既有空心板梁桥横向加固系统及其施工方法与流程

本发明属于桥梁建设领域，具体涉及一种既有空心板梁桥横向加固系统及其施工方法。

背景技术：

1、在公路及市政道路中，预制空心板由于便于施工、效率高、成本低的优势，当前存量比重较高。以往空心板梁桥设计时过分追求经济指标，忽略构造细节及抗力储备，结构耐久性差，普遍存在支座脱空、铰缝失效、单板受力等横向病害，存在极大安全隐患，行业内和大部分地区现已不推荐使用。为了避免出现上述问题，需要对既有空心板进行横向加固，但是目前的加固方法需要在空心板底部浇筑混凝土，不仅效率低，施工难度大，而且会显著增加既有结构自重，产生新的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种既有空心板梁桥横向加固系统及其施工方法，本发明提高了既有空心板梁桥的安全性和耐久性，施工难度低，自重增加小。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、一种既有空心板梁桥横向加固系统，包括沿空心板梁体纵向分布的横向加固单元，横向加固单元包括通过螺栓安装在空心板板底下侧的预应力钢结构和通过螺栓安装在空心板边板外腹板外侧的连接钢结构；预应力钢结构横向设置且主体为工字钢或箱型截面钢，预应力钢结构在安装前内部预设有预应力钢束及其安装组件、在安装后将预应力钢束张拉并固定，预应力钢束从预应力钢结构的一端附近延伸至另一端附近；连接钢结构位于预应力钢结构的两端，连接钢结构的底端与预应力钢结构的端部栓接或者焊接固定且二者的连接区域设置有加劲板。

4、优选地，预应力钢结构和连接钢结构的螺栓安装位置均设有螺栓垫板。

5、优选地，预应力钢束采用与空心板板底平行的直线线型、两头高中间低的折线线型或者两头高中间低的曲线线型。

6、优选地，预应力钢束采用一端锚固一端张拉的张拉方式或者两端张拉的张拉方式。

7、优选地，预应力钢束的安装组件包括锚固节点、转向节点、张拉节点中的一种或多种。

8、优选地，连接钢结构的主体为工字钢。

9、上述既有空心板梁桥横向加固系统的施工方法是：包括步骤：1)对已产生横向病害的既有空心板梁桥进行修复和加固处理；2)基于既有空心板梁桥的力学分析，结合现场的检测和试验，得到既有空心板梁桥不同位置处的横断面变形曲线，并考虑施工的方便性，确定横向加固单元的数量和位置，确定各处预应力钢结构中预应力钢束的数量、线型、张拉方式和张拉控制力，根据预应力钢结构所处的位置确定预应力钢结构主体采用工字钢还是箱型截面钢；3)在各预应力钢结构内部安装对应的预应力钢束及其安装组件，在预应力钢结构两端安装连接钢结构并在连接区域设置加劲板，形成各横向加固单元；4)将各横向加固单元安装在空心板梁体纵向各对应的位置上，其中预应力钢结构和连接钢结构通过螺栓分别安装在空心板板底下侧和空心板边板外腹板外侧；5)按照确定的张拉方式和张拉控制力张拉并固定对应的预应力钢束，防护预应力钢束。

10、优选地，在步骤1)中，修复和加固处理包括剥落并清理铰缝、重新灌注铰缝、修复桥面铺装。

11、优选地，在步骤2)中，当预应力钢结构所处的位置需要经常检测、维护或更换预应力钢束时，预应力钢结构主体采用工字钢；当预应力钢结构所处的位置需要确保预应力钢束的安全时，预应力钢结构主体采用箱型截面钢。

12、优选地，在步骤5)中，对预应力钢束进行张拉时，张拉过程中要对各片空心板进行位移检测，确保既有空心板梁桥整体安全；从跨中向两端对称实施张拉任务。

13、本发明的有益效果是：

14、本发明将钢结构和预应力相结合来横向加固既有空心板梁桥，与既有空心板梁桥整体受力，能够促进结构受力及变形协调，能大幅增强既有空心板梁桥横向整体性及受荷性能，也能有效改善钢结构疲劳性能，而且钢结构布置在下缘，主要承受拉应力，符合材料特性，总之，提高了既有空心板梁桥的安全性和耐久性；相对于常规横向加固，本发明主要采用钢结构构件，避免了模板、支架和养护工序，无多余材料，能大大提高工作效率，降低施工难度，而且既有空心板梁桥自重增加量较小，对结构自身安全有利。

