[发明专利]一种变截面箱梁桥主梁底板崩裂加固结构及其施工方法

摘要

一种变截面预应力混凝土梁桥主梁底板崩裂加固结构，在主梁底板发生崩裂段的主梁腹板两内侧面上间隔布置竖向体外预应力钢筋，竖向体外预应力钢筋的上端固定在主梁腹板内侧面上端的锚固块上，下端固定在与主梁底板底面相贴的钢横梁上。施工时，在凿除主梁底板崩裂段开裂的混凝土、钻孔植入新增补强钢筋、对原主梁底板顶底层钢筋复位和绑扎固定后重新浇筑混凝土，然后安装竖向体外预应力钢筋，并按计算出的张拉力张拉。该加固结构利用竖向体外预应力钢筋抵消底板预应力钢筋对主梁底板混凝土的径向作用力，可有效避免主梁底板继续发生崩裂。

主权项

一种变截面箱梁桥主梁底板崩裂加固结构的施工方法，其主梁底板崩裂加固结构为：在主梁底板（2）发生崩裂段的主梁腹板（4）的两个内侧面上分别有沿纵桥向间隔布置、由精轧螺纹钢筋构成的竖向体外预应力钢筋（5），两个内侧面上的竖向体外预应力钢筋相互对称，竖向体外预应力钢筋的上端通过螺母（9）固定在主梁腹板内侧面上端增设的锚固块（6）上，竖向体外预应力钢筋的下端穿过主梁底板的钻孔（7a）后通过螺母（9）固定在与主梁底板底面相贴、长度与主梁底板宽度相同的钢横梁（8）上；其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：步骤1、预制钢横梁加工钢横梁时，在钢横梁中钻孔，钻孔位置与锚固块中预留的孔道及主梁底板的钻孔相对应；步骤2、凿除主梁底板崩裂段开裂的混凝土，钻孔植入新增补强钢筋，并对原设计主梁底板顶底层钢筋复位，绑扎固定，然后重新浇筑混凝土；步骤3、制作锚固块及主梁底板钻孔对布置锚固块的主梁腹板表面进行处理，凿除表面的混凝土，露出扎筋，然后进行锚固块植筋；在植筋周围的主梁腹板表面涂刷环氧树脂，然后浇筑钢纤维混凝土，形成锚固块；在锚固块中按竖向体外预应力钢筋与主梁腹板内侧面的设计距离预留孔道；在主梁底板上对应锚固块预留孔道钻取钻孔；步骤4、安装竖向体外预应力钢筋待步骤3的锚固块的钢纤维混凝土强度达到90%设计强度时，将竖向体外预应力钢筋的上端穿过锚固块中的预留孔道与其上端的螺母螺纹连接，将竖向体外预应力钢筋的下端穿过主梁底板和钢横梁的钻孔与其下端的螺母螺纹连接；步骤5、张拉竖向体外预应力钢筋利用竖向体外预应力钢筋上端的螺母将竖向体外预应力钢筋的上端固定在所述锚固块的上部，然后用旋拧竖向体外预应力钢筋下端螺母的方式对竖向体外预应力钢筋进行张拉，张拉时，在竖向体外预应力钢筋上安装与振动测试仪器相连接的拾振器，用来测出竖向体外预应力钢筋张拉时的1阶振动角频率ω1，然后按下式计算出竖向体外预应力钢筋内产生的拉力Fr：式中m：竖向体外预应力钢筋单位长度质量，a：竖向体外预应力钢筋在上、下螺母之间的长度，ω1：拾振器测得的竖向体外预应力钢筋的1阶振动角频率，Es：竖向体外预应力钢筋的弹性模量，I：竖向体外预应力钢筋的截面惯性矩；当拉力Fr达到竖向体外预应力钢筋内产生的理论拉力Fp时，停止张拉竖向体外预应力钢筋；竖向体外预应力钢筋内产生的理论拉力Fp按下式求得：式中σcon：底板预应力钢筋的设计张拉应力，AP：底板预应力钢筋的总截面面积，sv：竖向体外预应力钢筋在纵桥向上的间距，G：钢横梁的重量，r：主梁底板的圆曲线半径，当为其它曲线形式时，按照计算取用，其中l为曲线弦长，β为曲线矢高f与弦长l之比；步骤6、对张拉后的竖向体外预应力钢筋进行防腐处理，变截面箱梁桥主梁底板崩裂加固即告完成。