铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥的制作方法
铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥；其中，该加固方法包括：在检测出铁路框构桥的顶板的跨中区的下表面出现裂缝后，对跨中区进行加固：在裂缝两侧的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带；碳纤维布带与裂缝的走向相垂直，其长度至少为裂缝的宽度的10倍；之后，对跨中区两侧的支座区进行加固：对每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑；钢支撑的一端固定于支座区下表面的钢板，另一端固定于承重墙的墙面的钢板。本发明的技术方案中，无需移除顶板之上的铁路路基即可加固铁路框构桥；也不影响跨中区之下的净空高度。
【专利说明】铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁加固领域，尤其涉及一种铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥。
【背景技术】
[0002]随着我国的铁路里程的持续增加，铁路框构桥被广泛地应用于公路下穿于铁路的交叉段。
[0003]一种铁路框构桥的结构沿铁路线路方向的剖视示意图如图1所示，包括:埋于地下的底板、与底板平行的顶板、以及设置于顶板与底板之间用于支撑顶板的多个承重墙。通常将相邻的两个承重墙之间的顶板划分为处于中间位置的跨中区，以及位于跨中区两侧的支座区；支座区与承重墙相接。
[0004]铁路框构桥多位于交通繁忙的城市地区，在顶板的上表面修筑有铁路路基，在底板上方、顶板之下、承重墙之间穿行有其它道路，承重墙的一部分被穿行的道路的路基覆
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[0005]随着经济的发展和人们生活水平的提高，铁路运输量日益增大，列车的行车密度和载重量越来越大，列车的速度越来越快。很多铁路框构桥被满负荷或超负荷使用，导致越来越多的铁路框构桥出现结构老化、破损、承载能力降低等问题。因此有必要对出现问题的铁路框构桥进行加固。
[0006]然而本发明的发明人发现，目前还没有专门针对铁路框构桥的加固方法。而通常应用于梁桥、拱桥和悬索桥等桥梁的加固方法，往往需要从桥面处对桥梁进行加固，例如掘开桥面，在掘开处增设加固措施后封闭桥面。若直接采用这些加固方法对铁路框构桥进行加固，则需要预先移除桥面之上的铁路路基，导致通过该铁路框构桥的铁路停运，严重影响了交通。
[0007]本发明的发明人还发现，以加固梁桥为例，还可以通过从梁桥的主梁的下表面处增加主梁的厚度来加固梁桥；或者在主梁的下表面处增设钢板、锚杆等加固装置来加固梁桥。然而将这些方法应用于铁路框构桥，会使得铁路框构桥的顶板的下表面增加厚度，或者顶板的下表面增设加固装置；减小了顶板的跨中区与穿行道路的路面之间的净空高度，很可能会影响穿行道路对车辆的实际限高。此外，增厚顶板或增设加固装置增加了顶板承受的载荷和弯矩，抵消了一部分对顶板的加固效果。
[0008]综上所述，如果使用现有的加固方法对铁路框构桥进行加固，则存在影响桥上铁路、或桥下穿行的道路的交通问题；因此，有必要提供一种对铁路框构桥进行加固的方法，而不会影响桥上铁路、或桥下穿行的道路。
【发明内容】
[0009]针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥，既不会影响桥上铁路，也不会影响桥下穿行的道路的交通。[0010]根据本发明技术方案的一个方面，提供了一种铁路框构桥的加固方法，包括:
[0011]在检测出所述铁路框构桥的顶板的跨中区的下表面出现裂缝后，针对所述跨中区进行加固:在所述裂缝两侧的所述铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖所述裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带；所述碳纤维布带与所述裂缝的走向相垂直，其长度至少为所述裂缝的宽度的10倍；
[0012]之后，针对所述跨中区两侧的支座区进行加固:对于每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑；所述钢支撑的一端固定于所述支座区下表面的钢板，另一端固定于所述承重墙的墙面上的钢板。
[0013]较佳地，所述裂缝为多条，且走向不一致；以及
[0014]所述针对跨中区进行加固，具体包括:
[0015]将走向一致的裂缝划分为一组裂缝后，针对每组裂缝进行加固；其中一组裂缝的加固过程为，在所述承重墙之间的顶板的下表面，覆盖该组裂缝粘贴一组平行的碳纤维布带，该组碳纤维布带与该组裂缝的走向相垂直。
[0016]较佳地，所述碳纤维布带的两端与所述承重墙之间的顶板的边缘相接；以及在后粘贴的一组碳纤维布带覆盖于在前粘贴的一组碳纤维布带的下方。
[0017]较佳地，在所述裂缝两侧的所述铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖所述裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带，具体包括:
[0018]对于所述承重墙之间的顶板的下表面进行平整；在平整后的下表面依次涂抹底涂树脂、找平树脂和粘结树脂后粘贴碳纤维布带。
[0019]较佳地，所述在该支座区的下表面粘贴钢板，具体为:
[0020]在粘贴于该支座区下表面的碳纤维布带上涂抹粘结树脂后粘贴钢板；以及
[0021]所述在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板，具体为:
[0022]对所述承重墙的墙面进行平整、涂抹粘结树脂后粘贴钢板。
[0023]较佳地，所述在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑，具体包括:
[0024]将所述钢支撑的一端焊接、或锚接在该支座区的下表面的钢板上，将所述钢支撑的另一端焊接、或锚接在该承重墙的墙面的钢板上。
[0025]根据本发明技术方案的另一个方面，提供了一种加固后的铁路框构桥，包括:底板、顶板、以及设置于所述顶板与底板之间的多个承重墙；还包括:
[0026]粘贴于所述顶板的跨中区的下表面的裂缝处的碳纤维布带、粘贴于所述跨中区两侧的支座区的下表面的钢板、粘贴于与所述支座区相接的承重墙的墙面的钢板，以及设置在相接的两个钢板之间的至少一个钢支撑；
[0027]其中，所述碳纤维布带为多条，并与所述裂缝的走向相垂直，其长度至少为所述裂缝的宽度的10倍。
[0028]较佳地，所述碳纤维布带的两端与所述承重墙之间的顶板的边缘相接。
