[发明专利]一种基于快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法

说明书

本发明涉及桥梁工程施工领域，具体涉及一种基于快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法，包括钢抱箍、拼接锚栓、受力锚栓、托梁顶板、托梁腹板、橡胶支座和UHPC灌浆料。其特征在于钢托梁能在工厂完成匹配预制，在运输到现场预制安装。钢托梁包括顶板和腹板，其中顶板上表面两侧均设置矩形凹槽，用以放置新增橡胶支座。钢托梁通过钢抱箍上的锚栓与混凝土桥墩连接。在钢抱箍与混凝土桥墩之间设置2cm的空隙，用于填充UHPC灌浆料。UHPC灌浆料为超高性能混凝土，具有优越的力学性能，抗倾覆钢托梁装置结构简单，便于操作，适合高墩加固的施工作业；对桥下施工作业平台无要求，可在水中、恶劣地质条件如软基等以及高墩中使用；与预留型钢法、预留洞穿型钢法相比，其属于无损工法，不对结构的外观及承荷性能产生影响；施工工期较短，对既有交通影响小。

本发明涉及桥梁工程施工领域，具体涉及一种基于快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法

背景技术

现阶段的独柱式混凝土桥墩加固方式中，与其他方法相比，增设钢托梁加固法因施工作业量小、对原结构景观影响小和结构轻便等优势，越来越多的得到应用及认可。钢托梁加固桥墩的体系是一种新型抗倾覆加固体系，其主要是在独柱墩顶端设置钢抱箍，将钢托梁和独柱墩连接成整体受力；在对破损劣化的混凝土桥墩进行表面处理后，在混凝土桥墩外面固定放置钢抱箍，采用钢抱箍加固独柱墩时，抱箍与原混凝土桥墩直剪会存在接触界面，因此为充分发挥组合结构的力学性能，需要在钢管与原桥墩之间的空隙处浇筑UHPC灌浆料作为填充材料。该新型高性能混凝土可以自密实免振捣，并通过外加剂使填充混凝土快硬，从而达到快速化施工的目的。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法，其钢托梁主要结构采用工厂预制再运输吊装，其采用钢板与混凝土共同受力代替纯混凝土受力，充分利用钢-混组合结构的受力特性，能够实现独柱式混凝土桥墩快速加固。这种加固体系具有如下优势：(1)结构简单，便于操作，适合高墩加固的施工作业；(2)对桥下施工作业平台无要求，可在水中、恶劣地质条件如软基等以及高墩中使用；(3)与预留型钢法、预留洞穿型钢法相比，其属于无损工法，不对结构的外观及承荷性能产生影响；(4)施工工期较短，对既有交通影响小。

本发明的技术方案如下：

1.一种基于快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法，包括钢抱箍、拼接锚栓、受力锚栓、托梁顶板、托梁腹板、橡胶支座和UHPC灌浆料。所述的一种基于快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法，其特征在于钢托梁能在工厂完成匹配预制，在运输到现场预制安装。钢托梁采用Q355材料，在预制场制作。钢托梁梁包括顶板和腹板，其中顶板上表面两侧均设置矩形凹槽，用以放置新增橡胶支座。钢托梁通过钢抱箍上的锚栓与混凝土桥墩连接。在钢抱箍与混凝土桥墩之间设置2cm的空隙，用于填充UHPC灌浆料。

一种基于快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法，其特征在于所述的UHPC灌浆料为超高性能混凝土，采用硅酸盐水泥、微硅粉、纳米碳酸钙、河沙、减水剂、水、钢纤维材料按照最大堆积密度理论堆积而成，其抗压强度可以达到120～200MPa左右，抗拉强度可以达到7～12MPa左右。

一种基于快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法，其特征在于新增两个橡胶支座，设置在钢托梁顶板距原支座1m处，将原支座体系一点受力变为3点受力。

一种基于快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法，其特征在于所述的钢托梁除UHPC灌浆料外，其他构件均能在工厂预制，能够实现夜间快速施工，且不需要占据地面空间，不影响行车高峰期通行和桥下通行。

一种基于快速化施工的独柱式混凝土桥墩抗倾覆钢托梁加固装置及其施工方法，其特征在于所述的钢托梁在钢抱箍与独柱墩之间设置20mm厚的填充层新构造，大幅改造传统抱箍易出现脱空的情况，提高结构整体的性能。