一種空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法及套箍體系的制作方法
【專利摘要】一種空心板橋加固的鋼帶?螺栓連環(huán)套箍體系，用于并排的空心板梁，相鄰的空心板梁的中間為企口縫，包括閉合抱箍和緊固螺栓，閉合抱箍包括上抱箍鋼板、下抱箍鋼板、抱箍拼接鋼板；上抱箍鋼板、下抱箍鋼板的形狀均為兩端端部豎直彎折的槽形，既有空心板梁不需要廢棄，幾乎不需要新建結(jié)構，施工周期短，改造成本低。本發(fā)明適合既可用于空心板梁橋改造加固，也可用于空心板橋拓寬。
【專利說明】
一種空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法及套箍體系
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于空心板橋梁加固技術領域，具體涉及一種空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法。
【背景技術】
[0002]裝配式空心板梁橋的截面形式包括整體實心矩形板、裝配式空心板、異形板，具有結(jié)構形式簡單、截面形式多樣、工程成本低、施工方便快捷等諸多優(yōu)點，使得其在我國公路橋梁建設中得到廣泛應用。對于高速公路、城市道路中采用裝配式鋼筋混凝土、預應力混凝土空心板梁橋的橋梁結(jié)構，其橫向采用企口縫鉸接、鍵槽聯(lián)結(jié)的形式。但是，在設計計算時采用只傳遞剪力的鉸接板法，該方法無法對鉸縫的混凝土橫向應力等進行準確的分析，而近年來由于道路的交通量尤其是超限超載車輛迅猛增加，橋面鋼筋混凝土鋪裝層結(jié)構薄弱、早期通車的公路橋梁設計與現(xiàn)在新建橋梁設計思路不同、橋面鋼筋混凝土鋪裝層的施工缺陷等原因，最終造成橋面和板縫間病害，致使空心板間橫向聯(lián)系失效，出現(xiàn)單板受力現(xiàn)象，造成橋梁結(jié)構整體受力性能下降，使用性能和耐久性出現(xiàn)較多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法及套箍體系，對提高空心板梁的整體受力性能有較大的改善和加固作用，抱箍鋼板制作方便，不僅能降低既有空心板梁加固改造成本，而且對保障橋梁結(jié)構整體受力性能和延長橋梁使用壽命有重要的作用。
[0004]本發(fā)明的技術方案是:
一種空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍體系，用于并排的空心板梁，相鄰的空心板梁的中間為企口縫，包括閉合抱箍和緊固螺栓，閉合抱箍包括上抱箍鋼板、下抱箍鋼板、抱箍拼接鋼板;上抱箍鋼板、下抱箍鋼板的形狀均為兩端端部豎直彎折的槽形，上抱箍鋼板和下抱箍鋼板的開口相對，上抱箍鋼板和下抱箍鋼板的兩端彎折的端部稱為彎折部;抱箍拼接鋼板的上下端分別與上抱箍鋼板是彎折部和相鄰的下抱箍鋼板的彎折部焊接，形成閉合的閉合抱箍;螺栓孔位穿過企口縫，螺栓孔位的上下端分別與上抱箍鋼板和下抱箍鋼板連接；如果不受空心板頂、底面空間限制，在上抱箍鋼板和下抱箍鋼板上均預留螺栓孔位，螺栓孔位的位置位于相鄰的空心板梁的中間位置，緊固螺栓的上下兩端分別穿過對應的預留螺栓孔并緊固；
如果橋下凈空受限，將緊固螺栓的下端預先焊接于下抱箍鋼板預留位置，在上抱箍鋼板上對應位置預留螺栓孔位，螺栓孔位的位置位于相鄰的空心板梁的中間位置，緊固螺栓的上端穿過對應的預留螺栓孔并緊固；
如果橋面鋪裝層較薄，將緊固螺栓的上端預先焊接于上抱箍鋼板的預留位置，在上抱箍鋼板上預留螺栓孔位，緊固螺栓的上端穿過上抱箍鋼板上的預留螺栓孔位并緊固。
