一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构的制作方法

1.本实用新型属于预制箱梁的体外预应力技术领域，具体涉及一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构。


背景技术：

2.随着我国现代交通运输事业的迅速发展，桥梁数量不断增加。目前高速公路桥梁总数接近80万座，铁路桥梁已超过20万座，但由于设计者经验不足，施工过程中存在偏差，荷载等级的提高等原因，导致既有桥梁中出现了不同类型的病害。对桥梁上部结构加固采用的粘贴加固法的被动加固法，加固后的新增部分不承受原结构恒载作用；粘贴加固对桥梁承载能力和刚度提高效果不明显，粘胶的性能和质量对加固效果与结构耐久性影响较大，另外粘贴钢板等结构在动荷载作用下易发生剥离脱空，抗疲劳性能不甚理想。
3.预应力加固指的是体外预应力加固，体外预应力加固技术是采用外加预应力拉杆(钢绞线)对结构构件进行加固的方法。特点是通过预应力手段强迫拉杆受力，改变原结构内力分布并降低原结构应力水平，使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以消除或降低。因此，后加部分与原结构能较好地共同工作，充分发挥后加补强材料的高抗拉性能，结构的总体承载能力可显著提高。预应力加固法具有加固、卸荷、改变结构内力三重效果，适用于采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力状态下的桥梁加固。且施工工艺简单、人力投入少、工期短、经济效益明显；对结构损伤小，可大幅度的提高和恢复桥梁承载力，现有的体外预应力加固是根据结构受力及构造特点需将预应力筋弯起锚固，弯起定位主要靠转向块来实现，转向块及锚固块处应力较为集中；转向块一旦松动或滑移，将产生极大的预应力损失甚至预应力失效，且现有的体外预应力加固仅仅提高结构抗弯承载能力。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，在梁支撑端附近加厚腹板及底板，可有效增强结构抗剪承载能力，且可兼作体外预应力锚固块和转向块，结构自重增加小，在梁底和梁侧布设体外预应力以提高结构抗弯承载能力，同时抑制裂缝开展，一定程度改善结构受力，便于推广使用。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于，包括多组分别构筑在各跨预制箱梁段上的体外预应力与增大截面组合加固机构，所述体外预应力与增大截面组合加固机构包括两个对称构筑在对应预制箱梁段边跨位置的混凝土加厚加固段，混凝土加厚加固段靠近梁支撑端一侧设置有锚固端钢板，两个锚固端钢板之间设置有体外预应力束，混凝土加厚加固段所在预制箱梁位置处开设有剪力槽组，所述体外预应力束与混凝土加厚加固段的相交段浇筑在混凝土加厚加固段内，所述体外预应力束暴露在混凝土加厚加固段之外的部分呈平直状
态。
6.上述的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于：所述剪力槽组靠近梁支撑端一侧开设，所述剪力槽组包括多个剪力槽，剪力槽内设置有抗剪块，抗剪块为混凝土抗剪块，多个所述混凝土抗剪块均与混凝土加厚加固段浇筑为一体。
7.上述的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于：所述体外预应力束的中部通过多个减震装置固定在单跨预制箱梁段上，多个减震装置呈等间距设在在所述体外预应力束上。
8.上述的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于：所述体外预应力束包括多个体外预应力钢筋，多个体外预应力钢筋呈对称结构布设在单跨预制箱梁段的底部和侧部，体外预应力钢筋的端部与锚固端钢板锚固连接。
9.上述的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于：所述单跨预制箱梁段的跨中设置有跨中横隔板。
10.上述的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于：所述混凝土加厚加固段和锚固端钢板无缝连接。
11.上述的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于：所述混凝土加厚加固段为u型混凝土加厚加固段，所述u型混凝土加厚加固段的两端高度为0.8
△
，其中，
△
为预制箱梁的腹板高度。
12.上述的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于：所述u型混凝土加厚加固段的两腹板加厚加固板厚度均匀且相等。
13.上述的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于：所述u型混凝土加厚加固段的两腹板加厚加固板呈对称设置，所述腹板加厚加固板的厚度不均匀，所述腹板加厚加固板靠近梁支撑端一侧比所述腹板加厚加固板的另一侧厚。
14.上述的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，其特征在于：所述锚固端钢板为u型锚固端钢板。
15.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
16.1、本实用新型通过混凝土加厚加固段增大单跨预制箱梁段边跨底板和侧板的截面，以提高补强预制箱梁的抗剪能力，并预先在混凝土加厚加固段对应的预制箱梁上开设多个剪力槽，多个剪力槽靠近梁支撑端一侧设置，通过后期的混凝土浇筑注入剪力槽内，混凝土加厚加固段抵抗梁体的水平剪力，便于推广使用。
