计的拉力值相差小于±2%,各体外预应力板108之间的拉力值最大相差小于±5%进行控制。优选地,各表面测力计的最终拉力值偏差小于±2%;各表面测力计的最终拉力值之和与设计总张拉力之间的偏差小于±1.5%。进一步通过测量体外预应力板108的伸长量,结合上述表面测力计的控制方式,达到可靠有效地体外预应力板108张拉控制。

进一步优选地,当箱梁1内还设有纵梁106时,在步骤一中还进行纵梁106的浇筑操作。

可以理解地,上述方法可呼应于上述实施例一所提供的箱梁底板加固结构以及上述实施例二所提供的箱梁1,即上述实施例一所提供的箱梁底板加固结构以及上述实施例二所提供的箱梁1中的相应结构内容同样适用于本实施例中,例如锚固横梁105、体外预应力板108、锚固夹板115、反力架114等之间的相对连接结构等在此不作赘述。

进一步细化上述方法,在步骤一中,对于锚箱107的安装,可在箱梁底板101和/或对应侧的箱梁腹板102上植筋形成固结钢筋113,锚箱107安装时,与这些固结钢筋113焊接。同时,在步骤一中,可相应地完成锚固横梁105与箱梁底板101之间的结合面、锚固横梁105与箱梁腹板102之间的结合面、纵梁106与与箱梁底板101之间的结合面以及纵梁106与箱梁腹板102之间的结合面等的打毛清洗工作;可在箱梁底板101和/或对应侧的箱梁腹板102上植筋形成锚固钢筋,先完成锚固横梁105的构造钢筋与对应的锚固钢筋焊接之后再进行锚固横梁105的浇筑;纵梁106也可采用相应的施工方式,此处不作赘述。对于锚箱107内填充环氧混凝土的结构,在该步骤一中可一并完成。

进一步优选地,在步骤一中,钢锚箱107内的还原混凝土、锚固横梁105混凝土和纵梁106混凝土达到强度后,在箱梁底板101上表面、锚固横梁105的外壁、纵梁106的外壁表面粘贴一层GFRP方格布。可选地,完成底板下表面的裂缝压注环氧树脂胶封闭后,在底板下表面粘贴一层GFRP方格布。

进一步细化上述方法,在锚索109张拉完成后,在体外预应力板108表面及所有相关锚固系统铁质构件表面粘贴外包GFRP方格布。可选地,安装锚索109张拉端工作长度区段设置的防锈罩。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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