一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造及加固方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁加固技术领域，尤其是涉及一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造及加固方法。
【背景技术】
[0002]对钢筋钢筋混凝土梁桥进行加固时，目前采用的加固方法主要有钢筋混凝土模注加固法、贴钢板或钢筋加固法、贴纤维材料加固法、体外预应力加固法等。其中，体外预应力加固法的加固效果明显，但施工难度较高，钢绞线或钢筋多外露于构件表面，腐蚀现象严重，极大程度上影响了加固构造的使用寿命，整体加固效果较差。而常见的钢筋混凝土模注加固法的施工难度较小，但对于大跨径桥梁的加固效果不明显，且目前主要采用的模板为钢模板，存在工时消耗高、成本回收周期长等问题。因而，需设计一种设计合理且施工简便、加固效果好的钢筋混凝土梁桥主梁加固构造及加固方法，能有效解决现有钢筋混凝土梁桥加固方法存在的施工不便、投入成本较高、加固效果较差等问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造，其结构简单、设计合理且施工简便、加固效果好，能解决现有钢筋混凝土梁桥加固构造存在的施工不便、投入成本较高、加固效果较差等问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造，其特征在于:包括位于被加固主梁下部外侧的加固模板、位于所述加固模板与被加固主梁之间的空腔内且由混凝土浇筑成型的混凝土结构和布设在所述加固模板内的预应力体系，所述加固模板和混凝土结构均沿被加固主梁的纵桥向进行布设且二者的横截面形状均为凹字形；
[0005]所述加固模板包括一个布设在被加固主梁底部的梁底模板和两个分别布设在被加固主梁下部左右两侧的梁侧模板，所述梁底模板呈水平布设，两个所述梁侧模板均呈竖直向布设且二者对称布设在被加固主梁下部的左右两侧，两个所述梁侧模板分别位于梁底模板的左右两侧上方且二者的底部均与梁底模板紧固连接为一体；所述梁底模板和两个所述梁侧模板均为混凝土预制板；所述梁底模板通过多列由左至右布设在同一水平面上的第一锚固件固定在被加固主梁底部，每个所述梁侧模板均通过多列由上至下布设在同一竖直面上的第二锚固件固定在被加固主梁的侧壁上，多列所述第一锚固件和多列所述第二锚固件均饶筑于混凝土结构内；
[0006]所述预应力体系包括两道穿设在所述加固模板内的纵向预应力钢绞线和多道穿设在梁底模板内的第一横向预应力钢绞线，多道所述第一横向预应力钢绞线沿被加固主梁的纵桥向由前至后进行布设，多道所述第一横向预应力钢绞线均布设在同一水平面上且其均沿被加固主梁的横桥向进行布设，所述梁底模板上预留有多个分别供多道所述第一横向预应力钢绞线穿过的横向预应力孔道，每道所述第一横向预应力钢绞线的两端分别锚固在一个横向预应力锚具上，所述横向预应力锚具位于梁底模板外侧；两道所述纵向预应力钢绞线对称布设在所述加固模板的左右两侧，所述加固模板的左右两侧分别开有一个供所述纵向预应力钢绞线穿过的纵向预应力孔道，两道所述纵向预应力钢绞线的前后端分别从所述加固模板的前后端穿出；所述被加固主梁的左右两侧壁上分别设置有一组对所述纵向预应力钢绞线进行锚固的钢锚箱，两组所述钢锚箱呈左右对称布设且其均位于所述加固模板上方；每组所述钢锚箱均包括两个分别对所述纵向预应力钢绞线的前后端进行锚固的钢锚箱，两个所述钢锚箱分别布设在被加固主梁的前后两端；两组所述钢锚箱中的四个所述钢锚箱分别布设在一个矩形的四个顶点上，所述被加固主梁前端布设的两个所述钢锚箱之间以及被加固主梁后端布设的两个所述钢锚箱之间均通过一道第二横向预应力钢绞线进行连接，所述第二横向预应力钢绞线沿被加固主梁的横桥向进行布设且其两端分别锚固在位于被加固主梁左右两侧的两个所述钢锚箱上，所述被加固主梁的前后端均开有供第二横向预应力钢绞线穿过的横向钢绞线穿孔；两道所述纵向预应力钢绞线、两道所述第二横向预应力钢绞线和四个所述钢锚箱组成一个环形预应力体系。