17.2、本实用新型采用在梁底和梁侧布设新增体外预应力束构造来提高梁体抗弯承载能力，同时抑制裂缝开展，一定程度改善结构受力，可靠稳定，使用效果好。
18.3、本实用新型将锚固端钢板设置在混凝土加厚加固段靠近梁支撑端一侧，体积小，体外预应力束与混凝土加厚加固段的相交段浇筑在混凝土加厚加固段内，体外预应力束暴露在混凝土加厚加固段之外的部分呈平直状态，混凝土加厚加固段有效增强结构抗剪承载能力，且可兼作体外预应力锚固块和转向块，结构自重增加小，便于推广使用。
19.综上所述，本实用新型在梁支撑端附近加厚腹板及底板，可有效增强结构抗剪承载能力，且可兼作体外预应力锚固块和转向块，结构自重增加小，在梁底和梁侧布设体外预应力束以提高结构抗弯承载能力，同时抑制裂缝开展，一定程度改善结构受力，便于推广使用。
20.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图。
22.图2为本实用新型加固后梁体边跨的结构示意图。
23.图3为本实用新型加固后梁体跨中的结构示意图。
24.图4为本实用新型混凝土加厚加固段两腹板加厚加固板厚度均匀的结构示意图。
25.图5为本实用新型混凝土加厚加固段两腹板加厚加固板厚度不均匀的结构示意图。
26.附图标记说明:
27.1—单跨预制箱梁段；
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2—剪力槽；
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3—抗剪块；
28.4—锚固端钢板；
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5—体外预应力钢筋；
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6—混凝土加厚加固段；
29.7—减震装置；
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8—跨中横隔板。
具体实施方式
30.如图1至图3所示，本实用新型的一种预制箱梁的体外预应力与增大截面组合加固结构，包括多组分别构筑在各跨预制箱梁段上的体外预应力与增大截面组合加固机构，所述体外预应力与增大截面组合加固机构包括两个对称构筑在对应预制箱梁段边跨位置的混凝土加厚加固段6，混凝土加厚加固段6靠近梁支撑端一侧设置有锚固端钢板4，两个锚固端钢板4之间设置有体外预应力束，混凝土加厚加固段6所在预制箱梁位置处开设有剪力槽组，所述体外预应力束与混凝土加厚加固段6的相交段浇筑在混凝土加厚加固段6内，所述体外预应力束暴露在混凝土加厚加固段6之外的部分呈平直状态。
31.需要说明的是，通过混凝土加厚加固段6增大预制箱梁边跨底板和侧板的截面，以提高补强单跨预制箱梁段1的抗剪能力，并预先在混凝土加厚加固段6对应的单跨预制箱梁段1上开设多个剪力槽，多个剪力槽靠近梁支撑端一侧设置，通过后期的混凝土浇筑注入剪力槽内，形成抗剪块3，抗剪块3为混凝土抗剪块，多个所述混凝土抗剪块均与混凝土加厚加固段6浇筑为一体，混凝土加厚加固段抵抗梁体的水平剪力；采用在梁底和梁侧布设新增体外预应力束构造来提高梁体抗弯承载能力，同时抑制裂缝开展，一定程度改善结构受力，可靠稳定；将锚固端钢板4设置在混凝土加厚加固段靠近梁支撑端一侧，体积小，体外预应力束与混凝土加厚加固段6的相交段浇筑在混凝土加厚加固段6内，体外预应力束暴露在混凝土加厚加固段6之外的部分呈平直状态，混凝土加厚加固段6有效增强结构抗剪承载能力，且可兼作体外预应力锚固块和转向块，结构自重增加小。
32.本实施例中，所述剪力槽组靠近梁支撑端一侧开设，所述剪力槽组包括多个剪力槽2，剪力槽2内设置有抗剪块3，抗剪块3为混凝土抗剪块，多个所述混凝土抗剪块均与混凝土加厚加固段6浇筑为一体。
33.本实施例中，所述体外预应力束的中部通过多个减震装置7固定在单跨预制箱梁段1上，多个减震装置7呈等间距设在在所述体外预应力束上。
34.本实施例中，所述体外预应力束包括多个体外预应力钢筋5，多个体外预应力钢筋5呈对称结构布设在单跨预制箱梁段1的底部和侧部，体外预应力钢筋5的端部与锚固端钢
板4锚固连接。
35.本实施例中，所述单跨预制箱梁段1的跨中设置有跨中横隔板8。
36.本实施例中，所述混凝土加厚加固段6和锚固端钢板4无缝连接。
37.本实施例中，所述混凝土加厚加固段6为u型混凝土加厚加固段，所述u型混凝土加厚加固段的两端高度为0.8
△
，其中，
△
为预制箱梁的腹板高度。
38.如图4所示，本实施例中，所述u型混凝土加厚加固段的两腹板加厚加固板厚度均匀且相等。
39.需要说明的是，预制箱梁在支点以及边跨位置处主要受剪力，预制箱梁在次边跨以及跨中位置处主要受压，因此在预制箱梁在支点以及边跨位置处需要提高其抗剪能力，预制箱梁所受剪力由两边向中间逐渐减少，若u型混凝土加厚加固段的厚度满足支点以及边跨位置处的剪力，则u型混凝土加厚加固段朝向中部的抗剪能力自然满足，因此u型混凝土加厚加固段的两腹板加厚加固板厚度均匀，施工简单。
40.如图5所示，本实施例中，所述u型混凝土加厚加固段的两腹板加厚加固板呈对称设置，所述腹板加厚加固板的厚度不均匀，所述腹板加厚加固板靠近梁支撑端一侧比所述腹板加厚加固板的另一侧厚。
41.需要说明的是，预制箱梁所受剪力由两边向中间逐渐减少，若u型混凝土加厚加固段的厚度满足支点以及边跨位置处的剪力，所述腹板加厚加固板的厚度不均匀，且从腹板加厚加固板靠近梁支撑端一侧向所述腹板加厚加固板的另一侧逐渐变薄，满足u型混凝土加厚加固段的抗剪能力的同时减轻u型混凝土加厚加固段的自重。
42.本实施例中，所述锚固端钢板4为u型锚固端钢板。
43.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。