[0029]较佳地，所述裂缝为多条，且走向不一致，以及所述碳纤维布带为多层；
[0030]其中，每层碳纤维布带分别对应一组走向一致的裂缝，且与一组裂缝对应的一层碳纤维布带是垂直于该组裂缝的走向粘贴的。[0031]较佳地，所述钢支撑是焊接或锚接在钢板上的。
[0032]本发明的技术方案中，在铁路框构桥的顶板的下表面粘贴碳纤维布带后，在顶板的支座区下表面、与支座区相接的承重墙的墙面粘贴钢板，并在该支座区下表面的钢板与该承重墙墙面的钢板之间连接钢支撑，实现对铁路框构桥的加固，而无需移除顶板之上的铁路路基，不影响该铁路的运营。
[0033]进一步，在顶板的跨中区的下表面只粘贴碳纤维布带，而粘贴的碳纤维布带厚度较小，不影响跨中区的下表面与穿行道路路基之间的净空高度。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为现有的铁路框构桥的结构不意图；
[0035]图2为本发明实施例的铁路框构桥的加固方法流程的示意图；
[0036]图3a为本发明实施例的对铁路框构桥中顶板的跨中区进行加固的方法流程的示意图；
[0037]图3b为本发明实施例的铁路框构桥中顶板的下表面的裂缝的示意图；
[0038]图3c、3d分别为本发明实施例的覆盖两组裂缝粘贴的碳纤维布带的示意图；
[0039]图3e为本发明实施例的跨中区加固后的铁路框构桥的结构示意图；
[0040]图3f、3g、3h、3i分别为本发明实施例的底涂树脂、找平树脂、粘结树脂和碳纤维布的参数的示意图；
[0041]图4a为本发明实施例的在顶板的支座区的下表面粘贴钢板的方法流程的示意图；
[0042]图4b为本发明实施例的支座区加固后的铁路框构桥的结构示意图；
[0043]图4c为本发明实施例的在承重墙的墙面粘贴钢板的方法流程的示意图。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
[0045]本发明的发明人发现，铁路框构桥的顶板的跨中区和支座区容易出现老化、损坏等问题。本发明的发明人对出现问题的原因进行如下分析:铁路框构桥通常由钢筋混凝土修筑而成，混凝土的抗拉性能较差。顶板的跨中区在自重和载荷的作用下具有下沉的趋势，在跨中区的下表面产生拉应力，从而导致跨中区的下表面容易出现裂缝，可能会造成跨中区在裂缝处断裂。当跨中区的下表面出现裂缝时，支座区被承重墙支撑的部分具有上翘的趋势，在该部分的上表面产生拉应力，导致支座区的上表面容易出现裂缝；水等液体通过这些裂缝渗入，容易导致支座区中的钢筋发生锈蚀，造成支座区抗拉性能下降；可能导致支座区从裂缝处断裂、脱落。
[0046]基于上述分析，本发明的发明人考虑到，可以在跨中区的下表面沿拉应力的方向(垂直于裂缝的走向)粘贴碳纤维布带；利用碳纤维布带远高于钢板、混凝土的抗拉性能，可以防止裂缝继续扩大或者出现新裂缝；对于支座区中未被承重墙直接支撑的部分，可以在其与承重墙之间固定支撑结构，使得支撑结构将其所承受的载荷传递给承重墙；从而在不需要移除顶板之上铁路路基的基础上，实现对铁路框构桥的加固。而且，碳纤维布带的厚度相对于跨中区下方的净空高度可以忽略，因此不会对跨中区下方穿行的道路产生影响。
[0047]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明实施例的技术方案。
[0048]铁路框构桥的维护人员通过检测仪器，或通过肉眼观察，检测出顶板的跨中区的下表面出现的裂缝后，可以对铁路框构桥实施加固措施，具体方法流程，如图2所示，包括如下步骤:
[0049]S201:对铁路框构桥的顶板的跨中区进行加固。
[0050]具体地，对于在跨中区的下表面检测出的裂缝，在其两侧的铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖该裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带，并使得粘贴的碳纤维布带与该裂缝的走向相垂直，其长度至少为该裂缝的宽度的10倍。粘贴碳纤维布带的具体方法将在后续详细介绍。
[0051]S202:对跨中区两侧支座区进行加固。
[0052]具体地，对于跨中区的每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑，使得钢支撑的一端固定于该支座区下表面的钢板，另一端固定于与该支座区相接的承重墙的墙面上的钢板。对支座区进行加固的具体方法将在后续详细介绍。
[0053]在实际应用中，在顶板的跨中区的下表面检测出的裂缝可能是单条裂缝，也可能是多条裂缝，且多条裂缝的走向可能一致，也可能不一致。针对铁路框构桥的顶板的跨中区下表面多条走向不一致的裂缝，本发明实施例提供的对顶板的跨中区进行加固的具体方法，流程如图3a所示，包括以下步骤:
[0054]S301:对裂缝两侧的承重墙之间的顶板的下表面进行平整。
[0055]具体地，对于顶板的跨中区下表面的每条裂缝，针对该裂缝两侧的承重墙之间的顶板，剔凿、清除该顶板下表面残缺、破损的部分；若该顶板下表面存在外露的钢筋，则检查钢筋是否锈蚀，并对已产生锈蚀的钢筋进行除锈；对于经过剔凿、清除，以及外露钢筋的部位，用高于顶板原混凝土强度的环氧砂浆进行填充，以修补、复原顶板的下表面；打磨顶板下表面的凸出部分(例如，钢筋混凝土构件之间的相接部、段差的凸面等)；将顶板下表面的阳角打磨成圆角，对于阴角采用水泥砂浆进行倒角，倒角半径不小于30mm。
[0056]较佳地，对顶板的下表面进行平整之后，还可以清洗顶板的下表面；待顶板的下表面干燥后，执行步骤S302。
[0057]S302:在顶板的平整后的下表面涂抹底涂树脂。
[0058]具体地，对于裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在其平整后的下表面均匀地涂抹底涂树脂。较佳地，可以用滚筒刷涂抹底涂树脂。底涂树脂固化后，若在顶板的下表面凝结有凸起，则打磨去除凸起；若打磨后露出顶板的下表面，则在露出的顶板的下表面补充涂抹底涂树脂。
[0059]底涂树脂具体可以包括环氧树脂；底涂树脂的性能项目、性能指标和试验方法标准如图3f中的表格所示。
[0060]S303:在顶板的涂抹有底涂树脂的下表面涂抹找平树脂，使得顶板的下表面平顺。
[0061]具体地，在气温5°C以上，相对湿度小于85%的天气条件下，对于裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在其涂抹有底涂树脂的下表面的凹陷部位(例如，蜂窝装孔洞、麻面、孤立小孔等)、阴角、段差的凹面和起拱的外围区域，涂抹找平树脂进行填平，使得顶板的下表面平顺。
[0062]较佳地，涂抹找平树脂之后，若顶板的下表面仍存在凹凸的纹路，则将凹凸的纹路打磨平整。其中，找平树脂具体可以包括环氧树脂；找平树脂的性能项目、性能指标和试验方法标准如图3g中的表格所示。
[0063]S304:在顶板的涂抹有找平树脂的下表面涂抹粘结树脂。
