[发明专利]一种组合式预应力钢横隔梁、加固系统及其加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及旧有桥梁加固工程领域，特别是一种组合式预应力钢横隔梁加固系统及其加固方法。

背景技术

我国现役桥梁大部分是建国以后兴建的，随着运营年限的增加，桥梁承载能力逐年降低，特别是以前修建的桥梁，设计标准不同，承载力已不能适应交通发展的需要。而且桥梁随着使用年限的增长，自然就会出现混凝土的表面碳化、裂缝加大、表面破损、雨水侵入、钢筋锈蚀等一系列问题，最终导致桥梁的承载力下降，出现病害，成为病桥、危桥，严重者甚至造成桥梁垮塌。

目前城市道路中小型桥梁中装配式简支梁板桥所占比重很大，这种结构经历长时间荷载作用连接处易开裂，造成横向联系不佳、桥梁整体性能差的情况，在超载、重载作用下，容易发生破坏从而引发桥梁安全事故。钢横隔梁加固是一种常见装配式简支梁板桥加固方式，但目前一般采用的钢横隔梁加固时存在如下问题：

1）目前多数钢横隔梁加固中，主梁与新增横梁的连接采用锚栓连接，锚栓连接在施工偏差及长期动荷载作用下会产生松动，导致增设横梁发生“扭曲”的现象，影响加固效果。

2）相邻主梁腹板面不平顺，主梁与钢横隔梁连接的整体性差。

3）一般旧桥增设的横梁在通车情况下增设，引起主梁的先期变形，使得新增横梁承受车辆荷载时有一定的滞后性。

4）对于水深较大的河道或桥下净空较高的桥梁，旧桥加固搭设支架成本很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合式预应力钢横隔梁、加固系统及其加固方法，要解决现有桥体加固系统中加固效果不好、整体性差、成本大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种组合式预应力钢横隔梁，包括在水平方向上依次连接的第一横梁、中横梁和第二横梁；第一横梁的末端和第二横梁的前端分别套接于中横梁的两端；所述第一横梁的末端还连接有预应力加载机构，且预应力加载机构位于中横梁的内部；所述第二横梁、中横梁和第二横梁是尺寸相适应的矩形筒或者圆形筒。

所述第一横梁的前端和第二横梁的末端分别连接有铰接支座；所述铰接支座包括内层钢筒和套接在内层钢筒外侧的外层钢筒，两者活动连接形成双筒套接铰接结构，使得组合式预应力钢横隔梁在受力时能够不受两侧主梁腹板不平顺的影响，完成自调平， 解决主梁与组合式预应力钢横隔梁连接整体性差的问题，其中内层钢筒的横截面为圆形，外层钢筒的横截面为弧形、其弧度数不小于π弧度不大于3/4π弧度。

所述铰接支座还包括连接管，所述连接管的一端部固定连接在内层钢筒上未套接外层钢筒的一侧。

铰接支座主要针对主梁腹板轴线垂直度不好的情况使用，对主梁腹板轴线垂直度好的横隔梁两端可不采用铰接方式，取消铰接支座，两侧横梁端部与连接钢板焊接固定即可，针对主梁腹板极其不规则，水平、垂直度都不平顺的特殊情况，所述铰接支座由双层钢球替代双层钢筒，形成球形万向铰接，此时铰接支座包括内层钢球和套接在内层钢球外侧的外层钢球，其中内层钢球有部分表面暴露与外层钢球外面，用于连接连接管。

所述预应力加载机构包括加载机构支架和连接在加载机构支架上的加载千斤顶。

所述的预应力加载机构可依据加固设计所要求的预应力加载级别及结构空间要求等选择加载千斤顶的规格和类型，例如机械式千斤顶：如齿条千斤顶、剪式千斤顶、螺旋千斤顶等，或者选择液压千斤顶等加载装置；预应力加载机构选用的千斤顶必须具备自锁功能。

所述加载机构支架包括加载活动支架、与加载活动支架滑动连接的加载机构底板以及连接在加载活动支架端部的加载机构顶板；其中加载千斤顶连接在加载机构底板和加载机构顶板之间，其底部通过螺栓安装在加载机构底板上，顶部与加载机构顶板通过螺栓连接；加载千斤顶伸出或缩回时，可使第一横梁与中横梁之间发生相对位移，将加载千斤顶加载的预应力传至组合式预应力钢横隔梁两端连接的主梁腹板上。

所述加载活动支架的横截面为躺置的∏形，其顶端的梁板与第一横梁的末端面固定连接，两直板穿过加载机构底板、且末端通过连接件与加载机构顶板连接。

所述加载机构底板固定连接在中横梁的内侧壁的前部，加载机构底板为矩形板或者圆形板、上面对称开有穿过加载活动支架的两个直板的长孔。

所述中横梁上开有加载千斤顶的操作孔。

一种应用所述的组合式预应力钢横隔梁的加固系统，包括水平连接在桥体相邻主梁之间的组合式预应力钢横隔梁，相邻主梁之间至少有一道组合式预应力钢横隔梁，所述组合式预应力钢横隔梁通过连接钢板与主梁连接，所述组合式预应力钢横隔梁两端的连接管分别与对应的连接钢板固定连接，所述连接钢板包覆在主梁腹板上。