[0005]抱箍拼接鋼板寬度不大于上抱箍鋼板和下抱箍鋼板的寬度。
[0006]螺栓孔位沿相應的上抱箍鋼板或下抱箍鋼板的延伸方向設置。
[0007]每個企口縫處的緊固螺栓的數(shù)量為兩個以上。
[0008]一種空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法，I)按照既有空心板橋現(xiàn)狀確定抱箍鋼板的尺寸和數(shù)量，同時確定抱箍鋼板板厚、緊固螺栓的直徑；
2)依據(jù)所確定的抱箍鋼板尺寸加工焊接上、下抱箍鋼板、抱箍拼接鋼板;根據(jù)空心板橋具體情況，如果橋下凈空受限，將緊固螺栓的下端預先焊接于下抱箍鋼板預留位置，上抱箍鋼板上對應預留緊固螺栓孔位，如果橋面鋪裝層較薄，將緊固螺栓預先焊接于上抱箍鋼板預留位置，下抱箍鋼板上對應預留緊固螺栓孔位，如果不受空心板頂?shù)酌婵臻g限制，則在上、下抱箍鋼板上預留緊固螺栓孔位；
3)加固施工前清除既有空心板梁橋面鋪裝，清理空心板梁表面；
4)按照緊固螺栓直徑，在需要鉆孔的抱箍鋼板上根據(jù)環(huán)抱空心板相應的企口縫位置鉆孔，以便后續(xù)加固施工時穿入緊固螺栓；
5)空心板梁底面涂膠，將焊接成型的下抱箍鋼板安裝抱箍于空心板梁的底面并臨時固定，空心板梁頂面安裝焊接成型的上抱箍鋼板，抱箍拼接鋼板焊接于上、下抱箍鋼板形成閉合抱箍；
6)根據(jù)現(xiàn)場情況，如果緊固螺栓預先焊接于上抱箍鋼板或者下抱箍鋼板的預留位置，則安裝鋼-栓環(huán)箍體系時緊固螺栓穿過空心板梁企口縫預留鉆孔，如果緊固螺栓通過上、下抱箍鋼板上預留孔，則安裝鋼-栓環(huán)箍體系時緊固螺栓穿過鋼板預留孔并穿入空心板企口縫預留鉆孔，不論哪種形式，緊固螺栓安裝緊固完畢并確保上、下抱箍鋼板拼裝牢靠后螺栓孔注漿；
7)橋面鋪裝施工，加固完成。
[0009]緊固螺栓可根據(jù)空心板橋的具體情況采取預先焊接或者預留栓孔的方式。
[0010]步驟6)中所述的鋼-栓環(huán)箍體系必須待緊固螺栓與上、下抱箍鋼板連接牢靠，上、下抱箍鋼板處于張緊狀態(tài)后注漿，確保加固效果。
[0011 ]和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果:
I)上、下抱箍槽形鋼板加工工藝成熟，可以根據(jù)橋跨不同焊接制作數(shù)量不同以及抱箍寬度不同的槽形鋼板，以方便加固。
[0012]2)通過鋼-栓環(huán)箍體系，拼接鋼板將上、下抱箍鋼板形成閉合環(huán)箍，加固后改善空心板梁的整體受力行為。
[0013]3)緊固螺栓固定上、下抱箍鋼板與所夾持的空心板，進一步提高空心板梁橋的整體受力性能。
[0014]4)既有空心板梁不需要廢棄，幾乎不需要新建結(jié)構，施工周期短，改造成本低。
[0015]5)本發(fā)明適合既可用于空心板梁橋改造加固，也可用于空心板橋拓寬。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構示意圖；
圖2為加固后空心板梁橫斷面圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明的一種空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法，采用的是鋼帶-螺栓連環(huán)套箍體系，簡稱:鋼-栓環(huán)箍體系。
