一种应用微膨胀混凝土填充钢抱箍增大墩顶钢筋混凝土盖梁的构造和安装方法与流程

1.本发明涉及桥梁结构的加固改建技术领域，具体地说是一种用于桥墩立柱增大桥墩墩顶混凝土盖梁的钢抱箍构造及安装方法，尤其涉及桥墩混凝土立柱结构的增大盖梁构造。


背景技术：

2.桥梁的设计基准期是100年，但是由于如海水腐蚀以及其他各种恶劣的环境等，桥梁的桥墩在达到设计基准期之前就会被破坏，从而影响其寿命。为了提高桥梁的经济效益，采用更加经济高效的手段对桥梁的桥墩进行加固，是目前桥梁工程的重要要求之一。随着交通的发展，跨线桥这种横跨道路或铁路的立交桥数目也在不断增加。伴随着跨线桥数量增加的是越来越频繁的跨线桥桥墩的撞击事故。当桥墩被撞时，会对跨线桥造成十分严重的损伤，因此也需要对跨线桥的桥墩进行加固。
3.近年来，独柱墩支承的桥梁频频发生侧翻、倾覆事故，给人民的生命财产安全造成大量隐患，究其原因，大部分源于车辆超载引起的。然而车辆超载难以杜绝，唯有对独柱墩进行抗倾覆加固来对事故进行预防。独柱墩加固的一个有效做法是增大盖梁截面，并在原有支座基础上增加新支座，从而达到抗倾覆的目的。
4.钢筋混凝土柱的加固方式有很多，而常用的加固方式有增大截面法、外包钢法、预应力法、复合加固等加固方法。相比普通的钢筋混凝土柱，钢管混凝土柱更加特殊，通过少量箍筋以及钢管来代替箍筋的作用。其优点主要在于：(1)保护混凝土柱在受压过程中保护层的完整；(2)提升钢筋混凝土住的承载能力以及变形能力；(3)钢管直接受压因此能够对混凝土进行约束。目前国内外对钢管混凝土的研究多在于以钢管为模板直接浇筑混凝土形成的混凝土构件方面。
5.膨胀混凝土虽然诞生于20世纪30年代中叶，但直到60
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70年代才得到较大发展，自1957年以来，我国先后有五种以上的膨胀混凝土得到推广使用，且到目前为止已成为膨胀混凝土使用量最多的国家，膨胀混凝土按其建立预应力的大小划分为补偿收缩混凝士以及自应力混凝土，将能在混凝土中产生0.17
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0.69mpa自应力的称为补偿收缩混凝土，在混凝土中产生1.03
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3.45mpa自应力的称为自应力混凝土。《补偿收缩混凝土应用技术规程》jgj/t178
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2009，把补偿收缩混凝土自应力值定为0.2
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1.0mpa。
6.膨胀混凝土因其众多的自身优势，包括可补偿收缩、生成自应力、早期速硬、后期高强耐硫酸盐和抗渗性能优良等，使混凝土结构的耐久性得以增强，有效满足一些特殊工程的施工要求，在众多实际工程施工中均具有很好的实用性。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种改进的用于桥墩立柱增大墩顶盖梁的钢抱箍构造及安装方法，通过在钢管与混凝土立柱之间灌注水泥砂浆，使得钢管与混凝土立柱之间能够
承受较大的剪力，为墩顶盖梁提供承载能力。并在盖梁位置外包钢管，钢管与盖梁之间设置间隙，并在间隙中灌注水泥砂浆，从而增大盖梁，并在增大的盖梁上部设置辅助支座。
8.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种增大墩顶盖梁的钢抱箍构造，其包括混凝土盖梁，其特征在于：围绕混凝土盖梁设置钢管，钢管与混凝土盖梁之间设有间隙，间隙中设有水泥砂浆层，使得钢管形成钢抱箍。一种用于增大墩顶盖梁的桥墩钢抱箍构造，其包括混凝土立柱，其特征在于：围绕混凝土立柱设置钢管，钢管与混凝土立柱之间设有间隙，间隙中设有水泥砂浆层，使得钢管形成钢抱箍。
9.优选的，间隙的大小为20
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50mm。
10.进一步，钢管由钢板制成，钢管厚度为20mm。
11.一种用于桥墩墩顶增大盖梁钢抱箍构造的安装方法，其特征在于：所述的安装方法包括如下步骤：a、在盖梁以及混凝土立柱四周设置钢管，在钢管与混凝土盖梁、立柱之间留存间隙；b、在盖梁和钢管之间设置抗剪锚杆，增加抗剪承载力；c、在盖梁的外包钢管上设置钢拉杆，提供预应力；d、在钢管与混凝土盖梁之间灌注微膨胀混凝土，使得钢管与混凝土盖梁、立柱结构紧密贴合，使得钢管成为钢抱箍；e、在紧邻盖梁下部的柱子处，外包的钢管内部设置铆钉，提高柱子的承载力来应对增大截面后的盖梁重量；f、柱子和柱子处的外包混凝土之间浇筑自密实微膨胀混凝土；g、在增大的盖梁上设置新的辅助支座。
12.相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：
