[发明专利]一种基于高分子金属复合材料板的桥梁加固装置及其制作方法

说明书

本发明提供一种基于高分子金属复合材料板的桥梁加固装置及其制作方法，本发明应用于桥梁的维修、加固。本发明装置，包括纵梁以及与纵梁通过连接板连接的横梁，连接板与横梁垂直连接；横梁的上翼板和连接板上分别设有与其固定连接的L型钢板，在所述L型钢板与横梁的上翼板、连接板之间设有周边钢片；所述L型钢板上开设有3个排气孔和1个浇筑孔，在所述浇筑孔内浇筑有高分子材料夹层。将本发明装置焊连在横梁的上翼板和横梁连接板上，以防止连接板发生平面外弯曲产生疲劳裂纹，从而增加局部的抗疲劳性能，防止疲劳裂纹的扩展，提高了横梁连接板的整体强度和刚度。可应用于大型设备中承力金属结构的加固修复，可以明显地提高金属结构的承载能力。

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于高分子金属复合材料板的桥梁加固装置及其制作方法。

背景技术

钢桥疲劳可以定义为在反复循环应力作用下，从缺陷或疵点处引发的局部微细裂纹的形成和缓慢扩展直至最后发生断裂的一种进行性破坏行为。在钢架桥的平纵连接结构在循环载荷作用下，极易产生疲劳裂纹，这些裂缝会在一定程度上造成结构损伤，给桥梁安全带来威胁。

目前，国内常见的桥梁加固办法是采用粘贴碳纤维复合板材对桥梁进行加固，碳纤维增强复合板材是由包裹在树脂母体中的微细纤维生成的复合材料。碳纤维起到加劲增强的作用，而树脂起到粘合纤维的作用，通常使用环氧树脂。通过树脂传递纤维与混凝土之间的剪力，达到加固的效果。粘贴碳纤维复合材板的方法是将高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂浸渍形成为碳纤维增强复合材料片材。将片材用专门配制的环氧树脂粘贴在桥梁结构受拉面，树脂固化后与原结构形成新的受力复合体，碳纤维即可与钢筋共同受力。由于碳纤维片材分担了荷载，就降低了钢筋的应力，而使结构得到了加固补强。

综上，碳纤维增强复合材料因其轻质、高强、抗腐蚀、耐疲劳等特性，逐渐被广泛应用于桥梁加固中，同时其在桥梁加固应用中存在的不足也显现出来。如下所述：

(1)粘贴碳纤维板可提高加固梁在加载后期的抗弯刚度，但对弹性受力阶段的刚度改善效果不明显；

(2)粘贴碳纤维板可抑制加载后期的裂缝，但对提高开裂弯矩以及改善早期开裂的效果并不显著；

(3)碳纤维增强复合材料的延性不足,内力分布不均匀。材料延性的不足会直接导致构件延性的不足,构件变形过大会导致纤维复合材料的脆性断裂，从而导致结构的脆性破坏；

(4)碳纤维虽具有卓越的机械性能和理化性能，但由于价格昂贵，导致生产成本高，缺乏竞争力。

发明内容

根据上述提出的技术问题，提供一种基于高分子金属复合材料板的桥梁加固装置及其制作方法。本发明应用于桥梁的维修、加固。桥梁的平纵连接处易产生疲劳裂纹，将本发明装置焊连在连接处的危险点，以防止连接处发生平面外弯曲，从而增加局部的抗疲劳性能，防止疲劳裂纹的扩展，提高了横梁连接板的整体强度和刚度。该加固装置可以明显地提高金属结构的承载能力，因此十分适合应用于钢桥结构的加固修复。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于高分子金属复合材料板的桥梁加固装置，包括纵梁以及与纵梁通过连接板连接的横梁，所述连接板与横梁垂直连接；所述横梁的上翼板和连接板上分别设有与其固定连接的L型钢板，在所述L型钢板与横梁的上翼板、连接板之间设有周边钢片；所述L型钢板上开设有3个排气孔和1个浇筑孔，在所述浇筑孔内浇筑有高分子材料夹层。

进一步地，所述排气孔和浇筑孔内分别刻有螺纹，分别用于连接高分子材料浇筑阀门和排气阀门。

进一步地，在所述浇筑孔内浇筑高分子材料夹层时，在所述L型钢板外表面设有护梁。

进一步地，所述护梁通过磁铁吸附在所述L型钢板外表面。

进一步地，所述高分子材料夹层包括A组分高分子材料和B组分高分子材料；