[0018]如圖1和2所示，鋼-栓環(huán)箍體系包括閉合抱箍和緊固螺栓4，閉合抱箍包括上抱箍鋼板1、下抱箍鋼板2、抱箍拼接鋼板3。上抱箍鋼板1、下抱箍鋼板2數(shù)量根據(jù)梁橋的寬度設定。上抱箍鋼板1、下抱箍鋼板2的形狀均為兩端端部豎直彎折的槽形，二者的形狀相同，上抱箍鋼板I和下抱箍鋼板2的開口相對，分別呈“[”和“]”。上抱箍鋼板I和下抱箍鋼板2的兩端彎折的端部稱為彎折部7。彎折為90度的彎折。抱雜拼接鋼板3的上下端分別與上抱雜鋼板I彎折部7和相鄰的下抱箍鋼板2彎折部7焊接，形成閉合的閉合抱箍。抱箍拼接鋼板3寬度不大于上抱箍鋼板1、下抱箍鋼板2的寬度。抱箍鋼板的尺寸和數(shù)量按照橋跨和橋梁凈空進行設計選擇，抱箍拼接鋼板3板厚及板寬、緊固螺栓4的直徑根據(jù)抱箍鋼板的情況確定。抱箍鋼板的環(huán)箍高度根據(jù)空心板梁5的高度偏安全確定;抱箍鋼板的厚度根據(jù)計算和構造確定；依據(jù)所確定的抱箍鋼板尺寸加工上、下抱箍鋼板1、2、抱箍拼接鋼板4 ；
閉合抱箍之間為多個并排的空心板梁5，相鄰的空心板梁5中間為企口縫6。緊固螺栓4位于企口縫6內(nèi)。
[0019]根據(jù)空心板橋具體情況，緊固螺栓4有三種方式將上抱箍鋼板I和下抱箍鋼板2之間連接起來:
其一是，如果不受空心板頂、底面空間限制，在上抱箍鋼板I和下抱箍鋼板2上均預留螺栓孔位，螺栓孔位的位置位于相鄰的空心板梁5的中間位置，對應于企口縫6的位置，緊固螺栓4的上下兩端分別穿過對應的預留螺栓孔進行錨固。
[0020]其二是，如果橋下凈空受限，將緊固螺栓4的下端預先焊接于下抱箍鋼板2預留位置，在上抱箍鋼板I上預留螺栓孔位，螺栓孔位的位置位于相鄰的空心板梁5的中間位置，緊固螺栓4的上端穿過對應的預留螺栓孔并錨固。
[0021]其三是，如果橋面鋪裝層較薄，將緊固螺栓4的上端預先焊接于上抱箍鋼板I預留位置，在上抱箍鋼板I上預留螺栓孔位，緊固螺栓4的上端穿過上抱箍鋼板I上的預留螺栓孔位并錨固。
[0022]最后注漿。
[0023]本實施例中，12片空心板梁5組成的跨徑20m的二車道簡支梁橋，橋下凈空受限。根據(jù)橋梁跨徑設計為三道鋼-栓環(huán)箍體系。緊固螺栓4的下端焊接在下抱箍鋼板2上，緊固螺栓4的上端穿過上抱箍鋼板I上對應的預留螺栓孔并錨固。緊固螺栓4固定上抱箍鋼板1、下抱箍鋼板2與所夾持的既有空心板梁5，進一步提高空心板梁橋的整體受力性能。
[0024]空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法，包括如下步驟:
1)按照既有空心板橋現(xiàn)狀確定抱箍鋼板的尺寸和數(shù)量，同時確定抱箍鋼板板厚、緊固螺栓的直徑；
2)依據(jù)所確定的抱箍鋼板尺寸加工焊接上、下抱箍鋼板、抱箍拼接鋼板;根據(jù)空心板橋具體情況，如果橋下凈空受限，將緊固螺栓的下端預先焊接于下抱箍鋼板預留位置，上抱箍鋼板上對應預留緊固螺栓孔位，如果橋面鋪裝層較薄，將緊固螺栓預先焊接于上抱箍鋼板預留位置，下抱箍鋼板上對應預留緊固螺栓孔位，如果不受空心板頂?shù)酌婵臻g限制，則在上、下抱箍鋼板上預留緊固螺栓孔位；
緊固螺栓可根據(jù)空心板橋的具體情況采取預先焊接或者預留栓孔的方式。
[0025]3)加固施工前清除既有空心板梁5橋面鋪裝，清理空心板梁5表面；
4)按照緊固螺栓4直徑，在需要鉆孔的抱箍鋼板上根據(jù)環(huán)抱空心板相應的企口縫位置鉆孔，以便后續(xù)加固施工時穿入緊固螺栓4;
5)空心板梁5底面涂膠，將焊接成型的下抱箍鋼板2安裝抱箍于空心板梁5底面并臨時固定，空心板梁5頂面安裝焊接成型的上抱箍鋼板I，抱箍拼接鋼板3焊接于上、下抱箍鋼板1、2形成閉合抱箍；