13.1、本发明所述的改进方案，在围绕混凝土立柱设置钢管，钢管与混凝土立柱之间灌注微膨胀混凝土，使得钢管形成钢抱箍，通过钢抱箍与混凝土结构密切贴合，使钢抱箍与混凝土之间形成强大的摩阻力，从而实现提供钢盖梁承载能力的目的；
14.2、本发明的技术方案中，在围绕混凝土盖梁设置钢管，钢管与混凝土盖梁之间灌注微膨胀混凝土，使得盖梁截面增大，新浇筑部分的盖梁与原有盖梁之间的整体性能良好。
15.3、本发明的技术方案的中，原有混凝土立柱、盖梁的外表面做过凿毛处理；可以进一步增大摩擦阻力；
16.4、本发明的技术方案中，通过增大盖梁截面设置新支座的方式，有效提高了独柱墩抗倾覆的能力，且该方案对不同形状的盖梁、墩柱都可以实行，是现有的独柱墩抗倾覆加固值得考虑的方案。
17.5、本发明的构造具有构造简单、施工方便、受力可靠、造价经济的特点，便于推广和利用。
附图说明
18.为了更好地说明本发明，下面将简单地介绍一下本发明的实施方式，当然，以下几幅图中只是本发明的一个实施例子而已。
19.图1是本发明所提供的整体结构示意图；
20.图2是本发明整体结构的左视图；
21.图3是本发明盖梁的细部图；
22.图4是本发明整体结构的a
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a截面图；
23.图5是本发明整体结构的b
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b截面图；
24.其中，图中：
25.钢管
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1；混凝土原有盖梁
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2；原有支座
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3；新增支座
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4；钢管内灌注自密实收缩混凝土
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5；原墩柱
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6；盖梁
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7；加劲肋
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8；钢拉杆
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9；铆钉
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具体实施方式
26.为了更好地理解本发明，现在由特定的具体实例说明本发明的实施方式，这些附图仅为简化的示意图，以示意说明本发明的基本结构，并不具备技术上的实质意义，不对本发明作任何限制。
27.本发明提供了一种用于增大桥墩墩顶盖梁的钢抱箍构造，具体参见图1，其包括混凝土盖梁、混凝土立柱，其与现有技术的区别在于：围绕混凝土盖梁与混凝土立柱设置钢管，钢管与混凝土盖梁和混凝土立柱之间设有间隙，间隙中设有水泥砂浆层，使得钢管形成钢抱箍。此外，盖梁与钢管之间还设置有锚杆，具体参见图3，盖梁的外包钢管还设置有钢拉杆。立柱与外包钢管之间设置有铆钉。
28.具体来说，这里的混凝土盖梁与立柱可以是多种形式结构的，比如方形、圆形、椭圆形、三角形、矩形等多种多边形的结构形状，而与混凝土立柱相配合并且套设在混凝土盖梁和混凝土立柱外部的钢管则由钢板两端焊接或者螺栓固定连接而成，这个钢管的结构与混凝土立柱的结构相配合，钢管与混凝土立柱和混凝土盖梁之间留有适当宽度的间隙，用以后续灌浆水泥砂浆。需要说明的是，这里灌注的微膨胀混凝土，具有收缩补偿或者微膨胀等特性。
29.在一个实施例中，混凝土盖梁和混凝土立柱对应增大的位置凿毛，凿毛成凹凸不小于6mm的粗糙面，并清理干净。安装钢钢管，形成封闭的钢抱箍，混凝土立柱与混凝土盖梁持续洒水湿润一定的时间，在钢抱箍与混凝土立柱和混凝土盖梁之间的空隙灌注微膨胀混凝土，同时采取措施使得砂浆层密实。利用该构造强大的摩阻力提供盖梁或者牛腿的承载力，同时增大新浇筑的混凝土盖梁与原有盖梁之间的整体性，达到构造简单、连接可靠、施工方便和造价经济的目的。
30.具体来说，钢管与混凝土立柱和混凝土盖梁之间设有间隙，间隙的大小为20
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50mm。这里间隙的宽度考虑的因素有加工误差、高强水泥砂浆层强度的保障、水泥砂浆灌浆或者压浆操作的需要、影响螺杆抗剪能力等。
31.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。