既有空心板桥加固系统及其施工方法与流程

1.本发明涉及中小跨径桥梁工程加固，具体涉及一种既有空心板桥加固系统及其施工方法。


背景技术：

2.空心板桥因结构简单、施工快捷而广泛使用，由于早期施工工艺和设计等多方面原因，很多既有空心板桥已经不能满足当前发展的需要，在长期交变荷载和超重荷载的作用下，导致空心板桥出现大量的病害，其中铰缝破坏导致的单板受力问题尤为显著，极大的削弱了空心板结构的承载力，导致大批空心板成为交通运输安全的隐患。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种既有空心板桥加固系统及其施工方法，该系统结构简单，现场施工方便，能够有效修复既有空心板铰缝的各种病害、提高既有空心板的横向和纵向承载能力。
4.本发明所采用的技术方案是：
5.一种既有空心板桥加固系统，包括穿孔钢箱、横向预应力钢绞线、纵向预应力钢绞线和后浇超高性能混凝土；穿孔钢箱在既有空心板底板下侧沿各列铰缝分布且各列纵向穿孔钢箱在横向对齐，穿孔钢箱通过顶面的植入螺栓和粘钢结构胶固定在既有空心板底板上形成铰缝加固钢构件，穿孔钢箱侧面分布有横向穿孔和纵向穿孔；横向预应力钢绞线穿过各列横向穿孔钢箱上各列对应的横向穿孔后张拉施加预应力、纵向预应力钢绞线穿过各列纵向穿孔钢箱上各列对应的纵向穿孔后张拉施加预应力，将所有铰缝加固钢构件连成一个整体；后浇超高性能混凝土位于既有空心板底板下侧且覆盖所有的穿孔钢箱、横向预应力钢绞线和纵向预应力钢绞线，将整个系统与既有空心板连接成一个整体受力。
6.优选地，穿孔钢箱沿铰缝均布，间距为3000mm～5000mm。
7.优选地，穿孔钢箱采用方形，且底面开口。
8.优选地，穿孔钢箱的顶面开设有4～8个植入螺栓的螺栓预留孔、侧面开设有2～4对横向穿孔和4～8对纵向穿孔。
9.上述既有空心板桥加固系统的施工方法是：1)根据既有空心板的状况以及加固需求，确定穿孔钢箱的分布数量、尺寸以及横向穿孔和纵向穿孔的分布数量，在工厂预制穿孔钢箱；2)将穿孔钢箱运至现场，采用吊装的方式，将穿孔钢箱在既有空心板底板下侧沿各列铰缝分布，将穿孔钢箱通过顶面的植入螺栓和粘钢结构胶固定在既有空心板底板上形成铰缝加固钢构件；3)将横向预应力钢绞线穿过各列横向穿孔钢箱上各列对应的横向穿孔后张拉施加预应力、纵向预应力钢绞线穿过各列纵向穿孔钢箱上各列对应的纵向穿孔后张拉施加预应力，使得所有铰缝加固钢构件连成一个整体；4)在既有空心板底板下侧安装模板并浇筑后浇超高性能混凝土，养护完成后拆除模板，后浇超高性能混凝土覆盖所有的穿孔钢箱、横向预应力钢绞线和纵向预应力钢绞线，将整个系统与既有空心板连接成一个整体受
力。
10.本发明的有益效果是：
11.既有空心板在横向之间发生不均匀沉降、荷载冲击后，既有空心板间的铰缝会发生竖向错动，穿孔钢箱通过植入螺栓和粘钢结构胶与既有空心板紧密连接形成铰缝加固钢构件，同时，横向预应力钢绞线张拉施加预应力后，可以提供较强的抗剪承载力，进而保证既有空心板间横向不发生相对错动，具有良好的整体稳定性；当有超载车辆通过既有空心板时，由于既有空心板纵向承载力不足，会发生较大位移和裂缝，纵向预应力钢绞线张拉施加预应力后，可以提供一定的预应力反拱和较强的纵向承载力，保证既有空心板纵向不产生较大位移和裂缝，同时，后浇超高性能混凝土将整个系统与既有空心板连接成一个整体受力，使得既有空心板的整体性进一步得到提高，避免了既有空心板的单板受力而破坏。
12.该系统结构简单，现场施工方便，能够有效修复既有空心板铰缝的各种病害、提高既有空心板的横向和纵向承载能力，满足了日益增大的荷载需求和长期服役的使用需求，与拆除重建相比，加固改造既有空心板可以节省大量的人力物力，经济效益十分显著。
附图说明
13.图1是本发明实施例中既有空心板桥加固系统应用时的横向示意图。