[0064]具体地，对于裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在其涂抹有找平树脂的下表面，均匀地涂抹粘结树脂。
[0065]较佳地，在顶板的下表面中起拱、经过修补的等部位，增大粘结树脂的单位面积的涂抹量，使其大于在平顺处粘结树脂的单位面积的涂抹量。可以用滚筒刷涂抹树脂。其中，粘结树脂具体可以包括环氧树脂；粘结树脂的性能项目、性能指标和试验方法标准如图3h中的表格所示。
[0066]S305:在顶板的涂抹有粘结树脂的下表面，覆盖一组裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带。
[0067]具体地，在气温5°C以上，相对湿度小于85%的天气条件下，对于顶板的跨中区下表面多条走向不一致的裂缝，如图3b所示，将走向一致的裂缝作为一组裂缝，划分出至少一组裂缝。对于如图3b所示的一组裂缝，针对该组裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在该顶板涂抹有粘结树脂的下表面，如图3c所示，覆盖该组裂缝粘贴多个平行的碳纤维布带。多个平行的碳纤维布带与该组裂缝的走向相垂直。
[0068]较佳地，每个碳纤维布带的两端可以与该组裂缝两侧的承重墙之间的顶板的边缘相接。碳纤维布带的宽度可以为300mm ;碳纤维布带之间可以间隔200mm。
[0069]较佳地，可以采用滚筒对已粘贴的每个碳纤维布带，沿其延伸的方向滚压多次。使得粘结树脂充分渗入碳纤维布带中，并去除碳纤维布带与粘结树脂之间残留的空气形成的空鼓。对于拱起的部位，可以采用滚筒从该部位中心点开始向该部位边缘处滚压。
[0070]进一步，碳纤维布带为预先从碳纤维布中裁剪出的。较佳地，裁剪碳纤维布带时，可以预先在待裁剪的位置粘贴宽胶带，在宽胶带中间的位置进行裁剪，以使得裁剪后碳纤维布带的断面齐整，避免出现碳纤维脱丝现象。如图3i中的表格所示，碳纤维布可以是厚度为0.167mm (即单位面积质量为300g/m2)、强度级别为高强度II级的碳纤维布。
[0071]较佳地，可以将多个碳纤维布条粘贴形成一个碳纤维布带；其中，相邻的两个碳纤维布条相搭接。对于每个碳纤维布条，其宽度等于设定宽度(例如300mm)，长度大于设定宽度且不大于长度阈值(例如6000mm)。对于相邻的两个碳纤维布条相搭接的区域，其长度不小于IOOmm且不大于长度阈值的1/5。
[0072]S306:对已粘贴的多条碳纤维布带涂抹粘结树脂后，覆盖另一组裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带。
[0073]具体地，在气温5°C以上，相对湿度小于85%的天气条件下，对于如图3b所示的另一组裂缝，针对该组裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在该顶板已粘贴的多个碳纤维布带的下表面，均匀地涂抹粘结树脂。之后，使用滚筒对已粘贴的每个碳纤维布带，沿其延伸的方向滚压多次，使得粘结树脂充分渗入碳纤维布带中。[0074]在已粘贴的多条碳纤维布带的下表面，如图3d所示，覆盖该组裂缝粘贴多个平行的碳纤维布带，具体方法与步骤S305中粘贴多个平行的碳纤维布带的方法相同，此处不再赘述。
[0075]在实际施工中，还可以重复步骤S306，针对其它走向的裂缝粘贴碳纤维布带。
[0076]事实上，已粘贴的碳纤维布带需要经过一段时间才能达到设计强度。不同气温下，已粘贴的碳纤维布带达到设计强度所需时间不同。例如，平均气温在10°c以下时，需要2周；平均气温在10°C以上且20°C以下时，需要I?2周；平均气温高于20°C时，需要I周。较佳地，在已粘贴的碳纤维布带达到设计强度之前，可以外包塑料薄膜等方式，防止风沙、雨水等对碳纤维布带的侵扰。
[0077]事实上，对顶板的跨中区进行加固后的铁路框构桥，其结构的示意图如图3e所示，可以包括:底板、顶板、以及设置于顶板与底板之间的多个承重墙；还包括:粘贴于顶板的跨中区的下表面的裂缝处的碳纤维布带。其中，碳纤维布带为多条，并与裂缝的走向相垂直，其长度至少为裂缝的宽度的10倍。
[0078]较佳地，碳纤维布带的两端与裂缝两侧的承重墙之间的顶板的边缘相接。
[0079]若裂缝为多条，且走向不一致；则粘贴于顶板下表面的碳纤维布带为多层；每层碳纤维布带分别对应一组走向一致的裂缝，且与一组裂缝对应的一层碳纤维布带是垂直于该组裂缝的走向粘贴的。
[0080]在实际施工中，可以粘贴2?5层碳纤维布带，其总厚度为若干毫米；与顶板的跨中区下方若干米的净空高度相比，碳纤维布带的总厚度可以忽略。因此，在顶板的下表面粘贴碳纤维布带，既在不需要移除顶板之上铁路路基的基础上加固了顶板的跨中区，又不会减小跨中区之下的净空高度。
[0081]上述步骤S202中，对于铁路框构桥中顶板的跨中区的每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板的方法流程，如图4a所示，可以包括以下步骤:
[0082]S401:对于每侧支座区，针对粘贴于该支座区下表面的碳纤维布带，在其下表面涂抹粘结树脂。
[0083]具体地，对于顶板的跨中区的每侧支座区，针对粘贴于该支座区下表面的碳纤维布带，在其下表面均匀地涂抹粘结树脂，具体方法与步骤S304中在顶板的涂抹有找平树脂的下表面涂抹粘结树脂的方法相同，此处不再赘述。
[0084]S402:对于支座区的碳纤维布带，在其涂抹有粘结树脂的下表面粘贴钢板。
[0085]具体地，如图4b所示，对于粘贴于每侧支座区下表面的碳纤维布带，在其涂抹有粘结树脂的下表面粘贴钢板。
[0086]较佳地，粘贴于支座区下表面的钢板，其形状、尺寸分别与该支座区的下表面的形状、尺寸相同。钢板的厚度可以为5?50mm。如图4b所示，对于粘贴于支座区的下表面的钢板，采用锚栓将其锚固于支座区的下表面。
[0087]上述步骤S202中，对于铁路框构桥中顶板的跨中区的每侧支座区，在与该支座区相接的铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板的方法流程，如图4c所示，可以包括以下步骤:
[0088]S411:对于每侧支座区，对与该支座区相接的承重墙的墙面进行平整。
[0089]具体地，对于顶板的跨中区的每侧支座区，对于与该支座区相接的未被穿行道路路基覆盖的承重墙的墙面进行平整，具体方法与步骤S301中对裂缝两侧的承重墙之间的顶板的下表面进行平整的方法相同，此处不再赘述。
[0090]S412:在承重墙的平整后的墙面涂抹粘结树脂。
[0091]具体地，对于顶板的跨中区的每侧支座区，在与该支座区相接的承重墙经平整后的墙面均匀地涂膜粘结树脂，具体方法与步骤S304中在顶板的涂抹有找平树脂的下表面涂抹粘结树脂的方法相同，此处不再赘述。
[0092]S413:在承重墙的涂抹有粘结树脂的墙面粘贴钢板。
[0093]具体地，如图4b所示，对于顶板的跨中区的每侧支座区，针对与该支座区相接的承重墙，在其涂抹有粘结树脂的墙面粘贴钢板。
