[发明专利]预应力加固拓宽的桥梁结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木工程领域，特别涉及一种用于加固拓宽桥梁的结构。

背景技术

桥梁是道路交通必不可少的设施，由于早期的交通量和车辆载重较低，加之经济有限等各种原因，梁桥的设计宽度通常不大，随着经济的发展，交通量和车辆载重的增加，原有梁桥的通行能力和承载能力明显不足，而且随着使用时间的增加，桥梁会出现不同性质的病害，影响了桥梁结构的承载安全性和使用耐久性。如果将旧桥梁拆除新建桥梁，则会需要大量的施工成本，造成人力物力的浪费，且新建桥梁周期较长，影响原路交通，阻碍经济发展；由于原桥的拆除，会产生大量废渣，清除堆放废渣需要占有大量面积，于环保不利。  为解决以上问题，采用一系列桥梁加宽加固措施，目标是为了增加桥面行车道或人行道净宽，技术手段普遍采用与原桥相似的跨越结构形式，在原桥两侧或一侧横向复制延展原结构，原结构和加宽部分在受力上可采用上部分离下部一体、上部下部均一体和上部下部均分离等关联形式；而梁桥加固的目标是为了提高桥梁承载能力，技术手段主要有加强旧桥梁法(外贴钢板、外贴复合纤维布、增大钢筋混凝土截面、施加体外纵向预应力等)、添加构件法(如给旧桥梁增加斜腿)、改变体系法(如简支变连续)、加强横向联系法(如加强横隔板、施加横桥向预应力等)以及减载法(如桥面铺装和栏杆轻量化等)等。传统上梁桥的加宽和加固在目标和技术手段上一般是相互分离的：加宽和加固在设计计算、材料选用、几何构造以及施工工艺等方面均相对独立。但上述措施存在对原结构损伤大，施工难度大、增大自重、新旧结构膨胀或收缩不一致影响结合等缺点；且加宽加固没有明显的结合，导致工程技术资源利用率较低，工程整体效益不高；完工后原结构和新结构受力、变形难以协调，接缝易生病害、维护成本高。

为使桥梁进行加固，出现了一系列技术方案，比如“预应力混凝土横向加固梁”(专利号：01272021)，“外置横向预应力钢筋混凝土梁”(专利号：200710027103)，“内置横向预应力钢筋混凝土梁”(申请号：200710026735)，均是对混凝土梁施加横向压紧的预应力，使混凝土处于受压状态，提高普通钢筋混凝土梁的抗剪裂能力和抗剪承载力，但是均通过梁自身起到加固作用，并无外力协调。

为使桥梁进行加宽，出现了“一种钢-混凝土组合加宽方法”(专利号：200910088899.6)，“混凝土箱梁桥拓宽加固结构及其施工方法”(专利号：200810233107.5)，对利用将混凝土桥进行加宽，同时增加了横向联系，使新结构与旧结构之间形成连接进行加固。但是，该结构由于横向联系只具有使二者形成整体的作用，新增结构沿横向形成悬臂结构，无法避免的使新旧结构出现受力变形不协调，甚至出现早起病害，增加旧桥梁负担，缩短新旧结构使用寿命的问题。

因此，需要一种旧桥梁拓宽加固的结构，在拓宽旧桥梁的同时，能够对旧桥梁进行加固，并使新增部分与旧桥梁之间的受力协调，能够有效抑制旧桥梁病害的产生和发展，结构及其施工相对简单，不损伤旧桥梁结构。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的提供一种预应力加固拓宽的桥梁结构，在拓宽旧桥梁的同时，能够对旧桥梁进行加固，并使新增部分与旧桥梁之间的受力协调，能够有效抑制旧桥梁病害的产生和发展，结构及其施工相对简单，不损伤旧桥梁结构。

本发明的预应力加固拓宽的桥梁结构，包括旧桥梁和平行并分别位于旧桥梁两侧并与旧桥梁之间沿横向刚性连接的拓宽梁Ⅰ及拓宽梁Ⅱ，所述旧桥梁下部设有转向装置，拓宽梁Ⅰ和拓宽梁Ⅱ之间通过横向跨过旧桥梁底部的预应力索或预应力筋施加预应力，预应力索或预应力筋两端分别横向向外且向斜上方延伸锚固于拓宽梁Ⅰ和拓宽梁Ⅱ，所述预应力索或预应力筋通过转向装置作用于旧桥梁。

进一步，所述拓宽梁Ⅰ和拓宽梁Ⅱ均为对称大边梁，所述预应力索或预应力筋两端分别对应穿过拓宽梁Ⅰ和拓宽梁Ⅱ且通过拓宽梁Ⅰ和拓宽梁Ⅱ横截面形心并锚固；

进一步，所述旧桥梁通过沿其纵向分布的横隔梁Ⅰ与拓宽梁Ⅰ沿横向刚性连接，通过沿其纵向分布的横隔梁Ⅱ与拓宽梁Ⅱ沿横向刚性连接；

进一步，所述旧桥梁、拓宽梁Ⅰ和拓宽梁Ⅱ均为混凝土砼梁，横隔梁Ⅰ和横隔梁Ⅱ均为混凝土结构，横隔梁Ⅰ与旧桥梁和拓宽梁Ⅰ之间以及横隔梁Ⅱ与旧桥梁和拓宽梁Ⅱ之间浇筑为一体；

进一步，横隔梁Ⅰ与旧桥梁和拓宽梁Ⅰ之间以及横隔梁Ⅱ与旧桥梁和拓宽梁Ⅱ之间均通过钢筋互相伸入的方式浇筑为一体；