6)根據(jù)現(xiàn)場情況，如果緊固螺栓4預先焊接于上抱箍鋼板I或者下抱箍鋼板2的預留位置，則安裝鋼-栓環(huán)箍體系時緊固螺栓4穿過空心板梁5企口縫預留鉆孔，如果緊固螺栓4通過上、下抱箍鋼板1、2上預留孔，則安裝鋼-栓環(huán)箍體系時緊固螺栓4穿過鋼板預留孔并穿入空心板企口縫預留鉆孔，不論哪種形式，緊固螺栓4安裝緊固完畢并確保上、下抱箍鋼板1、2拼裝牢靠后螺栓孔注漿；
步驟6)中所述的鋼-栓環(huán)箍體系必須待緊固螺栓4與上、下抱箍鋼板1、2連接牢靠，上、下抱箍鋼板1、2處于張緊狀態(tài)后注漿，確保加固效果。
[0026]7)橋面鋪裝施工，加固完成。
[0027]本發(fā)明方法的具體實施例為:
如圖1和2所示，步驟如下:
I)按照既有空心板梁5的現(xiàn)狀，上抱箍鋼板1、下抱箍鋼板2和抱箍拼接鋼板3的板厚均取I Omm，上抱箍鋼板1、下抱箍鋼板2的板寬取150mm，抱箍拼接鋼板3的板寬取I OOmm，緊固螺栓4的直徑取為16_，實施中為了緊固可靠，沿橋企口縫縱向也可設兩個緊固螺栓4，本實施例中設一個。
[0028]2)依據(jù)所確定的抱箍鋼板尺寸制作上抱箍鋼板1、下抱箍鋼板2和抱箍拼接鋼板3;由于橋下凈空受限，將緊固螺栓4預先焊接于下抱箍鋼板2的預留位置；
3)加固施工前清除既有空心板梁5的橋面鋪裝，清理空心板梁5表面；
4)按照緊固螺栓4直徑，在抱箍鋼板環(huán)抱空心板梁5相應的企口縫6位置鉆孔，以便后續(xù)加固施工時穿入緊固螺栓4及后續(xù)注漿；
5)空心板梁5底面涂膠，將焊接成型的下抱箍鋼板2安裝抱箍于空心板梁5的底面并臨時固定，其中預留的緊固螺栓4穿過企口縫6的鉆孔；
6)空心板梁5的頂面安裝上抱箍鋼板I，抱箍拼接鋼板3焊接于上抱箍鋼板1、下抱箍鋼板2形成閉合抱箍，擰緊緊固螺栓4并確保上、下抱箍鋼板1、2拼裝牢靠后栓孔注漿；
7)橋面鋪裝施工，加固完成。
[0029]通過鋼-栓環(huán)箍體系的閉合抱箍鋼板作用，強化空心板梁整體受力行為，對提高空心板梁的整體受力性能有較大的改善和加固作用，抱箍鋼板制作方便，不僅能降低既有空心板梁加固改造成本，而且對保障橋梁結(jié)構整體受力性能和延長橋梁使用壽命有重要的作用。本發(fā)明的空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法，在空心板梁加固改造時不需要廢棄既有結(jié)構，僅需焊接上、下抱箍槽形鋼板，加工相應拼接鋼板和緊固螺栓，制作工藝和技術成熟，通過焊接和緊固螺栓形成閉合抱箍實現(xiàn)整體受力的目的，板件制作及加固施工方便，對保障橋梁結(jié)構整體受力性能和延長橋梁使用壽命有重要的作用?？商岣吆透纳萍扔锌招陌辶旱恼w受力性能。
【主權項】
1.一種空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍體系，用于并排的空心板梁，相鄰的空心板梁的中間為企口縫，其特征在于:包括閉合抱箍和緊固螺栓，閉合抱箍包括上抱箍鋼板、下抱箍鋼板、抱箍拼接鋼板;上抱箍鋼板、下抱箍鋼板的形狀均為兩端端部豎直彎折的槽形，上抱箍鋼板和下抱箍鋼板的開口相對，上抱箍鋼板和下抱箍鋼板的兩端彎折的端部稱為彎折部;抱箍拼接鋼板的上下端分別與上抱箍鋼板是彎折部和相鄰的下抱箍鋼板的彎折部焊接，形成閉合的閉合抱箍;螺栓孔位穿過企口縫，螺栓孔位的上下端分別與上抱箍鋼板和下抱箍鋼板連接； 如果不受空心板頂、底面空間限制，在上抱箍鋼板和下抱箍鋼板上均預留螺栓孔位，螺栓孔位的位置位于相鄰的空心板梁的中間位置，緊固螺栓的上下兩端分別穿過對應的預留螺栓孔并緊固； 如果橋下凈空受限，將緊固螺栓的下端預先焊接于下抱箍鋼板預留位置，在上抱箍鋼板上對應位置預留螺栓孔位，螺栓孔位的位置位于相鄰的空心板梁的中間位置，緊固螺栓的上端穿過對應的預留螺栓孔并緊固； 如果橋面鋪裝層較薄，將緊固螺栓的上端預先焊接于上抱箍鋼板的預留位置，在上抱箍鋼板上預留螺栓孔位，緊固螺栓的上端穿過上抱箍鋼板上的預留螺栓孔位并緊固。