14.图2是本发明实施例中既有空心板桥加固系统应用时的仰视图。
15.图3是本发明实施例中单个穿孔钢箱安装时的正面示意图。
16.图4是本发明实施例中单个穿孔钢箱安装时的侧面示意图。
17.图5是本发明实施例中单个穿孔钢箱的立体透视示意图。
18.图中：1-穿孔钢箱；2-纵向预应力钢绞线；3-植入螺栓；4-横向预应力钢绞线；5-粘钢结构胶；6-后浇超高性能混凝土；7-既有空心板；8-纵向穿孔；9-横向穿孔；10-螺栓预留孔。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
20.如图1至图5所示，一种既有空心板桥加固系统，包括穿孔钢箱1、横向预应力钢绞线4、纵向预应力钢绞线2和后浇超高性能混凝土6；穿孔钢箱1在既有空心板7底板下侧沿各列铰缝分布且各列纵向穿孔钢箱1在横向对齐，穿孔钢箱1通过顶面的植入螺栓3和粘钢结构胶5固定在既有空心板7底板上形成铰缝加固钢构件，穿孔钢箱1侧面分布有横向穿孔9和纵向穿孔8；横向预应力钢绞线4穿过各列横向穿孔钢箱1上各列对应的横向穿孔9后张拉施加预应力、纵向预应力钢绞线2穿过各列纵向穿孔钢箱1上各列对应的纵向穿孔8后张拉施加预应力，将所有铰缝加固钢构件连成一个整体；后浇超高性能混凝土6位于既有空心板7底板下侧且覆盖所有的穿孔钢箱1、横向预应力钢绞线4和纵向预应力钢绞线2，将整个系统与既有空心板7连接成一个整体受力。
21.在本实施例中，优选地，穿孔钢箱1沿铰缝均布，间距为3000mm～5000mm。
22.如图5所示，在本实施例中，优选地，穿孔钢箱1采用方形，且底面开口。
23.在本实施例中，优选地，穿孔钢箱1的顶面开设有4～8个植入螺栓3的螺栓预留孔10、侧面开设有2～4对横向穿孔9和4～8对纵向穿孔8。
24.上述既有空心板桥加固系统的施工方法是：1)根据既有空心板7的状况以及加固需求，确定穿孔钢箱1的分布数量、尺寸以及横向穿孔9和纵向穿孔8的分布数量，在工厂预制穿孔钢箱1；2)将穿孔钢箱1运至现场，采用吊装的方式，将穿孔钢箱1在既有空心板7底板下侧沿各列铰缝分布，将穿孔钢箱1通过顶面的植入螺栓3和粘钢结构胶5固定在既有空心板7底板上形成铰缝加固钢构件；3)将横向预应力钢绞线4穿过各列横向穿孔钢箱1上各列对应的横向穿孔9后张拉施加预应力、纵向预应力钢绞线2穿过各列纵向穿孔钢箱1上各列对应的纵向穿孔8后张拉施加预应力，使得所有铰缝加固钢构件连成一个整体；4)在既有空心板7底板下侧安装模板并浇筑后浇超高性能混凝土6，养护完成后拆除模板，后浇超高性能混凝土6覆盖所有的穿孔钢箱1、横向预应力钢绞线4和纵向预应力钢绞线2，将整个系统与既有空心板7连接成一个整体受力。
25.既有空心板7在横向之间发生不均匀沉降、荷载冲击后，既有空心板7间的铰缝会发生竖向错动，穿孔钢箱1通过植入螺栓3和粘钢结构胶5与既有空心板7紧密连接形成铰缝加固钢构件，同时，横向预应力钢绞线4张拉施加预应力后，可以提供较强的抗剪承载力，进而保证既有空心板7间横向不发生相对错动，具有良好的整体稳定性；当有超载车辆通过既有空心板7时，由于既有空心板7纵向承载力不足，会发生较大位移和裂缝，纵向预应力钢绞线2张拉施加预应力后，可以提供一定的预应力反拱和较强的纵向承载力，保证既有空心板7纵向不产生较大位移和裂缝，同时，后浇超高性能混凝土6将整个系统与既有空心板7连接成一个整体受力，使得既有空心板7的整体性进一步得到提高，避免了既有空心板7的单板受力而破坏。
26.该系统结构简单，现场施工方便，能够有效修复既有空心板7铰缝的各种病害、提高既有空心板7的横向和纵向承载能力，满足了日益增大的荷载需求和长期服役的使用需求，与拆除重建相比，加固改造既有空心板7可以节省大量的人力物力，经济效益十分显著。
27.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。