[0007]上述一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造，其特征是:所述被加固主梁底部与其下部左右侧壁上均设置有多列剪力件，每列所述剪力件均包括多个沿被加固主梁的纵桥向由前至后布设的剪力件，多列所述剪力件均浇筑于混凝土结构内。
[0008]上述一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造，其特征是:还包括两个分别对所述加固模板的前后端与被加固主梁之间的外端口进行封堵的端部封堵结构和两个分别对两个所述梁侧模板上端与被加固主梁侧壁之间的上端口进行封堵的上部封堵结构；两个所述端部封堵结构的结构相同且二者呈对称布设，两个所述端部封堵结构均呈竖直向布设且二者均沿被加固主梁的横桥向进行布设；两个所述上部封堵结构的结构相同且二者呈对称布设，两个所述上部封堵结构均呈水平布设且二者均沿被加固主梁的纵桥向进行布设；
[0009]所述端部封堵结构为凹字形；所述端部封堵结构包括第一土工模袋、支撑在所述外端口上的第一钢筋网片和对第一土工模袋进行限位的第一模袋限位结构，所述第一模袋限位结构位于第一土工模袋外侧，所述第一土工模袋位于第一钢筋网片与所述第一模袋限位结构之间；所述第一钢筋网片呈竖直向布设且其沿被加固主梁的横桥向布设，所述第一钢筋网片为凹字形；所述第一土工模袋为凹字形且其左右两侧上部均设置有第一注浆口 ；所述第一模袋限位结构与第一钢筋网片呈平行布设，所述第一模袋限位结构包括两组分别锚固在被加固主梁下部左右侧壁上的第一植筋和多个由左至右锚固在被加固主梁底部的第二植筋，两组所述第一植筋和多个所述第二植筋均布设在同一竖直面上；每组所述第一植筋均包括多个由上至下布设的第一植筋，每个所述第一植筋的内端均锚固在被加固主梁的下部侧壁上，每个所述第二植筋的上端均锚固在被加固主梁底部；
[0010]所述上部封堵结构为长方形；所述上部封堵结构包括第二土工模袋、支撑在所述上端口上的第二钢筋网片和对第二土工模袋进行限位的第二模袋限位结构，所述第二模袋限位结构位于第二土工模袋上方，所述第二土工模袋位于第二钢筋网片与所述第二模袋限位结构之间；所述第二钢筋网片呈水平布设且其沿被加固主梁的纵桥向布设，所述第二钢筋网片为长方形；所述第一土工模袋为长方形且其上部设置有第二注浆口 ；所述第二模袋限位结构与第二钢筋网片呈平行布设，所述第二模袋限位结构包括多个由前至后锚固在被加固主梁下部侧壁上的第三植筋，多个所述第三植筋均布设在同一水平面上，每个所述第三植筋的内端均锚固在被加固主梁的下部侧壁上。
[0011]上述一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造，其特征是:所述梁底模板由多个第一混凝土预制板从前至后拼接而成，所述梁侧模板由多个第二混凝土预制板从前至后拼接而成，多个所述第一混凝土预制板均为矩形板且其均位于同一水平面上，多个所述第二混凝土预制板均为矩形板且其均位于同一竖直面上；
[0012]所述梁底模板中前后相邻两个所述第一混凝土预制板之间、所述梁侧模板中前后相邻两个所述第二混凝土预制板之间以及所述第一混凝土预制板与所述第二混凝土预制板之间均通过混凝土界面胶紧固连接为一体；
[0013]所述梁底模板中所包括第一混凝土预制板的数量和梁侧模板中所包括第二混凝土预制板的数量均为N个，N为正整数且N ^ 3 ;所述梁底模板中N个所述第一混凝土预制板的结构和尺寸均相同，所述梁侧模板中N个所述第二混凝土预制板的结构和尺寸均相同；所述第一混凝土预制板和第二混凝土预制板的纵向长度相同；
[0014]每列所述第一锚固件均包括多个沿被加固主梁的纵桥向由前至后布设的第一锚固件，所述第一锚固件呈竖直向布设；每列所述第二锚固件均包括多个沿被加固主梁的纵桥向由前至后布设的第二锚固件，所述第二锚固件呈水平布设；
[0015]每列所述第一锚固件中的多个所述第一锚固件均由前至后分为N组，N组所述第一锚固件分别连接于N个所述第一混凝土预制板与被加固主梁之间，每组所述第一锚固件均包括由前至后布设的多个所述第一锚固件；每列所述第二锚固件中的多个所述第二锚固件均由前至后分为N组，N组所述第二锚固件分别连接于N个所述第二混凝土预制板与被加固主梁之间，每组所述第二锚固件均包括由前至后布设的多个所述第二锚固件。