2.根據(jù)權利要求1所述的空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍體系，其特征在于:抱箍拼接鋼板寬度不大于上抱箍鋼板和下抱箍鋼板的寬度。3.根據(jù)權利要求1所述的空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍體系，其特征在于:螺栓孔位沿相應的上抱箍鋼板或下抱箍鋼板的延伸方向設置。4.根據(jù)權利要求1所述的空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍體系，其特征在于:每個企口縫處的緊固螺栓的數(shù)量為兩個以上。5.—種空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法，其特征在于:I)按照既有空心板橋現(xiàn)狀確定抱箍鋼板的尺寸和數(shù)量，同時確定抱箍鋼板板厚、緊固螺栓的直徑； 2)依據(jù)所確定的抱箍鋼板尺寸加工焊接上、下抱箍鋼板、抱箍拼接鋼板;根據(jù)空心板橋具體情況，如果橋下凈空受限，將緊固螺栓的下端預先焊接于下抱箍鋼板預留位置，上抱箍鋼板上對應預留緊固螺栓孔位，如果橋面鋪裝層較薄，將緊固螺栓預先焊接于上抱箍鋼板預留位置，下抱箍鋼板上對應預留緊固螺栓孔位，如果不受空心板頂?shù)酌婵臻g限制，則在上、下抱箍鋼板上預留緊固螺栓孔位； 3)加固施工前清除既有空心板梁橋面鋪裝，清理空心板梁表面； 4)按照緊固螺栓直徑，在需要鉆孔的抱箍鋼板上根據(jù)環(huán)抱空心板相應的企口縫位置鉆孔，以便后續(xù)加固施工時穿入緊固螺栓； 5)空心板梁底面涂膠，將焊接成型的下抱箍鋼板安裝抱箍于空心板梁的底面并臨時固定，空心板梁頂面安裝焊接成型的上抱箍鋼板，抱箍拼接鋼板焊接于上、下抱箍鋼板形成閉合抱箍； 6)根據(jù)現(xiàn)場情況，如果緊固螺栓預先焊接于上抱箍鋼板或者下抱箍鋼板的預留位置，則安裝鋼-栓環(huán)箍體系時緊固螺栓穿過空心板梁企口縫預留鉆孔，如果緊固螺栓通過上、下抱箍鋼板上預留孔，則安裝鋼-栓環(huán)箍體系時緊固螺栓穿過鋼板預留孔并穿入空心板企口縫預留鉆孔，不論哪種形式，緊固螺栓安裝緊固完畢并確保上、下抱箍鋼板拼裝牢靠后螺栓孔注漿； 7)橋面鋪裝施工，加固完成。6.根據(jù)權利要求5所述的空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法，其特征在于:緊固螺栓可根據(jù)空心板橋的具體情況采取預先焊接或者預留栓孔的方式。7.根據(jù)權利要求5所述的空心板橋加固的鋼帶-螺栓連環(huán)套箍法，其特征在于:步驟6)中所述的鋼-栓環(huán)箍體系必須待緊固螺栓與上、下抱箍鋼板連接牢靠，上、下抱箍鋼板處于張緊狀態(tài)后注漿，確保加固效果。
【文檔編號】E01D19/12GK105862609SQ201610350725
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】陳淮, 吉同庚, 李 杰, 陳代海, 葛素娟, 馬培培
【申請人】鄭州大學