预应力混凝土简支梁加固结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及桥梁加固工程领域，具体地，涉及一种预应力混凝土简支梁加固结构。
【背景技术】
[0002]提高列车轴重、增加编组长度是实现重载铁路运输的主要技术发展方向。随轴重的提尚，既有桥涵所受的动载强度加大，受载频率增尚，导致桥涵结构荷载效应和应力幅加大;既有铁路提高货车轴重、开行长大编组重载列车必然会使既有铁路桥涵使用寿命缩短，结构的强度、刚度、稳定性等方面的安全储备下降，各种病害出现的几率加大、危害性加剧。对于公路运输中的桥涵也存在着重载车辆导致载荷效应和应力幅度加大而使桥涵的强度、刚度和稳定性下降的情况。为了使桥涵适应重载运输条件，需要对既有线路基础设施的强化改造。
[0003]铁路或公路路线在跨越铁路、公路时，部分桥梁的净空受限，为避免抬高桥梁路段路基标高以降低建设成本，部分孔跨采用了超低高度预应力混凝土简支T梁。根据超低高度预应力混凝土简支梁原设计受力状态和桥梁的孔跨布置型式，该类型桥梁加固一般有如下加固方法:增大混凝土截面加固法、粘贴钢板增大截面方案、增加体外预应力方案、双线桥梁连成整体方案、增设梁体支撑方案和简支梁变连续梁方案等。
[0004]上述的加固方法存在各种不足。对于增大截面方案(增大混凝土截面与粘贴钢板)，存在新旧结构连接可靠性不足，增加桥梁梁体恒载过大且新加结构恒载需要原梁来承担，对施工工艺要求高，难以达到加固效果。对于体外预应力等改变原结构应力状态方案，虽然可提高梁体承载能力，但体外预应力方案对梁体刚度的提高极其有限，难以满足提高梁体刚度要求。对于改变结构受力体系方案(双线梁体横向联结方案、增设梁体支撑方案、简支变连续方案)存在加固桥梁有较大限制的缺点，比如简直变连续方案就需要原梁存在至少2孔等跨超低高度梁，梁体辅助支撑方案应占用梁端至L/8桥梁净空等，并且改变结构受力体系加固方案对原梁损坏大等缺点。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提出一种预应力混凝土简支梁加固结构，以提高既有桥梁承载能力和桥梁刚度以满足重载运输要求。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]一种预应力混凝土简支梁加固结构，包括设置在所述预应力混凝土简支梁的左侧和/或右侧的辅助钢梁、以及设置在所述预应力混凝土简支梁的跨中位置的横梁，并且所述横梁、所述预应力混凝土简支梁和所述辅助钢梁通过预应力束预应力连接，所述辅助钢梁的两端通过支座支撑，使所述辅助钢梁的自重由支座承担，不增加预应力混凝土简支梁承受的载荷。
[0008]优选地，所述支座为纵向活动球形钢支座。
[0009]优选地，所述辅助钢梁与所述横梁之间通过锚栓及两者施加预应力之后的摩擦力连接。
[0010]优选地，所述预应力束通过设置在所述横梁和所述预应力混凝土简支梁内的预应力管道穿过所述横梁和所述预应力混凝土简支梁。
[0011 ]优选地，所述预应力管道的数量为多根，多根所述预应力管道设置为上下平行的若干排。
[0012]优选地，所述预应力管道的数量为6根，呈3排设置，每排两根，其中一排位于所述辅助钢梁的腹板的上部，另外两排位于所述辅助钢梁的腹板的下部。
[0013]本实用新型预应力混凝土简支梁加固结构通过架设辅助钢梁，并通过横梁将辅助钢梁和预应力混凝土简支梁横向预应力连接，从而实现新旧梁体连接可靠、横向受力协同一致、竖向协同变形能力好。新架设的辅助钢梁承担了既有预应力混凝土简支梁的恒载，充分利用了辅助钢梁的材料强度，达到加固新旧组合结构恒载调整、活载分配的目的，从而提高了既有预应力混凝土简支梁承载能力和桥梁刚度，满足了重载运输要求。
[0014]本实用新型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】
[0015]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0016]图1是本实用新型预应力混凝土简支梁加固结构的结构示意图，图中只示出了跨中部分一侧的加固结构(加固结构关于应力混凝土简支梁的跨中部分对称)；