[0016]上述一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造，其特征是:所述第一锚固件包括呈竖直向布设的第一锚栓和两个均安装在所述第一锚栓上的第一定位螺母，两个所述第一定位螺母分别为位于所述第一混凝土预制板上下两侧的上定位螺母和下定位螺母，所述第一锚栓的上端锚固在被加固主梁底部且其下端伸出至所述第一混凝土预制板下方；所述第二锚固件包括呈水平布设的第二锚栓和两个均安装在所述第二锚栓上的第二定位螺母，两个所述第二定位螺母分别为位于所述第二混凝土预制板内外两侧的内定位螺母和外定位螺母，所述第二锚栓的内端锚固在被加固主梁的侧壁上且其外端伸出至所述第二混凝土预制板外侧；
[0017]每组所述第一锚固件中多个所述第一锚固件的下定位螺母与第一混凝土预制板之间均垫装有一个下托板，所述下托板上开有多个分别供每组所述第一锚固件中多个所述第一锚固件穿过的第一通孔；每组所述第一锚固件中多个所述第一锚固件的上定位螺母与第一混凝土预制板之间均垫装有一个上托板，所述上托板上开有多个分别供每组所述第一锚固件中多个所述第一锚固件穿过的第二通孔；
[0018]每组所述第二锚固件中多个所述第二锚固件的内定位螺母与第二混凝土预制板之间均垫装有一个内托板，所述内托板上开有多个分别供每组所述第二锚固件中多个所述第二锚固件穿过的第三通孔；每组所述第二锚固件中多个所述第二锚固件的外定位螺母与第二混凝土预制板之间均垫装有一个外托板，所述外托板上开有多个分别供每组所述第二锚固件中多个所述第二锚固件穿过的第四通孔；
[0019]所述下托板、上托板、内托板和外托板均为长条形钢板。
[0020]上述一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造，其特征是:四个所述钢锚箱均位于同一水平面上，四个所述钢锚箱均位于所述加固模板上方；
[0021]所述纵向预应力钢绞线包括第一钢绞线节段、两个对称布设在第一钢绞线节段前后两侧的第三钢绞线节段和两个分别连接于第一钢绞线节段与两个所述第三钢绞线节段之间的第二钢绞线节段，所述第一钢绞线节段、第二钢绞线节段和第三钢绞线节段均为平直钢绞线节段，两个所述第三钢绞线节段呈对称布设，所述第一钢绞线节段和两个第三钢绞线节段均沿被加固主梁的纵桥向进行布设，所述第一钢绞线节段和两个所述第二钢绞线节段均位于同一水平面上，两个所述第三钢绞线节段均由内至外逐渐向上倾斜且其外端均锚固在一个钢锚箱上，所述钢锚箱布设在被加固主梁前端或后端的侧壁上部；两道所述纵向预应力钢绞线的第一钢绞线节段之间的间距小于两道所述纵向预应力钢绞线的第三钢绞线节段之间的间距；所述第一钢绞线节段和两个所述第二钢绞线节段均位于梁底模板内，两个所述第三钢绞线节段均由下至上从梁侧模板穿出。
[0022]上述一种钢筋混凝土梁桥主梁加固构造，其特征是:所述纵向预应力钢绞线和第二横向预应力钢绞线均为由多股钢绞线组成的预应力钢绞线束；
[0023]四个所述钢锚箱的结构均相同；所述钢锚箱包括固定在被加固主梁侧壁上的钢箱、对所述纵向预应力钢绞线的外端进行锚固的纵向钢筋锚固装置和对第二横向预应力钢绞线的外端进行转向与锚固的横向钢筋转向与锚固装置；
[0024]所述纵向钢筋锚固装置包括供所述纵向预应力钢绞线穿过的波纹管、多个由前至后安装在钢箱内的第一锚板和多个分别对所述纵向预应力钢绞线中的多股钢绞线外端进行锚固的第一预应力锚具，所述波纹管安装在钢箱的内部前侧且其与所述纵向预应力钢绞线呈同轴布设，所述钢箱的前侧壁上开有供所述纵向预应力钢绞线穿入的第一通孔，所述第一通孔位于波纹管的正前方；多个所述第一锚板均位于钢箱的内部后侧且其均位于波纹管的正后方，多个所述第一锚板均呈竖直向布设且其均沿被加固主梁的横桥向进行布设，所述钢箱内设置有供多个所述第一锚板安装的锚板固定架；每个所述第一锚板上均开有多个分别供所述纵向预应力钢绞线中的多股钢绞线穿过的第七通孔，所述钢箱的后侧壁上开有多个分别供所述纵