空心板梁的加固结构及加固施工方法

1.本发明涉及桥梁加固技术领域，特别是涉及一种空心板梁的加固结构及加固施工方法。


背景技术：

2.装配式混凝土空心板梁桥因工艺简单、造价低、施工便捷、标准化程度高等优点，在桥梁工程领域，尤其是中小跨径的桥梁中得到广泛应用。
3.装配式混凝土空心板梁桥中，各空心板之间采用横向连接构造形成整体共同受力，常用的横向连接方式为现浇企口铰缝。随着桥梁使用年限的增长，易出现铰缝损伤、错台等病害，为了保证桥梁的安全与使用性能需要对桥梁进行加固。
4.一般地，一般采用在空心板梁的底部加装托梁的方式进行加固。然而，现有技术中的空心板梁的加固技术存在以下缺点：一方面，托梁采用钢板作为模板，随着使用年限的增加，会逐渐被侵蚀老化，钢板存在耐久性不足的问题，一是影响模板的安全性能，二是影响桥梁整体的外观效果。另一方面，由于铰缝错台等病害往往会造成空心板的底部并不是水平的，各空心板之间存在高度差，导致现有技术中的托梁与空心板结合不够紧密而出现孔隙，导致在现浇混凝土时容易出现漏浆现象，严重影响加固效果。又一方面，现有技术中仅仅涉及空心板底部的加固，未考虑顶部的桥面铺装。但是，往往在出现错台病害时，桥面铺装也会出现开裂等病害，在此条件下进行加固，桥面裂缝渗水会透过铰缝并传递到托梁，影响加固区的耐久性，导致托梁的加固效果变差。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有技术中用于加固的托梁与空心板结合不够紧密而出现孔隙，导致在现浇混凝土时容易出现漏浆现象，影响加固效果的问题，提供一种防止托梁与空心板结合不够紧密而出现孔隙的空心板梁的加固结构及加固施工方法。
6.一种空心板梁的加固结构，包括：
7.预制托梁模板，包括模板本体及连接于模板本体同一侧的两个抵接部，两个所述抵接部沿所述模板本体的横向间隔布设，且沿所述模板本体的纵向纵长延伸，所述模板本体用于紧固于两个空心板的底部，两个所述抵接部分别与两个所述空心板的底部相抵；
8.弹性密封件，设置于每一所述抵接部与所述空心板之间；及
9.现浇体，现浇成型于所述模板本体、两个所述抵接部及两个所述空心板围合形成的第一浇筑空间。
10.在其中一个实施例中，所述预制托梁模板采用uhpc预制成型。
11.在其中一个实施例中，所述模板本体和/或所述抵接部朝向所述第一浇筑空间的一侧开设有多个凹槽，多个所述凹槽沿所述预制托梁模板的纵向间隔布设。
12.在其中一个实施例中，所述加固结构还包括多个第一连接件，每一所述第一连接件的一端固定连接于所述空心板，另一端预埋于所述现浇体内；和/或
13.当所述空心板底部利用固接件固定连接有加强钢板时，所述加固结构还包括多个第二连接件，每一所述第二连接件的一端固定连接于所述固接件，另一端预埋于所述现浇体内；每一所述第三连接件的一端固定连接于所述加强钢板，另一端预埋于所述现浇体内。
14.在其中一个实施例中，所述加固结构还包括沿所述模板本体的纵向布设的多个所述锁紧组件，每一所述锁紧组件包括拉杆及第一锁紧件，所述拉杆包括相对的第一端和第二端，所述第一端与所述空心板固定连接，所述第二端贯穿至所述模板本体背离所述空心板的一侧，并与所述第一锁紧件连接，以将所述模板本体锁紧于两个所述空心板。
15.在其中一个实施例中，所述第二端具有螺纹，所述第一锁紧件螺纹连接于所述第二端。
16.在其中一个实施例中，所述加固结构还包括第二锁紧件，所述第一端由两个所述空心板之间的铰缝贯穿至两个所述空心板的顶部，并与所述第二锁紧件连接。
17.在其中一个实施例中，所述第一端具有螺纹，所述第二锁紧件螺纹连接于所述第一端。
18.在其中一个实施例中，所述模板本体朝向所述第一浇筑空间的一侧具有多个凸部，多个所述凸部沿所述预制托梁模板的纵向间隔布设；
19.每个所述凸部具有贯穿所述模板本体相对两侧的贯穿孔，所述贯穿孔供所述拉杆穿设。
20.在其中一个实施例中，所述预制托梁模板包括多个，多个所述预制托梁模板沿所述空心板的纵向依次布设；
