專(zhuān)利名稱(chēng)：混凝土梁板橫向張拉環(huán)氧涂層鋼筋有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑物加固技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的加 固，亦可適用于房屋建筑及其他建筑物結(jié)構(gòu)的加固。
背景技術(shù)：
橋梁結(jié)構(gòu)建成以后，在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于環(huán)境的作用、超載以及建筑材料本 身的性能的不斷劣化，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生了各種損傷，橋梁的承載能力不斷下降。當(dāng)承載能 力下降到一定程度后，將不能滿足使用要求，則必須對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，以恢復(fù)其使 用功能。在現(xiàn)役混凝土橋梁結(jié)構(gòu)加固技術(shù)中，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固是橋梁加固技術(shù)手段之 一。目前該技術(shù)的做法是在被加固的梁體上布置小直徑鋼絞線或普通熱軋鋼筋，采用常規(guī) 的預(yù)應(yīng)力鋼筋端部張拉技術(shù)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉，預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在兩端的錨固裝置上， 錨固裝置經(jīng)特殊設(shè)計(jì)與被加固梁體連接成整體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)梁體的預(yù)應(yīng)力施加，然后噴注 高性能抗拉復(fù)合砂漿覆蓋預(yù)應(yīng)力鋼筋，形成有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系。在這種加固方法中，復(fù) 合砂漿的成本占整個(gè)加固成本的較大比重。這種橋梁加固技術(shù)由于采用了預(yù)應(yīng)力加固思想，其加固理念是先進(jìn)的，在國(guó)內(nèi)外 部分橋梁上得到了具體應(yīng)用，但是由于存在以下問(wèn)題，限制了該技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用1.由于施加預(yù)應(yīng)力的鋼筋是常規(guī)普通鋼筋，鋼筋本身的抗腐蝕耐久性較差。為保 障加固結(jié)構(gòu)的耐久性，對(duì)后噴注的復(fù)合砂漿(或聚合物砂漿)的抗拉性能和粘結(jié)性能要求 較高。因此必須采用高性能的抗拉復(fù)合砂漿(或聚合物砂漿)來(lái)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行保護(hù)，形 成有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系，而這種高性能的材料價(jià)格昂貴，導(dǎo)致加固成本較高，經(jīng)濟(jì)性能較差。2.對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉是采用傳統(tǒng)的千斤頂端部張拉技術(shù)。這一技術(shù)張拉工作量 大、速度慢、加固施工效率低，并且對(duì)錨固裝置的強(qiáng)度要求高，要求錨頭后方必須有足夠的 張拉空間，不利于預(yù)應(yīng)力的合理布置，施工極不方便。由于這些缺點(diǎn)的存在，限制了這一先進(jìn)加固技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，采用一種新型橫向張拉具有防腐保護(hù)的環(huán)氧涂層鋼筋有粘結(jié)預(yù) 應(yīng)力加固技術(shù)，以替代縱向張拉的高強(qiáng)鋼絞線或普通熱軋鋼筋；進(jìn)而可以使用價(jià)格便宜的 復(fù)合砂漿或混凝土，替代格昂貴的高性能抗拉復(fù)合砂漿或聚合砂漿的構(gòu)造處理和施工工 藝，以解決材料利用效率低、加固成本高，加固施工不方便的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是本項(xiàng)發(fā)明用于在役混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的正截面抗彎承載能力加固或斜截面抗剪承 載能力加固。在加固設(shè)計(jì)時(shí)，采用《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TJ22-2008的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì) 算原理，照此規(guī)范提供的預(yù)應(yīng)力用量計(jì)算公式，計(jì)算出正截面抗彎承載力或斜截面抗剪承 載力所需要的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積。
然后，選用帶有自我保護(hù)的環(huán)氧涂層鋼筋作為預(yù)應(yīng)力鋼筋，代替目前使用的普通 鋼筋，從而降低結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)高性能復(fù)合砂漿的依賴(lài)，降低加固成本。并且，采用橫向張拉 代替縱向端部張拉，有利于預(yù)應(yīng)力鋼筋布置，簡(jiǎn)化張拉程序，提高張拉效率。