[0094]较佳地，粘贴于承重墙的墙面的钢板，其形状、尺寸分别与该承重墙的墙面的形状、尺寸相同。钢板的厚度可以为5?50mm。如图4b所示，对于粘贴于承重墙的墙面的钢板，采用锚栓将其锚固于承重墙的墙面。
[0095]进一步，针对分别粘贴在同一承重墙内、外侧的墙面的钢板，可以采用对拉锚栓将其分别锚固于该承重墙的内、外侧的墙面。
[0096]事实上，对于顶板的跨中区的每侧支座区，以及与该支座区相接的承重墙，粘贴于该支座区下表面的钢板，与粘贴于该承重墙的墙面的钢板，相接于该支座区的下表面与该承重墙的墙面的相接处。
[0097]上述步骤S202中，设置至少一个钢支撑并固定钢支撑的方法具体包括:如图4b所示，对于铁路框构桥中顶板的跨中区的每侧支座区、以及与该支座区相接的承重墙，在该支座区下表面的钢板与该承重墙墙面的钢板之间设置至少一个钢支撑；可以采用焊接或锚接的方式，将呈条状的钢支撑的一端固定于该支座区的下表面的钢板上，并将钢支撑的另一端固定于该承重墙的墙面的钢板上。锚接在本文中具体指采用锚栓锚固。
[0098]较佳地，钢支撑具有多个；多个钢支撑沿穿行的道路的方向(即承重墙的走向)，以设定的距离设置；设定间距可以是0.5?1.5m。
[0099]较佳地，钢支撑呈条状，其横截面呈圆形，圆的直径可以为50?200mm ;可以将钢支撑的两端均加工为扁平状，以方便与钢板相连接。
[0100]较佳地，一个钢支撑可以由一根条状的实心钢弯折而成；可以将其一端至弯折处的部分划分为上支撑部，将其另一端至弯折处的部分划分为下支撑部，上支撑部与下支撑部在弯折处相交形成的内角(即小于180°的夹角)大于90°。
[0101]对于顶板的支座区，其一部分载荷通过粘贴于其下表面的钢板集中传递到钢支撑；钢支撑将承受的载荷通过粘贴于承重墙墙面的钢板传递到承重墙；从而在不移除顶板之上铁路路基的基础上，实现了对顶板的支座区的加固，也不影响跨中区下的净空高度。
[0102]事实上，对顶板的支座区加固后的铁路框构桥，其结构的示意图如图4b所示，包括:粘贴于顶板的跨中区两侧的支座区的下表面的钢板、粘贴于与支座区相接的承重墙的墙面的钢板，以及设置在相接的两个钢板之间的至少一个钢支撑。较佳地，钢支撑的两端分别焊接或锚接在两个钢板上。
[0103]本发明的技术方案中，在铁路框构桥的顶板的下表面粘贴碳纤维布带后，在顶板的支座区下表面、与支座区相接的承重墙的墙面粘贴钢板，并在该支座区下表面的钢板与该承重墙墙面的钢板之间连接钢支撑，实现对铁路框构桥的加固，而无需移除顶板之上的铁路路基，不影响该铁路的运营。
[0104]进一步，在顶板的跨中区的下表面只粘贴碳纤维布带，而粘贴的碳纤维布带厚度较小，不影响跨中区的下表面与穿行道路路基之间的净空高度。
[0105]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种铁路框构桥的加固方法，其特征在于，包括: 在检测出所述铁路框构桥的顶板的跨中区的下表面出现裂缝后，针对所述跨中区进行加固:在所述裂缝两侧的所述铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖所述裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带；所述碳纤维布带与所述裂缝的走向相垂直，其长度至少为所述裂缝的宽度的10倍； 之后，针对所述跨中区两侧的支座区进行加固:对于每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑；所述钢支撑的一端固定于所述支座区下表面的钢板，另一端固定于所述承重墙的墙面上的钢板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂缝为多条，且走向不一致；以及 所述针对跨中区进行加固，具体包括: 将走向一致的裂缝划分为一组裂缝后，针对每组裂缝进行加固；其中一组裂缝的加固过程为，在所述承重墙之间的顶板的下表面，覆盖该组裂缝粘贴一组平行的碳纤维布带，该组碳纤维布带与该组裂缝的走向相垂直。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳纤维布带的两端与所述承重墙之间的顶板的边缘相接；以及在后粘贴的一组碳纤维布带覆盖于在前粘贴的一组碳纤维布带的下方。
4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，在所述裂缝两侧的所述铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖所述裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带，具体包括: 对于所述承重墙之间的顶板的下表面进行平整；在平整后的下表面依次涂抹底涂树月旨、找平树脂和粘结树脂后粘贴碳纤维布带。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在该支座区的下表面粘贴钢板，具体为: 在粘贴于该支座区下表面的碳纤维布带上涂抹粘结树脂后粘贴钢板；以及 所述在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板，具体为: 对所述承重墙的墙面进行平整、涂抹粘结树脂后粘贴钢板。
6.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑，具体包括: 将所述钢支撑的一端焊接、或锚接在该支座区的下表面的钢板上，将所述钢支撑的另一端焊接、或锚接在该承重墙的墙面的钢板上。
7.—种加固后的铁路框构桥，包括:底板、顶板、以及设置于所述顶板与底板之间的多个承重墙；其特征在于，还包括: 粘贴于所述顶板的跨中区的下表面的裂缝处的碳纤维布带、粘贴于所述跨中区两侧的支座区的下表面的钢板、粘贴于与所述支座区相接的承重墙的墙面的钢板，以及设置在相接的两个钢板之间的至少一个钢支撑； 其中，所述碳纤维布带为多条，并与所述裂缝的走向相垂直，其长度至少为所述裂缝的宽度的10倍。
8.如权利要求7所述的铁路框构桥，其特征在于，所述碳纤维布带的两端与所述承重墙之间的顶板的边缘相接。
9.如权利要求8所述的铁路框构桥，其特征在于，所述裂缝为多条，且走向不一致，以及所述碳纤维布带为多层； 其中，每层碳纤维布带分别对应一组走向一致的裂缝，且与一组裂缝对应的一层碳纤维布带是垂直于该组裂缝的走向粘贴的。
10.如权利要求6-9任一所述的铁路框构桥，其特征在于，所述钢支撑是焊接或锚接在钢板上的。`
【文档编号】E01D22/00GK103741607SQ201410001168
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】石山, 刘建友, 陈学峰, 吕刚, 邢如飞, 王杨, 彭斌 申请人:中铁工程设计咨询集团有限公司
