一种针对早期钢管混凝土吊杆拱桥加固方法及装置与流程

1.本发明涉及桥梁工程吊杆结构技术领域，特别涉及一种针对早期钢管混凝土吊杆拱桥加固方法及装置。


背景技术：

2.钢管混凝土拱桥兼具钢材和混凝土材料的优点，造型美观、结构稳定，具有较强的跨越能力和抗震性能。吊杆为钢管混凝土拱桥的主要受力构件，其使用易受荷载和环境影响，当吊杆达到其实用年限时会出现吊杆失效的情况，严重时会使吊杆断裂从而导致桥梁坍塌，所以对拱桥吊杆需定期进行更换或进行加固处理。
3.常用的拱桥吊杆更换方法对于早期建设的钢管混凝土吊杆拱桥不太适用，因为早期建设的钢管混凝土吊杆拱桥为单拱肋、单吊点、双吊杆结构，吊杆索体外套钢管、内注砂浆、永久锚固于拱肋及主梁体内，为不可更换构造，难以检测判定其技术状况，一般采用吊杆增设的方法对其进行加固，传统的吊杆增设的方法,采用抱箍方式的构造设置难度大,对结构美观影响较明显，并且会对早期建设的拱桥结构造成损伤，从而进一步减少拱桥的使用寿命，现在越来越多的早期建设吊杆的拱桥面临维修加固的状态，所以现需要一种针对早期吊杆拱桥加固的方法。