21.所述加固结构还包括设置于每相邻两个所述预制托梁模板之间拼接组件，所述拼接组件包括第一模板和第二模板，所述第一模板的一端固定连接于相邻两个所述预制托梁模板的其中之一，所述第二模板的一端固定连接于相邻两个所述预制托梁模板的其中之另一，所述第一模板的另一端与所述第二模板的另一端固定连接；
22.所述第一模板、所述第二模板及两个所述空心板围合形成第二浇筑空间，所述第二浇筑空间用于现浇形成所述现浇体。
23.在其中一个实施例中，所述第一模板和所述第二模板朝向所述第二浇筑空间的一侧固定连接有预埋件。
24.在其中一个实施例中，每一所述预制托梁模板内预埋有多根纵筋，且每一所述纵筋的一端穿入所述第二浇筑空间；
25.相邻两个所述预制托梁模板的多根所述纵筋一一对应布设，且相对应的两个所述纵筋穿入所述第二浇筑空间的一端固定连接。
26.在其中一个实施例中，各组相对应的两个所述纵筋的固定连接位置在所述预制托梁模板的横向方向上错位排布。
27.一种采用如上任一实施例中所述的空心板梁的加固结构的加固施工方法，包括步骤：
28.预制形成所述预制托梁模板；
29.将所述预制托梁模板锁紧固定于两个所述空心板的底部，以使所述抵接部通过所述弹性密封件抵压于所述空心板；
30.在所述第一浇筑空间内浇筑成型所述现浇体。
31.上述空心板梁的加固结构及加固施工方法，在实际中，首先，将预制托梁模板紧固于两个空心板的底部，且在预制托梁模板的两个抵接部分别与两个空心板之间设置弹性密封件，从而密封抵接部与空心板之间的空隙，防止由于两个空心板的底部存在高度差时造成抵接部与空心板之间存在孔隙而漏料。然后，在模板本体、两个抵接部及两个空心板围合形成的第一浇筑空间内浇筑混凝土成型现浇体，从而预制托梁模板和现浇体共同对空心板梁进行加固，增加抗弯强度。
32.如此，通过将预制托梁模板的模板本体紧固于两个空心板，使得预制托梁模板的抵接部和空心板挤压二者之间的弹性密封件，使得弹性密封件密封预制托梁模板的抵接部和空心板之间的孔隙，有效避免了在浇筑成型现浇体时发生漏料现象，有利于提高对空心板梁的加固效果。
附图说明
33.图1为现有技术中空心板梁的剖视图；
34.图2为现有技术中空心板梁出现错台病害后的剖视图；
35.图3为现有技术中进行了前期加固的空心板梁的剖视图；
36.图4为现有技术中进行了前期加固的空心板梁出现错台病害后的横向剖视图；
37.图5为本发明一实施例中空心板梁的加固结构的横向剖视图；
38.图6为图5所示的进行了前期加固的空心板梁的加固结构的横向剖视图；
39.图7为图5所示的空心板梁的加固结构的纵向剖视图；
40.图8为图5所示的空心板梁的加固结构的俯视图；
41.图9为本发明一实施例中空心板梁的加固施工方法的流程图。
具体实施方式
42.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
48.在对本发明的空心板梁的加固结构进行描述之前，首先对空心板梁的结构进行说明。请参见图1所示，空心板梁包括沿横向排布的至少两个空心板101，每相邻两个空心板101之间形成铰缝1011，铰缝1011内浇筑有混凝土从而实现两个空心板101的连接固定。并且，空心板101的顶部铺设有找平层102，找平层102上铺设有桥面铺装层103。
49.请参见图3所示，在前期空心板梁出现具体病害时，一般会在空心板的底部固定加强钢板104，例如在空心板101的底部打入固接件105(一般为螺栓)，然后采用焊接或螺母锁紧等方式将加强钢板104固定在该固接件105上，从而实现加强钢板104与固接件105的固定连接，进而实现局部加固。图2及图4示出了空心板梁的错台病害，当空心板梁发生错台病害时，相邻两个空心板101的底部并不是水平的，二者之间存在高度差。如果此时在两个空心板101的底部加装托梁，托梁与空心板101之间无法紧密结合，容易出现孔隙，导致在托梁和空心板101之间浇筑混凝土时容易出现漏浆现象，严重影响加固效果。
50.因此，有必要提供一种与空心板101贴合紧密，不易发生漏浆现象，提高加固效果的空心板梁的加固结构。
51.请参见图5所示，本发明一实施例提供了一种空心板的加固结构，包括预制托梁模板10、弹性密封件20及现浇体(图未示)。