【专利摘要】本发明公开了一种铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥；其中，该加固方法包括：在检测出铁路框构桥的顶板的跨中区的下表面出现裂缝后，对跨中区进行加固：在裂缝两侧的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带；碳纤维布带与裂缝的走向相垂直，其长度至少为裂缝的宽度的10倍；之后，对跨中区两侧的支座区进行加固：对每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑；钢支撑的一端固定于支座区下表面的钢板，另一端固定于承重墙的墙面的钢板。本发明的技术方案中，无需移除顶板之上的铁路路基即可加固铁路框构桥；也不影响跨中区之下的净空高度。
【专利说明】铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁加固领域，尤其涉及一种铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥。
【背景技术】
[0002]随着我国的铁路里程的持续增加，铁路框构桥被广泛地应用于公路下穿于铁路的交叉段。
[0003]一种铁路框构桥的结构沿铁路线路方向的剖视示意图如图1所示，包括:埋于地下的底板、与底板平行的顶板、以及设置于顶板与底板之间用于支撑顶板的多个承重墙。通常将相邻的两个承重墙之间的顶板划分为处于中间位置的跨中区，以及位于跨中区两侧的支座区；支座区与承重墙相接。
[0004]铁路框构桥多位于交通繁忙的城市地区，在顶板的上表面修筑有铁路路基，在底板上方、顶板之下、承重墙之间穿行有其它道路，承重墙的一部分被穿行的道路的路基覆
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[0005]随着经济的发展和人们生活水平的提高，铁路运输量日益增大，列车的行车密度和载重量越来越大，列车的速度越来越快。很多铁路框构桥被满负荷或超负荷使用，导致越来越多的铁路框构桥出现结构老化、破损、承载能力降低等问题。因此有必要对出现问题的铁路框构桥进行加固。
[0006]然而本发明的发明人发现，目前还没有专门针对铁路框构桥的加固方法。而通常应用于梁桥、拱桥和悬索桥等桥梁的加固方法，往往需要从桥面处对桥梁进行加固，例如掘开桥面，在掘开处增设加固措施后封闭桥面。若直接采用这些加固方法对铁路框构桥进行加固，则需要预先移除桥面之上的铁路路基，导致通过该铁路框构桥的铁路停运，严重影响了交通。
[0007]本发明的发明人还发现，以加固梁桥为例，还可以通过从梁桥的主梁的下表面处增加主梁的厚度来加固梁桥；或者在主梁的下表面处增设钢板、锚杆等加固装置来加固梁桥。然而将这些方法应用于铁路框构桥，会使得铁路框构桥的顶板的下表面增加厚度，或者顶板的下表面增设加固装置；减小了顶板的跨中区与穿行道路的路面之间的净空高度，很可能会影响穿行道路对车辆的实际限高。此外，增厚顶板或增设加固装置增加了顶板承受的载荷和弯矩，抵消了一部分对顶板的加固效果。
[0008]综上所述，如果使用现有的加固方法对铁路框构桥进行加固，则存在影响桥上铁路、或桥下穿行的道路的交通问题；因此，有必要提供一种对铁路框构桥进行加固的方法，而不会影响桥上铁路、或桥下穿行的道路。
【发明内容】
[0009]针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种铁路框构桥的加固方法、以及加固后的铁路框构桥，既不会影响桥上铁路，也不会影响桥下穿行的道路的交通。[0010]根据本发明技术方案的一个方面，提供了一种铁路框构桥的加固方法，包括:
[0011]在检测出所述铁路框构桥的顶板的跨中区的下表面出现裂缝后，针对所述跨中区进行加固:在所述裂缝两侧的所述铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖所述裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带；所述碳纤维布带与所述裂缝的走向相垂直，其长度至少为所述裂缝的宽度的10倍；
[0012]之后，针对所述跨中区两侧的支座区进行加固:对于每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑；所述钢支撑的一端固定于所述支座区下表面的钢板，另一端固定于所述承重墙的墙面上的钢板。
[0013]较佳地，所述裂缝为多条，且走向不一致；以及
[0014]所述针对跨中区进行加固，具体包括:
[0015]将走向一致的裂缝划分为一组裂缝后，针对每组裂缝进行加固；其中一组裂缝的加固过程为，在所述承重墙之间的顶板的下表面，覆盖该组裂缝粘贴一组平行的碳纤维布带，该组碳纤维布带与该组裂缝的走向相垂直。
[0016]较佳地，所述碳纤维布带的两端与所述承重墙之间的顶板的边缘相接；以及在后粘贴的一组碳纤维布带覆盖于在前粘贴的一组碳纤维布带的下方。
[0017]较佳地，在所述裂缝两侧的所述铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖所述裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带，具体包括:
[0018]对于所述承重墙之间的顶板的下表面进行平整；在平整后的下表面依次涂抹底涂树脂、找平树脂和粘结树脂后粘贴碳纤维布带。
[0019]较佳地，所述在该支座区的下表面粘贴钢板，具体为:
[0020]在粘贴于该支座区下表面的碳纤维布带上涂抹粘结树脂后粘贴钢板；以及
[0021]所述在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板，具体为:
[0022]对所述承重墙的墙面进行平整、涂抹粘结树脂后粘贴钢板。
[0023]较佳地，所述在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑，具体包括:
[0024]将所述钢支撑的一端焊接、或锚接在该支座区的下表面的钢板上，将所述钢支撑的另一端焊接、或锚接在该承重墙的墙面的钢板上。
[0025]根据本发明技术方案的另一个方面，提供了一种加固后的铁路框构桥，包括:底板、顶板、以及设置于所述顶板与底板之间的多个承重墙；还包括:
[0026]粘贴于所述顶板的跨中区的下表面的裂缝处的碳纤维布带、粘贴于所述跨中区两侧的支座区的下表面的钢板、粘贴于与所述支座区相接的承重墙的墙面的钢板，以及设置在相接的两个钢板之间的至少一个钢支撑；
[0027]其中，所述碳纤维布带为多条，并与所述裂缝的走向相垂直，其长度至少为所述裂缝的宽度的10倍。
[0028]较佳地，所述碳纤维布带的两端与所述承重墙之间的顶板的边缘相接。
[0029]较佳地，所述裂缝为多条，且走向不一致，以及所述碳纤维布带为多层；