[0017]图2是图1的俯视剖视图；
[0018]图3是图1中沿1-1方向的剖视图(该结构关于单线梁中心线对称)；
[0019]图4是本实用新型预应力混凝土简支梁加固结构的跨中部分的结构示意图；
[0020]附图标记说明
[0021]I辅助钢梁2预应力混凝土简支梁
[0022]3横梁4预应力管道
[0023]5横梁钢板
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本实用新型的【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实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0025]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“纵向”通常是指沿预应力混凝土简支梁的长度方向，“横向”通常是指沿预应力混凝土简支梁的宽度方向，“竖向”通常是指沿预应力混凝土简支梁的高度方向。“上、下”通常是指沿预应力混凝土简支梁的高度方向的上下，“左、右”通常是指沿预应力混凝土简支梁的宽度方向的左右，并与图3中所示方向一致。“内、外”是指相对于各零部件本身的轮廓的内外。
[0026]这些方位词是为了便于理解本实用新型而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。
[0027]本实用新型基本实施方式的预应力混凝土简支梁加固方法可以包括下列步骤:
[0028]步骤A，制造辅助钢梁I;并在所述预应力混凝土简支梁2的跨中位置(即预应力混凝土简支梁长度方向的中间位置)施工与所述预应力混凝土简支梁2连接的横梁3;
[0029]步骤B，将辅助钢梁I移动至所述预应力混凝土简支梁2的左侧和/或右侧，通过支座支撑所述辅助钢梁I，使所述辅助钢梁I处于简支状态;并使所述预应力混凝土简支梁2、所述横梁3与所述辅助钢梁I预应力连接；
[0030]步骤C，在辅助钢梁I两端施加顶力，并在支座的下座板底部填塞垫板，确保辅助钢梁I的自重由支座承担，不增加预应力混凝土简支梁2承受的载荷。
[0031]经过上述加固方法后，实现了辅助钢梁I和预应力混凝土简支梁2可靠的连接，使得二者横向受力协同一致、竖向协同变形能力好。辅助钢梁I承担了预应力混凝土简支梁的恒载，提高了既有预应力混凝土简支梁承载能力和桥梁刚度，满足了运输要求。
[0032]在本实用新型预应力混凝土简支梁加固方法的步骤A中，所述辅助钢梁I通常是在工厂内预制。对于长度较长的辅助钢梁I，可以在工厂分段加工，然后在现场通过高强螺栓连接成简支结构。
[0033]优选地，在制造辅助钢梁I时，所述辅助钢梁I设置预拱度，以使在所述辅助钢梁I的支座处施加顶力后，所述辅助钢梁I的线形(梁的线形是指梁的沿纵向方向上的弯曲度)与所述预应力混凝土简支梁2的线形一致或基本一致，从而克服辅助钢梁I产生变形而对预应力混凝土简支梁2形成附加载荷。在本实施方式中，所述辅助钢梁I优选为工字形钢梁。
[0034]在本实用新型中，连接辅助钢梁I和预应力混凝土简支梁2的横梁3可以采用多种结构，如采用钢结构的横梁。在本实施方式中，优选采用以下方式施工形成的横梁3:
[0035]首先，在所述步骤A中施工横梁3时，在预应力混凝土简支梁2的梁体表面钻预应力管道孔和植筋孔，并清理预应力混凝土简支梁2的梁体表面。
[0036]在预应力混凝土简支梁2的腹板上钻植筋孔和预应力管道孔时，需探测预应力混凝土简支梁2的钢筋位置，当与预应力混凝土简支梁2的钢筋有冲突时，需要局部调整钻孔位置。
[0037]在清理预应力混凝土简支梁2的梁体表面时，首先将梁体表面凿毛处理，露出新鲜、坚实的混凝土，凿毛深度为0.2-0.8cm，优选为在0.5cm左右，然后清理表面的杂物(如粉尘等)O
[0038]然后在所述植筋孔内植筋并绑扎钢筋，安装预应力管道4和横梁钢板5，并安装横梁剪力筋。
[0039]在植筋和绑扎钢筋时，首先需要清理植筋孔内的粉尘，并按相应植筋胶的施工工艺要求在植筋孔内注入植筋胶，再安装钢筋并将钢筋临时固定;对于穿过预应力混凝土简支梁2的腹板的钢筋，也需清理孔内的粉尘，并用植筋胶锚固；植筋胶达到强度后可以绑扎钢筋。
[0040]安