钢筋混凝土框构涵的强化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥涵加固领域，具体地，涉及一种钢筋混凝土框构涵的强化方法。
【背景技术】
[0002]伴随着近年来重载铁路的迅速发展，线上列车繁忙的往返运行对线下的基础设施产生了超出设计范围的列车响应。对于小跨度钢筋混凝土框构涵来说，每节车厢驶过会产生两次疲劳响应，加大了涵洞疲劳损伤的概率，出现了接缝处节间渗水、钢筋锈蚀等病害问题。对于公路线路上的钢筋混凝土框构涵，由于运载强度的增加(例如，对于一些经常有货运车辆行驶的线路)，也存在同样的问题。因此有必要对大量框构涵采取强化措施。现有强化措施有:
[0003]1、增大钢筋混凝土框构涵受力截面积。在框构涵顶板、底板、竖墙等薄弱部位新加钢筋混凝土结构，提高框构涵受力截面刚度。
[0004]2、减小框构涵计算跨度。在线路下方的框构涵内侧新加U型钢筋混凝土结构与竖墙底板连接，在减小框构涵计算跨度的同时增大了框构竖墙和底板的厚度。
[0005]3、体外预应力加固技术。在钢筋混凝土框构涵内锚固预应力钢绞线或碳纤维版或钢筋等加固材料，预加拉力抵消一部分外荷载效应，增大原结构应力储备。
[0006]体外预应力加固技术为主动受力。增大受力截面积与减小跨度加固方法为被动受力，即后加结构通过原结构变形传递剪切力来承担外部荷载效应来达到加固强化的目的。增大受力截面积加固方法对连接原框构涵的施工工艺要求严格，新加结构无法自成一体、难与原结构协同工作;减小计算跨度法对框构涵内部空间占用较大，大多数框构涵需要通行行人与小型机动车，所以对净孔净高有较高要求，此方法具有局限性。而体外预应力加固技术在加固后其锚固部分无法检查，小跨度钢筋混凝土框构涵在有限的空间内难以实现有效锚固、外加预应力。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种钢筋混凝土框构涵的强化方法，施工速度快，能够降低框构涵自身的受力水平，并且对原有框构涵内部空间无显著影响。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种钢筋混凝土框构涵的强化方法，包括下列步骤:
[0009]步骤A，清理框构涵内侧顶板底面正弯矩区至倒角、以及倒角至中竖墙上部表面；
[0010]步骤B，在所述框构涵内侧顶板底面正弯矩区至倒角、以及倒角至中竖墙上通过粘钢胶固定钢板，所述钢板的形状与所述框构涵固定钢板区域的形状相同。
[0011]优选地，在所述步骤B中，首先在框构涵顶板的底面、中竖墙和/或钢板上钻孔，再通过锚栓将钢板固定在框构涵顶板底面和中竖墙上，封闭钢板边缘；向框构涵与钢板的缝隙间灌注粘钢胶。
[0012]优选地，在向框构涵与钢板的缝隙间灌注粘钢胶时，首先从钢板的一端或下端的注胶孔注入粘钢胶，当邻近的注胶孔内有胶流出时将正在注胶的注胶孔封闭，然后移至流出胶的注胶孔继续注胶;若排气孔中有胶流出则封闭排气孔，直至最后一个注胶孔流出胶，然后在持续注入压力的情况下封堵注胶孔。
[0013]优选地，在所述步骤B中，在灌注粘钢胶后，清理钢板表面并在钢板上涂装防护。
[0014]优选地，所述钢板包括第一钢板和第二钢板，所述第一钢板固定在所述框构涵内侧顶板底面正弯矩区至倒角处，所述第二钢板固定在倒角至中竖墙上部或中部。
[0015]优选地，所述第一钢板和第二钢板的连接处位于所述框构涵内侧顶板与所述中竖墙之间的倒角的中部。
[0016]优选地，所述第一钢板和第二钢板有多块，多块所述第一钢板和第二钢板沿框构涵的纵向平行布置。
[0017]优选地，在粘贴所述钢板之前，将节间接缝表面用填絮封闭好以形成节间接缝空腔，然后向所述节间接缝空腔内注入密封胶。
[0018]优选地，向节间接缝空腔内注入密封胶为聚氨酯密封胶。
[0019]优选地，在向所述节间接缝空腔内注入密封胶之前，在所述节间接缝空腔上开设排气孔。
[0020]优选地，所述填絮为聚氨酯浸泡麻絮填料，所述填絮的厚度为l-5cm。
[0021 ]本发明提供的钢筋混凝土框构涵的强化方法针对框构涵特有的结构特点，通过在框构涵顶板底面正弯矩区、竖墙上粘贴钢板，在重载列车或车辆通过时，框构涵顶板产生变形，通过粘钢胶将剪切应力传递给钢板，钢板会分担一部分外部荷载，降低框构涵自身的受力水平。并且本发明提供的强化方法相对于现有的增加钢筋混凝土结构，施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，并且采用钢板加固对原有框构涵内部空间无显著影响。