[0030]其中，每层碳纤维布带分别对应一组走向一致的裂缝，且与一组裂缝对应的一层碳纤维布带是垂直于该组裂缝的走向粘贴的。[0031]较佳地，所述钢支撑是焊接或锚接在钢板上的。
[0032]本发明的技术方案中，在铁路框构桥的顶板的下表面粘贴碳纤维布带后，在顶板的支座区下表面、与支座区相接的承重墙的墙面粘贴钢板，并在该支座区下表面的钢板与该承重墙墙面的钢板之间连接钢支撑，实现对铁路框构桥的加固，而无需移除顶板之上的铁路路基，不影响该铁路的运营。
[0033]进一步，在顶板的跨中区的下表面只粘贴碳纤维布带，而粘贴的碳纤维布带厚度较小，不影响跨中区的下表面与穿行道路路基之间的净空高度。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为现有的铁路框构桥的结构不意图；
[0035]图2为本发明实施例的铁路框构桥的加固方法流程的示意图；
[0036]图3a为本发明实施例的对铁路框构桥中顶板的跨中区进行加固的方法流程的示意图；
[0037]图3b为本发明实施例的铁路框构桥中顶板的下表面的裂缝的示意图；
[0038]图3c、3d分别为本发明实施例的覆盖两组裂缝粘贴的碳纤维布带的示意图；
[0039]图3e为本发明实施例的跨中区加固后的铁路框构桥的结构示意图；
[0040]图3f、3g、3h、3i分别为本发明实施例的底涂树脂、找平树脂、粘结树脂和碳纤维布的参数的示意图；
[0041]图4a为本发明实施例的在顶板的支座区的下表面粘贴钢板的方法流程的示意图；
[0042]图4b为本发明实施例的支座区加固后的铁路框构桥的结构示意图；
[0043]图4c为本发明实施例的在承重墙的墙面粘贴钢板的方法流程的示意图。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
[0045]本发明的发明人发现，铁路框构桥的顶板的跨中区和支座区容易出现老化、损坏等问题。本发明的发明人对出现问题的原因进行如下分析:铁路框构桥通常由钢筋混凝土修筑而成，混凝土的抗拉性能较差。顶板的跨中区在自重和载荷的作用下具有下沉的趋势，在跨中区的下表面产生拉应力，从而导致跨中区的下表面容易出现裂缝，可能会造成跨中区在裂缝处断裂。当跨中区的下表面出现裂缝时，支座区被承重墙支撑的部分具有上翘的趋势，在该部分的上表面产生拉应力，导致支座区的上表面容易出现裂缝；水等液体通过这些裂缝渗入，容易导致支座区中的钢筋发生锈蚀，造成支座区抗拉性能下降；可能导致支座区从裂缝处断裂、脱落。
[0046]基于上述分析，本发明的发明人考虑到，可以在跨中区的下表面沿拉应力的方向(垂直于裂缝的走向)粘贴碳纤维布带；利用碳纤维布带远高于钢板、混凝土的抗拉性能，可以防止裂缝继续扩大或者出现新裂缝；对于支座区中未被承重墙直接支撑的部分，可以在其与承重墙之间固定支撑结构，使得支撑结构将其所承受的载荷传递给承重墙；从而在不需要移除顶板之上铁路路基的基础上，实现对铁路框构桥的加固。而且，碳纤维布带的厚度相对于跨中区下方的净空高度可以忽略，因此不会对跨中区下方穿行的道路产生影响。
[0047]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明实施例的技术方案。
[0048]铁路框构桥的维护人员通过检测仪器，或通过肉眼观察，检测出顶板的跨中区的下表面出现的裂缝后，可以对铁路框构桥实施加固措施，具体方法流程，如图2所示，包括如下步骤:
[0049]S201:对铁路框构桥的顶板的跨中区进行加固。
[0050]具体地，对于在跨中区的下表面检测出的裂缝，在其两侧的铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖该裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带，并使得粘贴的碳纤维布带与该裂缝的走向相垂直，其长度至少为该裂缝的宽度的10倍。粘贴碳纤维布带的具体方法将在后续详细介绍。
[0051]S202:对跨中区两侧支座区进行加固。
[0052]具体地，对于跨中区的每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑，使得钢支撑的一端固定于该支座区下表面的钢板，另一端固定于与该支座区相接的承重墙的墙面上的钢板。对支座区进行加固的具体方法将在后续详细介绍。
[0053]在实际应用中，在顶板的跨中区的下表面检测出的裂缝可能是单条裂缝，也可能是多条裂缝，且多条裂缝的走向可能一致，也可能不一致。针对铁路框构桥的顶板的跨中区下表面多条走向不一致的裂缝，本发明实施例提供的对顶板的跨中区进行加固的具体方法，流程如图3a所示，包括以下步骤:
[0054]S301:对裂缝两侧的承重墙之间的顶板的下表面进行平整。
[0055]具体地，对于顶板的跨中区下表面的每条裂缝，针对该裂缝两侧的承重墙之间的顶板，剔凿、清除该顶板下表面残缺、破损的部分；若该顶板下表面存在外露的钢筋，则检查钢筋是否锈蚀，并对已产生锈蚀的钢筋进行除锈；对于经过剔凿、清除，以及外露钢筋的部位，用高于顶板原混凝土强度的环氧砂浆进行填充，以修补、复原顶板的下表面；打磨顶板下表面的凸出部分(例如，钢筋混凝土构件之间的相接部、段差的凸面等)；将顶板下表面的阳角打磨成圆角，对于阴角采用水泥砂浆进行倒角，倒角半径不小于30mm。
[0056]较佳地，对顶板的下表面进行平整之后，还可以清洗顶板的下表面；待顶板的下表面干燥后，执行步骤S302。
[0057]S302:在顶板的平整后的下表面涂抹底涂树脂。
[0058]具体地，对于裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在其平整后的下表面均匀地涂抹底涂树脂。较佳地，可以用滚筒刷涂抹底涂树脂。底涂树脂固化后，若在顶板的下表面凝结有凸起，则打磨去除凸起；若打磨后露出顶板的下表面，则在露出的顶板的下表面补充涂抹底涂树脂。
[0059]底涂树脂具体可以包括环氧树脂；底涂树脂的性能项目、性能指标和试验方法标准如图3f中的表格所示。
[0060]S303:在顶板的涂抹有底涂树脂的下表面涂抹找平树脂，使得顶板的下表面平顺。
[0061]具体地，在气温5°C以上，相对湿度小于85%的天气条件下，对于裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在其涂抹有底涂树脂的下表面的凹陷部位(例如，蜂窝装孔洞、麻面、孤立小孔等)、阴角、段差的凹面和起拱的外围区域，涂抹找平树脂进行填平，使得顶板的下表面平顺。
[0062]较佳地，涂抹找平树脂之后，若顶板的下表面仍存在凹凸的纹路，则将凹凸的纹路打磨平整。其中，找平树脂具体可以包括环氧树脂；找平树脂的性能项目、性能指标和试验方法标准如图3g中的表格所示。
[0063]S304:在顶板的涂抹有找平树脂的下表面涂抹粘结树脂。