技术实现要素：

4.本发明提供一种针对早期钢管混凝土吊杆拱桥加固方法及装置用于解决上述问题，所述的吊杆装置包括吊杆、拱肋上侧锚固板、纵梁上侧锚固板第一组横向联系杆、第二组横向联系杆、减震套筒、上下两端锚固螺母和上下两端半球形防水罩。
5.一种针对早期钢管混凝土吊杆拱桥加固方法及装置，包括如下步骤:
6.s1.利用高精度全站仪测量布控基准点高程、确定吊杆长度和升降台的安装，为吊杆装置安装做好准备工作；
7.s2.在拱肋和纵梁的定位点处进行钻孔并利用高压水枪进行清孔后安装锚固装置；
8.s3.安装新吊杆并在吊杆两端利用两组液压千斤顶进行吊杆的分级控制张拉然后通过螺母和锚固；
9.s4.将旧吊杆与新吊杆通过两组横向和联系杆连接；
10.s5.安装附属构件以及新吊杆的防腐处理。
11.优选的，所述新吊杆直径和承载能力比旧吊杆大。
12.优选的，所述减震筒由外套筒、减震弹簧、连接杆构成，所述外套筒上端通过内壁的螺纹与吊杆相连，连接空隙利用密封油脂填充，所述外套筒下端通过内壁凹槽与连接杆卡接，所述连接杆上侧与外套筒连有减震弹簧。
13.优选的，所述半球形防水罩和通过螺纹与锚固板和进行旋拧固定，所述吊杆拱桥加固装置通过喷漆，减震套筒内注油脂。
14.优选的，所述的一种针对早期钢管混凝土吊杆拱桥加固方法及装置，在实施前利用midas civil建立桥梁总体模型进行吊杆失效模拟，midas civil建立中跨总体模型，主梁与拱肋采用梁单元模拟刚性连接；吊杆采用析架单元模拟，与拱肋、纵梁间共节点连接，有限元模拟结果作为加固方法事实的依据和后面验证施工加固的对比。有限元模拟分别模拟两根旧吊杆均失效、一根旧吊杆失效、和旧吊杆都不失效条件下的情况。
15.优选的，所述的一种针对早期钢管混凝土吊杆拱桥加固方法及装置，在进行对吊杆加固过程中，以标高进行控制施工预警值，标高变化
‑
5mm～ 5mm范围时应及时修正处理。
附图说明
16.图1是本发明加固装置示意图；
17.图2是本发明加固装置的上部示意图；
18.图3是本发明加固装置的下部示意图；
19.图4是本发明减震套筒示意图；
20.图5是本发明某一主跨示意图；
21.图中：1
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主梁跨；2
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钢管混凝土拱肋；3
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旧吊杆；4
‑
上侧锚具螺母；5
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上侧半球形防水罩；6
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垫板；7
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拱圈；8
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第一组横向联系杆螺母；9
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第一组横向联系杆；10
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新吊杆；11
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第二组横向联系杆；12
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第二组横向联系杆螺母；13
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减震套筒；14
‑
连接螺母；15
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锚固螺栓；16
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纵梁；17
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锚具板；18
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下侧锚具螺母；19
‑
下侧半球形防水罩。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本发明进行全面的描述，在本发明的描述中的术语“内”、“外”、“上”、“下”指方位或位置的相对关系，仅是为了描述本发明和简化描述。
23.如图2至3所示，本发明提供一种针对早期钢管混凝土吊杆拱桥加固方法及装置，包括吊杆10、拱肋7上侧锚固板6、纵梁16上侧锚固板17第一组横向联系杆9、第二组横向联系杆11、减震套筒13、上下两端锚固螺母4和8以及上下两端的半球形防水罩5和19。
24.具体的如图1所示，所述减震套筒13由外套筒13
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3、减震弹簧13
‑
4、连接杆13
‑
5构成，所述外套筒13
‑
3上端通过内壁的螺纹13
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1与吊杆10相连，连接空隙利用密封油脂13
‑
2填充，所述外套筒13
‑
3下端通过内壁凹槽与连接杆13
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5卡接，所述连接杆13
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5上侧与外套筒13
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3连有减震弹簧13
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4。利用连接杆13
‑
5与减震弹簧13
‑
4的缓冲作用减震，使得减震套筒13能够承受的压力更大，减振缓冲作用更好，能够对减震套筒13下部的部件起到很好地保护作用。
25.所述的一种针对早期钢管混凝土吊杆拱桥加固方法及装置，在加固方法进行前利用midas civil建立桥梁总体模型进行吊杆失效模拟，midas civil建立中跨总体模型，纵梁16与拱肋7采用梁单元模拟、刚性连接；吊3杆采用析架单元模拟，与拱肋7、纵梁16间共节点连接，有限元模拟结果作为加固方法事实的依据和后面验证施工加固的对比。有限元模拟分别模拟两根旧吊杆3均失效、一根旧吊杆3失效、和旧吊杆3都不失效条件下的情况。
26.本发明一种针对早期钢管混凝土吊杆拱桥加固方法及装置，具体实施包括如下步骤：
27.s1.利用高精度全站仪测量布控基准点高程，准确确定各个基准控制点的标高以
便于确定吊杆长度。所述升降台为吊杆和锚固装置安装做好准备工作，需要准备两个升平台以便于在拱肋和纵梁处吊杆两端同时张拉；
28.s2.在拱肋和纵梁的定位点处进行钻孔并利用高压水枪进行清孔后安装锚固装置。根据所述步骤一定位的控制点在拱肋上两根旧吊杆的中间进行钻孔为新吊杆的安装预留孔道，下侧纵梁的吊杆钻孔钻穿梁体，所述锚固装置不需要钻穿梁体，减少对梁体截面的削弱；
29.s3.安装新吊杆并在吊杆两端利用两组液压千斤顶进行吊杆的分级控制张拉然后通过螺母锚固。所述两组液压千斤顶张拉吊杆时在两端同时分级张拉，直至到达设计值后旋紧两端锚具螺母；
30.s4.将旧吊杆与新吊杆通过两组横向联系杆连接。所述两组横向联系杆在新吊杆与旧吊杆中间都设有螺母将三根杆连为一个整体，在更换中间吊杆时仅需要松开中间螺母即可，加横向联系杆使新杆与旧杆受力均衡提高整体性；
31.s5.安装附属构件以及新吊杆的防腐处理。在张拉结束旋紧锚具螺母后安装所述防水的半球形防水罩，所述半球形防水罩下设有垫圈和集水槽便于将水及时排出，所述吊杆拱桥加固装置通过喷漆作防腐处理，减震套筒内注油脂防腐。
32.本发明所达到的有益效果：本发明能很好地针对应对该种吊杆永久锚固于拱肋及主梁体内，为不可更换构造，难以检测判定其技术状况的情况。该方法在确保原结构受力完整性的前提下，新吊杆与拱肋及主梁的连接构造采用轻巧、简单的可更换构造，兼顾实施的操作方便、安全可靠。与一般增设吊杆的方法相比减少了对原结构截面削弱的损伤。
33.上面对本发明的较普遍的实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的知识范围内,可在本专利宗旨的基础上作出相应变化，只要采用了本发明提供的装置和方法进行的各种改进,或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。