52.预制托梁模板10包括模板本体11及连接于模板本体11同一侧的两个抵接部12，两个抵接部12沿模板本体11的横向间隔布设，且沿模板本体11的纵向纵长延伸。模板本体11用于紧固于两个空心板101的底部，两个抵接部12分别与两个空心板101的底部相抵。弹性密封件20设置于第一抵接部12与空心板101之间。现浇体现浇成型于模板本体11、两个抵接部12及两个空心板101围合形成的第一浇筑空间a。
53.上述空心板梁的加固结构，在实际中，首先，将预制托梁模板10紧固于两个空心板101的底部，且在预制托梁模板10的两个抵接部12分别与两个空心板101之间设置弹性密封件20，从而密封抵接部12与空心板101之间的空隙，防止由于两个空心板10的底部存在高度差时造成抵接部12与空心板101之间存在孔隙而漏料。然后，在模板本体11、两个抵接部12及两个空心板101围合形成的第一浇筑空间a内浇筑混凝土成型现浇体，从而预制托梁模板10和现浇体共同形成托梁，进而对空心板梁进行加固，增加抗弯强度。
54.如此，通过将预制托梁模板10的模板本体11紧固于两个空心板101，使得预制托梁
模板10的抵接部12和空心板101挤压二者之间的弹性密封件20，使得弹性密封件20密封预制托梁模板10的抵接部12和空心板101之间的孔隙，有效避免了在浇筑成型现浇体时发生漏料现象，有利于提高对空心板梁的加固效果。
55.需要说明的是，弹性密封件20呈长条状，其长度与预制托梁模板10的长度大致相等，以对抵接部12的整个长度方向上进行密封。可选地，弹性密封件20可以是橡胶密封条。当然，在其他实施例中，弹性密封件20也可采用其他材质，只要能够起到密封抵接部12和空心板101之间的孔隙的作用即可，在此不作限定。
56.还需要说明的是，弹性密封件20可与抵接部12呈一体设置，当然也可与抵接部12分体设置，在此不作限定。当弹性密封件20与抵接部12呈一体设置时，在预制成型预制托梁模板10时将弹性密封件20嵌设在抵接部12上。当弹性密封件20与抵接部12分体设置时，在将预制托梁模板10锁紧于两个空心板101的底部之前将弹性密封件20置于抵接部12和空心板101之间。
57.现有技术中，采用钢板作为托梁的模板，然而由于钢板的使用期限有限，随着使用年限的增加，会逐渐被侵蚀老化，存在耐久性不足的问题。为了解决该耐久性不足的问题，具体到一个实施例中，预制托梁模板10可采用uhpc(ultra
‑
high performance concrete，超高性能混凝土)预制成型。如此，uhpc具有超高的耐久性和超高的力学性能，有效解决了耐久性不足的问题，且能够提高加固结构的加固效果。需要说明的是，现浇体也可采用uhpc现浇成型。当然，在其他实施例中，现浇体也可采用普通混凝土现浇成型。
58.具体到实施例中，模板本体11和/或抵接部12朝向第一浇筑空间a的一侧开设有多个凹槽15，该多个凹槽15沿预制托梁模板10的纵向间隔布设，从而增大了现浇成型在第一浇筑空间a内的现浇体与预制托梁模板10之间的接触面积，进而增大了现浇体与预制托梁模板10的结合强度，有利于提高加固效果。
59.具体到一个实施例中，加固结构还包括多个第一连接件30，每一第一连接件30的一端固定连接于空心板101，另一端预埋于现浇体内。如此，利用第一连接件30固定连接现浇体和两个空心板101，有利于进一步提高对空心板梁的加固效果。可选地，第一连接件30可以是钢筋和/或螺栓等。为了确保现浇体与空心板101的连接强度，多个第一连接件30沿预制托梁模板10的纵向排布。需要说明的是，多个第一连接件30在预制托梁模板10的纵向方向上的排布密度可根据实际情况进行设计，在此不作限定。
60.请参见图3及图4所示，在桥梁实际使用过程中，在桥梁使用过程中出现局部病害时，往往会在前期选择在空心板梁底部粘贴加强钢板104的方式对空心板梁进行加固，每一加强钢板104通过固接件105与相邻的两个空心板101固定连接，各个加强钢板104沿空心板101的纵向布设。该固接件105可以是螺栓。