[0064]具体地，对于裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在其涂抹有找平树脂的下表面，均匀地涂抹粘结树脂。
[0065]较佳地，在顶板的下表面中起拱、经过修补的等部位，增大粘结树脂的单位面积的涂抹量，使其大于在平顺处粘结树脂的单位面积的涂抹量。可以用滚筒刷涂抹树脂。其中，粘结树脂具体可以包括环氧树脂；粘结树脂的性能项目、性能指标和试验方法标准如图3h中的表格所示。
[0066]S305:在顶板的涂抹有粘结树脂的下表面，覆盖一组裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带。
[0067]具体地，在气温5°C以上，相对湿度小于85%的天气条件下，对于顶板的跨中区下表面多条走向不一致的裂缝，如图3b所示，将走向一致的裂缝作为一组裂缝，划分出至少一组裂缝。对于如图3b所示的一组裂缝，针对该组裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在该顶板涂抹有粘结树脂的下表面，如图3c所示，覆盖该组裂缝粘贴多个平行的碳纤维布带。多个平行的碳纤维布带与该组裂缝的走向相垂直。
[0068]较佳地，每个碳纤维布带的两端可以与该组裂缝两侧的承重墙之间的顶板的边缘相接。碳纤维布带的宽度可以为300mm ;碳纤维布带之间可以间隔200mm。
[0069]较佳地，可以采用滚筒对已粘贴的每个碳纤维布带，沿其延伸的方向滚压多次。使得粘结树脂充分渗入碳纤维布带中，并去除碳纤维布带与粘结树脂之间残留的空气形成的空鼓。对于拱起的部位，可以采用滚筒从该部位中心点开始向该部位边缘处滚压。
[0070]进一步，碳纤维布带为预先从碳纤维布中裁剪出的。较佳地，裁剪碳纤维布带时，可以预先在待裁剪的位置粘贴宽胶带，在宽胶带中间的位置进行裁剪，以使得裁剪后碳纤维布带的断面齐整，避免出现碳纤维脱丝现象。如图3i中的表格所示，碳纤维布可以是厚度为0.167mm (即单位面积质量为300g/m2)、强度级别为高强度II级的碳纤维布。
[0071]较佳地，可以将多个碳纤维布条粘贴形成一个碳纤维布带；其中，相邻的两个碳纤维布条相搭接。对于每个碳纤维布条，其宽度等于设定宽度(例如300mm)，长度大于设定宽度且不大于长度阈值(例如6000mm)。对于相邻的两个碳纤维布条相搭接的区域，其长度不小于IOOmm且不大于长度阈值的1/5。
[0072]S306:对已粘贴的多条碳纤维布带涂抹粘结树脂后，覆盖另一组裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带。
[0073]具体地，在气温5°C以上，相对湿度小于85%的天气条件下，对于如图3b所示的另一组裂缝，针对该组裂缝两侧的承重墙之间的顶板，在该顶板已粘贴的多个碳纤维布带的下表面，均匀地涂抹粘结树脂。之后，使用滚筒对已粘贴的每个碳纤维布带，沿其延伸的方向滚压多次，使得粘结树脂充分渗入碳纤维布带中。[0074]在已粘贴的多条碳纤维布带的下表面，如图3d所示，覆盖该组裂缝粘贴多个平行的碳纤维布带，具体方法与步骤S305中粘贴多个平行的碳纤维布带的方法相同，此处不再赘述。
[0075]在实际施工中，还可以重复步骤S306，针对其它走向的裂缝粘贴碳纤维布带。
[0076]事实上，已粘贴的碳纤维布带需要经过一段时间才能达到设计强度。不同气温下，已粘贴的碳纤维布带达到设计强度所需时间不同。例如，平均气温在10°c以下时，需要2周；平均气温在10°C以上且20°C以下时，需要I?2周；平均气温高于20°C时，需要I周。较佳地，在已粘贴的碳纤维布带达到设计强度之前，可以外包塑料薄膜等方式，防止风沙、雨水等对碳纤维布带的侵扰。
[0077]事实上，对顶板的跨中区进行加固后的铁路框构桥，其结构的示意图如图3e所示，可以包括:底板、顶板、以及设置于顶板与底板之间的多个承重墙；还包括:粘贴于顶板的跨中区的下表面的裂缝处的碳纤维布带。其中，碳纤维布带为多条，并与裂缝的走向相垂直，其长度至少为裂缝的宽度的10倍。
[0078]较佳地，碳纤维布带的两端与裂缝两侧的承重墙之间的顶板的边缘相接。
[0079]若裂缝为多条，且走向不一致；则粘贴于顶板下表面的碳纤维布带为多层；每层碳纤维布带分别对应一组走向一致的裂缝，且与一组裂缝对应的一层碳纤维布带是垂直于该组裂缝的走向粘贴的。
[0080]在实际施工中，可以粘贴2?5层碳纤维布带，其总厚度为若干毫米；与顶板的跨中区下方若干米的净空高度相比，碳纤维布带的总厚度可以忽略。因此，在顶板的下表面粘贴碳纤维布带，既在不需要移除顶板之上铁路路基的基础上加固了顶板的跨中区，又不会减小跨中区之下的净空高度。
[0081]上述步骤S202中，对于铁路框构桥中顶板的跨中区的每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板的方法流程，如图4a所示，可以包括以下步骤:
[0082]S401:对于每侧支座区，针对粘贴于该支座区下表面的碳纤维布带，在其下表面涂抹粘结树脂。
[0083]具体地，对于顶板的跨中区的每侧支座区，针对粘贴于该支座区下表面的碳纤维布带，在其下表面均匀地涂抹粘结树脂，具体方法与步骤S304中在顶板的涂抹有找平树脂的下表面涂抹粘结树脂的方法相同，此处不再赘述。
[0084]S402:对于支座区的碳纤维布带，在其涂抹有粘结树脂的下表面粘贴钢板。
[0085]具体地，如图4b所示，对于粘贴于每侧支座区下表面的碳纤维布带，在其涂抹有粘结树脂的下表面粘贴钢板。
[0086]较佳地，粘贴于支座区下表面的钢板，其形状、尺寸分别与该支座区的下表面的形状、尺寸相同。钢板的厚度可以为5?50mm。如图4b所示，对于粘贴于支座区的下表面的钢板，采用锚栓将其锚固于支座区的下表面。
[0087]上述步骤S202中，对于铁路框构桥中顶板的跨中区的每侧支座区，在与该支座区相接的铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板的方法流程，如图4c所示，可以包括以下步骤:
[0088]S411:对于每侧支座区，对与该支座区相接的承重墙的墙面进行平整。
[0089]具体地，对于顶板的跨中区的每侧支座区，对于与该支座区相接的未被穿行道路路基覆盖的承重墙的墙面进行平整，具体方法与步骤S301中对裂缝两侧的承重墙之间的顶板的下表面进行平整的方法相同，此处不再赘述。
[0090]S412:在承重墙的平整后的墙面涂抹粘结树脂。
[0091]具体地，对于顶板的跨中区的每侧支座区，在与该支座区相接的承重墙经平整后的墙面均匀地涂膜粘结树脂，具体方法与步骤S304中在顶板的涂抹有找平树脂的下表面涂抹粘结树脂的方法相同，此处不再赘述。
[0092]S413:在承重墙的涂抹有粘结树脂的墙面粘贴钢板。
[0093]具体地，如图4b所示，对于顶板的跨中区的每侧支座区，针对与该支座区相接的承重墙，在其涂抹有粘结树脂的墙面粘贴钢板。