技术特征：

1.一种既有空心板梁桥横向加固系统，其特征在于：包括沿空心板梁体纵向分布的横向加固单元，横向加固单元包括通过螺栓安装在空心板板底下侧的预应力钢结构和通过螺栓安装在空心板边板外腹板外侧的连接钢结构；预应力钢结构横向设置且主体为工字钢或箱型截面钢，预应力钢结构在安装前内部预设有预应力钢束及其安装组件、在安装后将预应力钢束张拉并固定，预应力钢束从预应力钢结构的一端附近延伸至另一端附近；连接钢结构位于预应力钢结构的两端，连接钢结构的底端与预应力钢结构的端部栓接或者焊接固定且二者的连接区域设置有加劲板。

2.如权利要求1所述的既有空心板梁桥横向加固系统，其特征在于：预应力钢结构和连接钢结构的螺栓安装位置均设有螺栓垫板。

3.如权利要求1所述的既有空心板梁桥横向加固系统，其特征在于：预应力钢束采用与空心板板底平行的直线线型、两头高中间低的折线线型或者两头高中间低的曲线线型。

4.如权利要求1所述的既有空心板梁桥横向加固系统，其特征在于：预应力钢束采用一端锚固一端张拉的张拉方式或者两端张拉的张拉方式。

5.如权利要求1所述的既有空心板梁桥横向加固系统，其特征在于：预应力钢束的安装组件包括锚固节点、转向节点、张拉节点中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的既有空心板梁桥横向加固系统，其特征在于：连接钢结构的主体为工字钢。

7.如权利要求1至6任一所述的既有空心板梁桥横向加固系统的施工方法，其特征在于：包括步骤，1)对已产生横向病害的既有空心板梁桥进行修复和加固处理；2)基于既有空心板梁桥的力学分析，结合现场的检测和试验，得到既有空心板梁桥不同位置处的横断面变形曲线，并考虑施工的方便性，确定横向加固单元的数量和位置，确定各处预应力钢结构中预应力钢束的数量、线型、张拉方式和张拉控制力，根据预应力钢结构所处的位置确定预应力钢结构主体采用工字钢还是箱型截面钢；3)在各预应力钢结构内部安装对应的预应力钢束及其安装组件，在预应力钢结构两端安装连接钢结构并在连接区域设置加劲板，形成各横向加固单元；4)将各横向加固单元安装在空心板梁体纵向各对应的位置上，其中预应力钢结构和连接钢结构通过螺栓分别安装在空心板板底下侧和空心板边板外腹板外侧；5)按照确定的张拉方式和张拉控制力张拉并固定对应的预应力钢束，防护预应力钢束。

8.如权利要求7所述的既有空心板梁桥横向加固系统的施工方法，其特征在于：在步骤1)中，修复和加固处理包括剥落并清理铰缝、重新灌注铰缝、修复桥面铺装。

9.如权利要求7所述的既有空心板梁桥横向加固系统的施工方法，其特征在于：在步骤2)中，当预应力钢结构所处的位置需要经常检测、维护或更换预应力钢束时，预应力钢结构主体采用工字钢；当预应力钢结构所处的位置需要确保预应力钢束的安全时，预应力钢结构主体采用箱型截面钢。

10.如权利要求7所述的既有空心板梁桥横向加固系统的施工方法，其特征在于：在步骤5)中，对预应力钢束进行张拉时，张拉过程中要对各片空心板进行位移检测，确保既有空心板梁桥整体安全；从跨中向两端对称实施张拉任务。

技术总结
本发明公开了一种既有空心板梁桥横向加固系统及其施工方法，该系统包括沿空心板梁体纵向分布的横向加固单元，横向加固单元包括通过螺栓安装在空心板板底下侧的预应力钢结构和通过螺栓安装在空心板边板外腹板外侧的连接钢结构；预应力钢结构横向设置且主体为工字钢或箱型截面钢，预应力钢结构在安装前内部预设有预应力钢束及其安装组件、在安装后将预应力钢束张拉并固定，预应力钢束从预应力钢结构的一端附近延伸至另一端附近；连接钢结构位于预应力钢结构的两端，连接钢结构的底端与预应力钢结构的端部栓接或者焊接固定且二者的连接区域设置有加劲板。本发明提高了既有空心板梁桥的安全性和耐久性，施工难度低，自重增加小。

技术研发人员：陈维,王雪萍,张号军,程建波,刘宇闻,王阳
受保护的技术使用者：中冶南方城市建设工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13