61.请参见图6所示，具体到另一个实施例中，当空心板101底部利用固接件105固定连接有加强钢板104时，加固结构还可包括多个第二连接件31，每一第二连接件31的一端固定连接于固接件105，另一端预埋于现浇体内。如此，在前期进行加固的基础上直接进行加固施工，无需将加强钢板104拆除，简化了施工。可选地，第二连接件31可以是钢筋和/或螺栓等。
62.进一步地，当空心板底部利用固接件105固定连接有加强钢板104时，加固结构还包括多个第三连接件(图未示)，每一第三连接件的一端穿过加强钢板并与空心板101固定
连接，另一端预埋于现浇体内。如此，由于固接件105的数量较少(即排布密度较低)，导致第二连接件31的排布密度较低，从而可通过设置第三连接件来进行加密，确保现浇体与空心板101的连接强度，有利于提高加固效果。可选地，第三连接件可以是钢筋和/或螺栓等。
63.如此，本发明的加固结构对于无前期加固(即空心板没有粘贴加强钢板)未出现错台、无前期加固已出现错台、有前期加固(即空心板粘贴有加强钢板)未出现错台、有前期加固并出现错台这四种情况，均可适用，适用广泛，加固效果好，且结构简单，便于施工。
64.需要说明的是，在一个实施例中，第一连接件30、第二连接件31及第三连接件均设置，以确保现浇体与空心板101的连接强度。
65.本发明的实施例中，加固结构还包括沿模板本体11的纵向布设的多个锁紧组件，每一锁紧组件包括拉杆41及第一锁紧件42。该拉杆41包括相对的第一端和第二端，第一端与空心板固定连接，第二端贯穿至模板本体11背离空心板101的一侧，并与第一锁紧件42连接，以将模板本体11锁紧于两个空心板101。如此，通过拉杆41和第一锁紧件42，将预制托梁模板10与两个空心板101锁紧并提供一定的预紧力，使得预制托梁模板10的抵接部12保持挤压弹性密封件20，从而确保浇筑成型现浇体时不会发生漏料现象。
66.具体到实施例中，拉杆41的第二端具有螺纹，第一锁紧件42螺纹连接于该第二端。如此，可拧紧第一锁紧件42而将预制托梁模板10和两个空心板101锁紧，装配施工操作简单，锁紧可靠。可选地，第一锁紧件42可以是锁紧螺母。
67.具体到实施例中，加固结构还包括第二锁紧件43，第一端由两个空心板101之间的铰缝1011贯穿至两个空心板101的顶部，并与第二锁紧件43连接，从而利用第一锁紧件42和第二锁紧件43将预制托梁模板10和两个空心板101锁紧。进一步地，拉杆41的第一端具有螺纹，第二锁紧件43螺纹连接于拉杆41的第一端。可选地，第二锁紧件43可以是锁紧螺母。
68.请参见图7所示，具体到实施例中，模板本体11朝向第一浇筑空间a的一侧具有多个凸部111，多个凸部111沿预制托梁模板10的纵向间隔布设，每个凸部111具有贯穿模板本体11相对两侧的贯穿孔，该贯穿孔用于供拉杆41穿设。如此，将用于供拉杆41穿设的贯穿孔设置在凸部111，即凸部111的存在加厚了模板本体11在穿设拉杆41的部位，以确保在锁紧预制托梁模板10时贯穿孔周围具有足够的强度承受载荷。可选地，上述凹槽15开设于相邻两个凸部111之间的区域。
69.请参见图8所示，本发明的实施例中，预制托梁模板10包括多个，多个预制托梁模板10沿空心板101的纵向依次布设。加固结构还包括设置于每相邻两个预制托梁模板10之间的拼接组件50。拼接组件50包括第一模板51和第二模板52，第一模板51的一端固定连接于相邻两个预制托梁模板10的其中之一，第二模板52的一端固定连接于相邻两个预制托梁模板10中的其中之另一，且第一模板51的另一端和第二模板52的另一端彼此固定连接。
70.第一模板51、第二模板52及两个空心板101围合形成第二浇筑空间b，第二浇筑空间b用于现浇形成现浇体。如此，利用第一模板51和第二模板52连接相邻两个预制托梁模板10，并形成第二浇筑空间b，然后同时对第一浇筑空间a和第二浇筑空间b内进行现浇形成整体式的现浇体，也就是说既实现了相邻两个预制托梁模板10的连接，也实现了浇筑形成整体式的现浇体，有利于提高加固结构的整体抗弯强度，提高加固效果。可选地，第一模板51和第二模板52可采用钢板。