[0094]较佳地，粘贴于承重墙的墙面的钢板，其形状、尺寸分别与该承重墙的墙面的形状、尺寸相同。钢板的厚度可以为5?50mm。如图4b所示，对于粘贴于承重墙的墙面的钢板，采用锚栓将其锚固于承重墙的墙面。
[0095]进一步，针对分别粘贴在同一承重墙内、外侧的墙面的钢板，可以采用对拉锚栓将其分别锚固于该承重墙的内、外侧的墙面。
[0096]事实上，对于顶板的跨中区的每侧支座区，以及与该支座区相接的承重墙，粘贴于该支座区下表面的钢板，与粘贴于该承重墙的墙面的钢板，相接于该支座区的下表面与该承重墙的墙面的相接处。
[0097]上述步骤S202中，设置至少一个钢支撑并固定钢支撑的方法具体包括:如图4b所示，对于铁路框构桥中顶板的跨中区的每侧支座区、以及与该支座区相接的承重墙，在该支座区下表面的钢板与该承重墙墙面的钢板之间设置至少一个钢支撑；可以采用焊接或锚接的方式，将呈条状的钢支撑的一端固定于该支座区的下表面的钢板上，并将钢支撑的另一端固定于该承重墙的墙面的钢板上。锚接在本文中具体指采用锚栓锚固。
[0098]较佳地，钢支撑具有多个；多个钢支撑沿穿行的道路的方向(即承重墙的走向)，以设定的距离设置；设定间距可以是0.5?1.5m。
[0099]较佳地，钢支撑呈条状，其横截面呈圆形，圆的直径可以为50?200mm ;可以将钢支撑的两端均加工为扁平状，以方便与钢板相连接。
[0100]较佳地，一个钢支撑可以由一根条状的实心钢弯折而成；可以将其一端至弯折处的部分划分为上支撑部，将其另一端至弯折处的部分划分为下支撑部，上支撑部与下支撑部在弯折处相交形成的内角(即小于180°的夹角)大于90°。
[0101]对于顶板的支座区，其一部分载荷通过粘贴于其下表面的钢板集中传递到钢支撑；钢支撑将承受的载荷通过粘贴于承重墙墙面的钢板传递到承重墙；从而在不移除顶板之上铁路路基的基础上，实现了对顶板的支座区的加固，也不影响跨中区下的净空高度。
[0102]事实上，对顶板的支座区加固后的铁路框构桥，其结构的示意图如图4b所示，包括:粘贴于顶板的跨中区两侧的支座区的下表面的钢板、粘贴于与支座区相接的承重墙的墙面的钢板，以及设置在相接的两个钢板之间的至少一个钢支撑。较佳地，钢支撑的两端分别焊接或锚接在两个钢板上。
[0103]本发明的技术方案中，在铁路框构桥的顶板的下表面粘贴碳纤维布带后，在顶板的支座区下表面、与支座区相接的承重墙的墙面粘贴钢板，并在该支座区下表面的钢板与该承重墙墙面的钢板之间连接钢支撑，实现对铁路框构桥的加固，而无需移除顶板之上的铁路路基，不影响该铁路的运营。
[0104]进一步，在顶板的跨中区的下表面只粘贴碳纤维布带，而粘贴的碳纤维布带厚度较小，不影响跨中区的下表面与穿行道路路基之间的净空高度。
[0105]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种铁路框构桥的加固方法，其特征在于，包括: 在检测出所述铁路框构桥的顶板的跨中区的下表面出现裂缝后，针对所述跨中区进行加固:在所述裂缝两侧的所述铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖所述裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带；所述碳纤维布带与所述裂缝的走向相垂直，其长度至少为所述裂缝的宽度的10倍； 之后，针对所述跨中区两侧的支座区进行加固:对于每侧支座区，在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑；所述钢支撑的一端固定于所述支座区下表面的钢板，另一端固定于所述承重墙的墙面上的钢板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂缝为多条，且走向不一致；以及 所述针对跨中区进行加固，具体包括: 将走向一致的裂缝划分为一组裂缝后，针对每组裂缝进行加固；其中一组裂缝的加固过程为，在所述承重墙之间的顶板的下表面，覆盖该组裂缝粘贴一组平行的碳纤维布带，该组碳纤维布带与该组裂缝的走向相垂直。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳纤维布带的两端与所述承重墙之间的顶板的边缘相接；以及在后粘贴的一组碳纤维布带覆盖于在前粘贴的一组碳纤维布带的下方。
4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，在所述裂缝两侧的所述铁路框构桥的承重墙之间的顶板的下表面，覆盖所述裂缝粘贴多条平行的碳纤维布带，具体包括: 对于所述承重墙之间的顶板的下表面进行平整；在平整后的下表面依次涂抹底涂树月旨、找平树脂和粘结树脂后粘贴碳纤维布带。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在该支座区的下表面粘贴钢板，具体为: 在粘贴于该支座区下表面的碳纤维布带上涂抹粘结树脂后粘贴钢板；以及 所述在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板，具体为: 对所述承重墙的墙面进行平整、涂抹粘结树脂后粘贴钢板。
6.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述在该支座区的下表面粘贴钢板，以及在与该支座区相接的所述铁路框构桥的承重墙的墙面粘贴钢板后，设置至少一个钢支撑，具体包括: 将所述钢支撑的一端焊接、或锚接在该支座区的下表面的钢板上，将所述钢支撑的另一端焊接、或锚接在该承重墙的墙面的钢板上。
7.—种加固后的铁路框构桥，包括:底板、顶板、以及设置于所述顶板与底板之间的多个承重墙；其特征在于，还包括: 粘贴于所述顶板的跨中区的下表面的裂缝处的碳纤维布带、粘贴于所述跨中区两侧的支座区的下表面的钢板、粘贴于与所述支座区相接的承重墙的墙面的钢板，以及设置在相接的两个钢板之间的至少一个钢支撑； 其中，所述碳纤维布带为多条，并与所述裂缝的走向相垂直，其长度至少为所述裂缝的宽度的10倍。
8.如权利要求7所述的铁路框构桥，其特征在于，所述碳纤维布带的两端与所述承重墙之间的顶板的边缘相接。
9.如权利要求8所述的铁路框构桥，其特征在于，所述裂缝为多条，且走向不一致，以及所述碳纤维布带为多层； 其中，每层碳纤维布带分别对应一组走向一致的裂缝，且与一组裂缝对应的一层碳纤维布带是垂直于该组裂缝的走向粘贴的。
10.如权利要求6-9任一所述的铁路框构桥，其特征在于，所述钢支撑是焊接或锚接在钢板上的。`
【文档编号】E01D22/00GK103741607SQ201410001168
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】石山, 刘建友, 陈学峰, 吕刚, 邢如飞, 王杨, 彭斌 申请人:中铁工程设计咨询集团有限公司
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