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，在對(duì)混凝土簡(jiǎn)支空心板梁的正截面抗彎承載能力加固過(guò)程 如下(1)在梁體加固區(qū)的兩端設(shè)置錨固鋼板條，錨固鋼板條與被加固混凝土簡(jiǎn)支空心 板梁采用建筑結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)，并用錨固的方法加壓固定；(2)按設(shè)計(jì)的鋼筋間距，將涂有環(huán)氧涂層鋼筋的兩端焊于梁體加固區(qū)的兩端設(shè)置 的錨固鋼板條上；(3)采用橫向卡緊裝置或卡鉗將相鄰兩根鋼筋橫向拉緊呈折線型，并以橫向卡具 固定；(4)選擇復(fù)合砂漿或混凝土保護(hù)層的材料，補(bǔ)強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋布置在梁體的底面受拉 區(qū)的正截面抗剪加固，宜采用噴射法施工的復(fù)合砂漿保護(hù)層。采用本發(fā)明具有防腐保護(hù)的環(huán)氧涂層鋼筋，可降低對(duì)后噴復(fù)合砂漿或混凝土的抗 裂性要求，可以允許加固后構(gòu)件出現(xiàn)不大于0. 2mm的裂縫，可以使用抗拉強(qiáng)度相對(duì)較低的 復(fù)合砂漿或混凝土替代價(jià)格昂貴的高性能抗拉復(fù)合砂漿或聚合砂漿。本發(fā)明的加固方法可以用于多種橋梁結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)的加固。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是(1)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系屬于主動(dòng)加固方案，與目前仍大量采用的粘貼鋼板或 高強(qiáng)復(fù)合纖維布(板)的被動(dòng)加固方案對(duì)比，從根本上解決了“橋梁加固后加補(bǔ)強(qiáng)材料應(yīng)變 (應(yīng)力)滯后”的先天不足，提高了后加補(bǔ)強(qiáng)材料的利用效率，改善了加固構(gòu)件塑性工作性 能。(2)采用具有防腐保護(hù)的環(huán)氧涂層鋼筋，替代高強(qiáng)鋼絞線或普通熱軋鋼筋做預(yù)應(yīng) 力筋，可降低對(duì)后噴復(fù)合砂漿(或混凝土)的抗裂性要求(甚至可允許加固后構(gòu)件出現(xiàn)不 大于0. 2mm的裂縫)，可以抗拉強(qiáng)度相對(duì)較低的復(fù)合砂漿(或混凝土)替代價(jià)格昂貴的高性 能抗拉復(fù)合砂漿(或聚合砂漿)，使加固成本大幅度降低。(3)由于采用橫向卡緊裝置，以橫向張拉替代縱向張拉，取消了構(gòu)造復(fù)雜的錨具， 預(yù)應(yīng)力筋錨固簡(jiǎn)單，張拉方便，預(yù)應(yīng)力損失小，提高了后加補(bǔ)強(qiáng)材料利用效率。


圖1為本發(fā)明對(duì)混凝土簡(jiǎn)支空心板梁正截面強(qiáng)度加固示意2為本發(fā)明對(duì)T形梁斜截面強(qiáng)度加固示意3為圖2所示的T形梁的橫斷面示意圖
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例實(shí)施例1對(duì)混凝土簡(jiǎn)支空心板梁的正截面抗彎承載能力加固過(guò)程如下(見(jiàn)圖1)1)根據(jù)橋梁檢測(cè)和承載能力評(píng)估報(bào)告，確定梁體5的加固區(qū)域。
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2)依據(jù)《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TJ22-2008,計(jì)算出相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面 面積。3)選擇適當(dāng)直徑的環(huán)氧涂層鋼筋3作為備用預(yù)應(yīng)力鋼筋材料。4)制作預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固的鋼板條1，鋼板條的厚度不小于10mm，長(zhǎng)度等于加固梁 體5布置預(yù)應(yīng)力的區(qū)域?qū)挾取?)將制作好的錨固鋼板條1安裝到加固區(qū)的設(shè)計(jì)位置的兩端。鋼板條1采用建筑 結(jié)構(gòu)膠粘接與被加固混凝土簡(jiǎn)支空心板梁5，并用螺栓或膨脹螺栓或錨釘加壓錨固。6)根據(jù)步驟1)所確定梁體5的加固區(qū)域，確定加固用的預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，并按一 定間距布置在加固區(qū)域，將環(huán)氧涂層鋼筋3的兩端焊接于加固區(qū)域兩端的錨固鋼板條1上。7)預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉采用橫向張拉或橫向卡緊技術(shù)，采用橫向卡緊裝置或者卡鉗 2將相鄰兩根鋼筋3橫向拉緊呈折線型，并以橫向卡具固定，橫向張拉的控制應(yīng)力由張拉后 的鋼筋傾斜角標(biāo)定，控制應(yīng)力的數(shù)值應(yīng)按預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)要求確定。8)根據(jù)加固部分的抗裂要求和工作條件，選擇復(fù)合砂漿或者混凝土 4的保護(hù)層厚 度和施工方法。對(duì)于正截面抗彎加固，預(yù)應(yīng)力鋼筋布置在梁體5的底面受拉區(qū)，需采用噴射 法施工的復(fù)合砂漿或者混凝土 4，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋3進(jìn)行覆蓋，補(bǔ)強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋布置在梁的底面 受拉區(qū)，完成保護(hù)層施工，最終實(shí)現(xiàn)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固。實(shí)施例2用于加固T形梁和箱梁橋的斜截面強(qiáng)度(圖2、圖3所示)T形梁和箱梁橋5的斜截面抗剪加固，施工步驟和方法與實(shí)施例1相似。不同的 是，在施工步驟8)中補(bǔ)強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋3的方法，是布置在腹板的兩側(cè)(或箱內(nèi))，可采用抹 壓法施工復(fù)合砂漿(或混凝土)4保護(hù)層。實(shí)施例3多跨簡(jiǎn)支板、梁橋的簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)加固多跨簡(jiǎn)支板、梁橋5的簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)法加固，施工步驟和方法與實(shí)施例1相似。不同 的是，在施工步驟8)中補(bǔ)強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法，是在中間相鄰跨的墩頂布置補(bǔ)強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋 3，鋼筋張拉后在其上直接澆筑摻有水泥基結(jié)晶型防水材料的混凝土 4鋪裝層以增強(qiáng)橋面 的抗裂性。
