单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109162212A(43)申请公布日2019.01.08(21)申请号201811143662.9(22)申请日2018.09.28(71)申请人广西交通科学研究院有限公司地址530007广西壮族自治区南宁市西乡塘区高新二路6号(72)发明人李保军宋建平郝天之高建明岑贞志张桥(74)专利代理机构广西南宁公平知识产权代理有限公司45104代理人杨立华(51)Int.Cl.E01D22/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法(57)摘要本发明公开了一种单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，在待加固的单跨普通钢筋混凝土梁下增设钢拱片，钢拱片和普通混凝土梁间设置钢支撑柱。本发明采用增设拱片方法，在加固拱片和原普通钢筋混凝土梁间形成刚性约束支撑体系，使得梁内力减小，不但可以大幅度提高桥梁的承载能力，增加待加固桥梁的整体刚度，且可以有效收缩梁体裂缝宽度，提高桥梁的耐久性，钢拱片拱脚产生的水平推力，有利于平衡台后土压力。本发明加固施工方法简便，加固过程有序，施工质量容易控制，可操作性强，效果明显；混凝土梁在向上的竖向力的作用下，减小跨中弯矩，收缩梁底裂缝宽度，加固后混凝土梁承载力提高30％以上。CN109162212ACN109162212A权利要求书1/2页1.一种单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，其特征在于在待加固的单跨普通钢筋混凝土梁下增设钢拱片，钢拱片和普通混凝土梁间设置钢支撑柱。2.根据权利要求1所述的单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，其特征在于：所述钢支撑柱以跨中为中心对称布置。3.根据权利要求1所述的单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，其特征在于在混凝土梁跨中段梁底和钢拱片间设置3～5个竖直向上力支撑点，支撑点所提供的竖向力通过临时支撑点上的千斤顶顶升后，用钢支撑柱将钢拱片和混凝土梁间顶紧，释放临时支撑点上的千斤顶，千斤顶上的支撑力转移到永久固定的钢支撑柱上。4.根据权利要求1所述的单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，其特征在于：所述钢支撑柱采用方钢制作，内用C30混凝土填充密实。5.根据权利要求1所述的单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，其特征在于：所述钢拱片和拱座通过焊接固定，拱座通过植入原桥台的抗剪锚栓固定。6.根据权利要求1所述的单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，其特征在于每片混凝土梁底根据受力需要增设1～2片钢拱片，钢拱片横向间设置横联形成整体。7.根据权利要求1所述的单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，其特征在于：所述增设的钢拱片设计的材料和截面尺寸根据结构所受内力确定，其中，钢拱片拱脚水平推力符合以下表达式：钢拱片拱脚弯矩MA和跨中弯矩表达式符合以下表达式：MB＝X1-X2(R-d)上式中：为弹性中心法计算的弹性中心处弯矩，为弹性中心处水平力，为弹性中心与圆心的距离，y为弹性中心到拱顶的竖向距离，为钢拱片上任意点的圆心角，为钢拱片两拱脚间的圆心角，MP为钢拱片对应的基本结构在竖直向上力P的作用下产生的弯矩，EI为钢拱片的抗弯刚度，EA为钢拱片的抗压刚度。8.根据权利要求1所述的单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法，其特征在于：所述待加固混凝土梁任意截面的弯矩减小值与拱片及钢支撑柱提供的竖直向上力P及力的加载位置Xi有关，其中，加固后混凝土梁任意截面最大弯矩表达式为：2CN109162212A权利要求书2/2页支点截面最大剪力表达式为：式中：qg为恒载均布荷载；qp为活载均布荷载；Pp为活载集中荷载；P为拱片提供的竖直向上集中荷载；a为混凝土梁任意截面到梁端的距离；l为混凝土梁计算跨径；Xi为竖直向上集中荷载到计算截面的距离，计算截面左侧竖直向上集中荷载个数为m个，计算截面右侧竖直向上集中荷载个数为n-m个，n为竖直向上集中荷载的个数；mc为各片混凝土梁横向分布系数，为常数；μ为汽车冲击系数。3CN109162212A说明书1/4页单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法技术领域[0001]本发明属于交通运输业桥涵工程加固技术领域，尤其涉及一种单跨普通钢筋混凝土梁桥的主动加固方法。背景技术[0002]在我国，普通钢筋混凝土梁桥特别是普通钢筋混凝土空心板梁桥，因其采用简单便捷的预制拼装的施工工艺，2004年以前被我国各等级公路广泛使用。但是，随着材料的老龄化、日益增加的交通量，大部分普通钢筋混凝土梁出现大量裂缝，部分裂缝已超过规范限宽，桥梁已经满足不了运营需求，少数出现跨中明显下挠变形，承载力和舒适性下降。若拆掉重建，费时费力，目前主要的加固方法为粘贴钢板或纤维复合材料、施加体外预应力等。然而，大量实例表明原有方法加固效果甚微，且新旧材料粘合好坏程度直接影