71.可选地，第一模板51和第二模板52采用焊接的方式固定连接。进一步地，第一模板
51和第二模板52之间预留有焊接间隙54，以便于焊接第一模板51和第二模板52。具体到一个实施例中，第一模板51和第二模板52分别与预制托梁模板10连接的部分的长度为25cm，且伸出至相邻两个预制托梁模板10之间的部分的长度为24.5cm。相邻两个预制托梁模板10之间的间距为50cm，从而使得在第一模板51和第二模板52之间形成1cm的焊接间隙54，以便于焊接第一模板51和第二模板52。
72.具体到实施例中，第一模板51和第二模板52朝向第二浇筑空间b的一侧固定连接有预埋件53，从而使得预埋件53预埋于现浇体内，进而确保现浇体与第一模板51和第二模板52之间的结合强度，有利于提高加固效果。可选地，预埋件53可以是钢筋和/或螺栓等，在此不作限定。
73.具体到实施例中，每一预制托梁模板10内预埋有多根纵筋13，且每一纵筋13的一端穿入第二浇筑空间b。相邻两个预制托梁模板10的多根纵筋13一一对应布设，且相对应的两个纵筋13穿入第二浇筑空间b的一端固定连接，从而进一步增强加固结构的整体抗弯强度，有利于提高加固效果。可选地，相对应的两根纵筋13可采用焊接的方式固定连接。
74.具体到实施例中，各组相对应的两个纵筋13的固定连接位置在预制托梁模板10的横向方向上错位排布，进一步强加加固结构的整体抗弯强度，有利于提高加固效果。
75.基于上述空心板梁的加固结构，请参见图5及图9所示，本发明还提供一种空心板梁的加固施工方法。该加固施工方法包括步骤：
76.s10、预制形成预制托梁模板10。具体地，该预制托梁模板10包括模板本体11及连接于模板本体11同一侧的两个抵接部12，两个抵接部12沿模板本体11的横向间隔布设，且沿模板本体11的纵向纵长延伸。两个抵接部12上设置有弹性密封件20。
77.s20、将预制托梁模板10锁紧固定于两个空心板101的底部，使得抵接部12通过弹性密封件20抵压于空心板101。具体地，将拉杆41打入两个空心板101之间的铰缝1011，并将第二锁紧件43锁紧于拉杆41的第一端。然后，将预制托梁模板10移动至两个空心板101的底部，使得拉杆41的第二端贯穿预制托梁模板10的贯穿孔。再将第一锁紧件42锁紧于拉杆41的第二端，以使预制托梁模板10锁紧固定于两个空心板101的底部。
78.s30、在第一浇筑空间a内浇筑成型现浇体。模板本体11、两个抵接部12及两个空心板围合形成该第一浇筑空间a。
79.具体到实施例中，步骤s20和步骤s30之间还包括步骤：
80.s21、在相邻两个预制托梁模板10彼此朝向的端部分别粘贴第一模板51和第二模板52，并将第一模板51和第二模板52彼此焊接，从而在第一模板51、第二模板52和两个空心板101之间围合形成第二浇筑空间b。
81.步骤s30具体包括：在第一浇筑空间a和第二浇筑空间b内浇筑成型现浇体。
82.具体到实施例中，步骤s20之前还包括步骤：
83.s11、将空心板101顶部的找平层102及桥面铺装层103挖除，对空心板101进行卸载，并对铰缝1011内破损较为严重的部位重新注入混凝土进行加固，从而改善空心板的错台程度。进一步地，在空心板101顶部植入钢筋，然后重新浇筑形成找平层102。优选地，找平层102采用uhpc浇筑形成。
84.在步骤s30之后还包括步骤：
85.s40、在找平层102上进行桥面铺装形成桥面铺装层103。
86.如此，本发明中将找平层102和桥面铺装层103挖除并重新铺筑，并采用uhpc浇筑形成找平层102，从而很好的解决了因出现错台病害导致的桥面渗水等问题,进一步提升了加固结构的耐久性。
87.需要说明的是，当空心板梁出现错台病害时才执行步骤s11和步骤s40，从而改善空心板梁的错台程度。然而，当空心板梁未出现错台病害时可不执行步骤s11和步骤s40。
88.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
89.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。