權(quán)利要求
混凝土梁板橫向張拉環(huán)氧涂層鋼筋有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是對(duì)混凝土簡(jiǎn)支空心板梁的正截面抗彎承載能力加固方法如下，1)在梁體加固區(qū)的兩端設(shè)置錨固鋼板條，錨固鋼板條與被加固混凝土簡(jiǎn)支空心板梁采用建筑結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)，并用錨固的方法加壓固定；2)按設(shè)計(jì)的鋼筋間距，將涂有環(huán)氧涂層鋼筋的兩端焊于梁體加固區(qū)的兩端設(shè)置的錨固鋼板條上；3)采用橫向卡緊裝置或卡鉗將相鄰兩根鋼筋橫向拉緊呈折線型，并以橫向卡具固定；4)選擇復(fù)合砂漿或混凝土保護(hù)層的材料，補(bǔ)強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋布置在梁體的底面受拉區(qū)的正截面抗剪加固，采用噴射法施工的復(fù)合砂漿保護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是步驟4)所選擇復(fù)合砂漿或混凝 土保護(hù)層的材料，可以是抗拉強(qiáng)度相對(duì)較低的復(fù)合砂漿或混凝土，可降低對(duì)后噴復(fù)合砂漿 (或混凝土)的抗裂性要求，并允許加固后構(gòu)件出現(xiàn)不大于0. 2mm的裂縫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是步驟1)梁體加固區(qū)的兩端設(shè)置 錨固鋼板條，所述的鋼板條(1)厚度不小于10mm，長(zhǎng)度等于加固梁體(5)布置預(yù)應(yīng)力的區(qū)域 寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉采用橫向張 拉或橫向卡緊技術(shù)，橫向張拉的控制應(yīng)力由張拉后的鋼筋傾斜角標(biāo)定，控制應(yīng)力的數(shù)值應(yīng) 按預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)要求確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是錨固鋼板條與被加固混凝土 簡(jiǎn)支空心板梁采用建筑結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)，并用錨固的方法加壓固定，其錨固方法可以用螺栓或 膨脹螺栓或錨釘加壓錨固。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是對(duì)T形梁和箱梁橋的斜截面抗 剪加固，在施工步驟4)中補(bǔ)強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)的方法，是布置在腹板的兩側(cè)或箱內(nèi)，采用抹 壓法施工復(fù)合砂漿或混凝土(4)保護(hù)層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是對(duì)多跨簡(jiǎn)支板、梁橋的簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連 續(xù)法加固，在施工步驟4)中補(bǔ)強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法，是采用在中間相鄰跨的墩頂布置補(bǔ)強(qiáng) 預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)，鋼筋張拉后在其上直接澆筑摻有水泥基結(jié)晶型防水材料的混凝土(4)鋪 裝層以增強(qiáng)橋面的抗裂性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的預(yù)應(yīng)力加固方法，其特征是該加固方法可以用于多 種橋梁結(jié)構(gòu)或建筑結(jié)構(gòu)的加固。
全文摘要
混凝土梁板橫向張拉環(huán)氧涂層鋼筋有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固方法，涉及鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的加固，同時(shí)適用于房屋建筑及其他建筑物結(jié)構(gòu)的加固。本發(fā)明預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是采用一種新型橫向張拉具有防腐保護(hù)的環(huán)氧涂層鋼筋，以替代縱向張拉的高強(qiáng)鋼絞線或普通熱軋鋼筋，采用橫向卡緊裝置，以橫向張拉替代縱向張拉，進(jìn)而可以采用價(jià)格便宜的復(fù)合砂漿或混凝土，替代格昂貴的高性能抗拉復(fù)合砂漿或聚合砂漿的構(gòu)造處理和施工工藝。以解決材料利用效率低、加固成本高，加固施工不方便的問(wèn)題。
文檔編號(hào)E01D22/00GK101929131SQ201010275479
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者孫永明, 張樹(shù)仁, 張連振, 李忠龍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)