[0022]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0023]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0024]图1是本发明钢筋混凝土框构涵的强化方法形成的框构涵的横向结构示意图；
[0025]图2是图1中第一钢板的结构示意图；
[0026]图3是图1中第二钢板的结构示意图；
[0027]图4是本发明钢筋混凝土框构涵的强化方法形成的框构涵的纵向结构示意图；
[0028]图5是钢筋混凝土框构涵的节间接缝处注胶后的结构示意图；
[0029]附图标记说明
[0030]I顶板2边竖墙
[0031]3中竖墙4底板
[0032]5第一钢板6第二钢板
[0033]7节间接缝8密封胶
[0034]9填絮10倒角
[0035]11注胶孔12锚栓孔
【具体实施方式】
[0036]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0037]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指本发明中涉及的框构涵的上下左右，并与附图1中所示方向一致，“内、外”是指本发明中的零部件的轮廓的内外，“横向”是指框构涵的左右方向，“纵向”是指沿框构涵的涵洞延伸方向，其中“横向”和“纵向”大体上相互垂直。
[0038]上述这些方位词只是为了便于理解本发明而定义的，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0039]首先需要说明的是，本发明旨在提供一种钢筋混凝土框构涵强化方法，针对框构涵的结构特点，通过在框构涵顶板I底面正弯矩区至倒角10和倒角10至中竖墙3上同时用粘钢胶固定钢板，钢板可分担一部分外部荷载，以降低框构涵自身的受力水平，从而提高钢筋混凝土框构涵的强度。在此技术构思范围内，本发明的强化方法并不局限于图1-图5中特定的具体细节结构。
[0040]适当参见图1-5所示，本发明基本实施方式的钢筋混凝土框构涵的强化方法，可以包括下列步骤:
[0041]步骤A，清理框构涵内侧顶板I底面正弯矩区(即框构涵受到载荷后，顶板上承受正弯矩的部分，大体为顶板左侧倒角和右侧倒角之间的部分)至倒角10、以及倒角10至中竖墙3上部表面；
[0042]步骤B，在所述框构涵内侧顶板I底面正弯矩区至倒角10、以及倒角10至中竖墙3上通过粘钢胶固定钢板，所述钢板的形状与所述框构涵固定钢板区域的形状相同。
[0043]本发明的强化方法针对钢筋混凝土框构涵的特定结构，首先经过试验分析确定在外载荷作用下对框构涵强度影响大的部位，即框构涵内侧顶板I底面正弯矩区至倒角10、以及倒角10至中竖墙3上部表面，然后在这些区域粘钢胶固定钢板，利用粘钢胶将剪切应力传递给钢板，使钢板承受部分外部荷载效应，从而提供框构涵的强度。对于本发明的强化方法而言，粘贴钢板的位置的确定至关重要，若选择的粘贴钢板的位置不合适，对框构涵来说，不仅起不到强化作用，反而可能降低框构涵的强度。
[0044]在本发明的步骤A中，清理框构涵内侧顶板I底面正弯矩区至倒角10和倒角10至中竖墙3上部表面的具体方式为:首先用电锤、打磨机等清理表面疏松、粉化及渗、漏水部位的混凝土，露出内部硬实部分的骨料，然后再用高压空气或水清洗混凝土表面，去除灰尘等杂物。
[0045]需要说明的是，参考图1，由于框构涵是由顶板1、底板4、边竖墙2和中竖墙3构成的，中竖墙3位于顶板I和底板4的中部，使框构涵具有两个涵洞，因此本发明的强化方法在两个涵洞内均粘贴有钢板，即在左右两个涵洞的顶板I底面正弯矩区至倒角10、以及倒角10至中竖墙3上部表面均对称的设置有钢板，具体来说，在顶板I的左侧底面正弯矩区至中竖墙3的左侧的倒角10和左侧的倒角10至中竖墙3左侧的上部表面、以及在顶板I的由侧底面正弯矩区至中竖墙3的右侧的倒角1和右侧的倒角10至中竖墙3右侧的上部表面上均设置有钢板。
[0046]为了方便钢板的制作和运输，以及保证钢板与顶板I和中竖墙3较好的配合，在本实施方式中，所述钢板包括第一钢板5和第二钢板6，所述第一钢板5固定在所述框构涵内侧顶板I底面正弯矩区至倒角10处，所述第二钢板6固定在倒角10至中竖墙3上部或中部。第一钢