一種對(duì)原結(jié)構(gòu)無傷害的新型t形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種對(duì)原結(jié)構(gòu)無傷害的新型T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，包括張拉器和U型鋼板；U型鋼板套設(shè)于T形梁端部的梁肋上，T形梁兩端的U型鋼板同側(cè)均焊接有體外預(yù)應(yīng)力鋼筋，兩根體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的另一端分別與張拉器兩側(cè)的錨墊鋼板焊接；張拉器包括兩塊錨墊鋼板，兩塊錨墊鋼板左右通過兩根高強(qiáng)螺栓連接并由高強(qiáng)螺母鎖定，體外預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過張拉器一側(cè)的錨墊鋼板后與周邊的加勁鋼板焊接。本實(shí)用新型體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，將T形梁兩端體外預(yù)應(yīng)力鋼筋通過張拉器連接在一起，并通過施擰張拉器上的螺母，達(dá)到拉緊預(yù)應(yīng)力筋、對(duì)主梁施加預(yù)應(yīng)力的目的。
【專利說明】一種對(duì)原結(jié)構(gòu)無傷害的新型T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于體外預(yù)應(yīng)力【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種對(duì)原結(jié)構(gòu)無傷害的新型T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著交通事業(yè)的發(fā)展，特別是近年來我國(guó)車輛保有量的急速增加，車輛載重噸位和軸載的顯著增大，以及各種環(huán)境和人文因素的影響，造成在役橋梁超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，年久失修，大都帶病工作并逐漸演變?yōu)槲?。?jù)統(tǒng)計(jì)，截止2012年底，全國(guó)上報(bào)危橋90301座，約271萬延米。橋梁技術(shù)等級(jí)提高和危舊橋改造是我國(guó)各個(gè)地區(qū)共同面臨的重大現(xiàn)實(shí)問題。
[0003]橋梁的改造和加固，不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務(wù)水平，而且在更大程度上能夠消除安全隱患。舊的公路橋梁加固有利于促進(jìn)橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。使經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。
[0004]近年來，橋梁加固工作量不斷增加，橋梁的加固技術(shù)也在不斷發(fā)展。尤其是體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)得到普遍應(yīng)用。許多出現(xiàn)大量裂縫、剛度下降、承載力不足的危橋通過采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固獲得新生。
[0005]目前常用的體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是采用植筋的方法構(gòu)筑鋼筋混凝土錨塊。對(duì)于混凝土 T形梁，由于腹板較薄，鋼筋數(shù)量較多，植筋難度相當(dāng)大，植筋孔及其因遇到鋼筋產(chǎn)生的廢孔，對(duì)原結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很大的破壞，由于腹板較薄，植筋孔深度無法滿足受力要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種對(duì)原結(jié)構(gòu)無傷害的新型T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不采用植筋的方法即能實(shí)現(xiàn)體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)施。
[0007]—種對(duì)原結(jié)構(gòu)無傷害的新型T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，包括張拉器和U型鋼板；所述的U型鋼板套設(shè)于T形梁端部的梁肋上，T形梁兩端的U型鋼板同側(cè)均焊接有體外預(yù)應(yīng)力鋼筋，兩根體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的另一端分別與張拉器兩側(cè)的錨墊鋼板焊接；
[0008]所述的張拉器包括兩塊錨墊鋼板，兩塊錨墊鋼板左右通過兩根高強(qiáng)螺栓連接并由高強(qiáng)螺母鎖定，高強(qiáng)螺母與錨墊鋼板之間設(shè)有墊圈；所述的錨墊鋼板中間開有供體外預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過的通孔，錨墊鋼板內(nèi)側(cè)以通孔為圓心徑向?qū)ΨQ焊接有多塊加勁鋼板。
[0009]所述的體外預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過張拉器一側(cè)的錨墊鋼板后與周邊的加勁鋼板焊接。
[0010]所述的錨墊鋼板的厚度為20mm，長(zhǎng)度的確定原則由螺母施擰方便，寬度由計(jì)算確定；所述的加勁鋼板的厚度為IOmm ;所述的高強(qiáng)螺栓采用40B鋼制作，高強(qiáng)螺母和墊圈采用45號(hào)鋼制作，螺栓長(zhǎng)度主要由體外預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)值確定且宜留有余地，螺栓直徑由計(jì)算確定。
[0011]所述的U型鋼板包括一梁端鋼板和兩塊梁側(cè)鋼板，所述的梁端鋼板兩端分別與兩塊梁側(cè)鋼板焊接形成U型結(jié)構(gòu)。[0012]所述的梁端鋼板的厚度為20mm，寬度為梁肋厚度與2倍梁側(cè)鋼板厚度之和，高度由梁端混凝土局部承壓需要計(jì)算確定。所述的梁側(cè)鋼板的厚度為20_，高度與梁端鋼板一致，長(zhǎng)度應(yīng)大于5倍體外預(yù)應(yīng)力鋼筋直徑。
[0013]所述的張拉器和U型鋼板中的鋼板均采用Q345鋼，所述的體外預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB400 ;所有外露的鋼構(gòu)件均要求采取防腐措施。
[0014]本實(shí)用新型體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，將T形梁兩端體外預(yù)應(yīng)力鋼筋通過張拉器連接在一起，并通過施擰張拉器上的螺母，達(dá)到拉緊預(yù)應(yīng)力筋、對(duì)主梁施加預(yù)應(yīng)力的目的。故本實(shí)用新型具有以下有益技術(shù)效果:
[0015](I)本實(shí)用新型不采用植筋的方法實(shí)現(xiàn)體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固，對(duì)原結(jié)構(gòu)不造成傷害。
[0016](2)本實(shí)用新型相對(duì)植筋的方法構(gòu)筑鋼筋混凝土錨塊的體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)施、費(fèi)用較低。
[0017](3)本實(shí)用新型由于混凝土 T形梁的腹板厚度都不能滿足植筋深度的需要，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的質(zhì)量更加可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1沿AA方向的截面示意圖。
[0020]圖3為圖2沿BB方向的截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了更為具體地描述本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)施過程進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]如圖1?3所示，一種對(duì)原結(jié)構(gòu)無傷害的新型T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，包括張拉器2和U型鋼板4 ；U型鋼板4設(shè)置在T形梁I端部，與體外預(yù)應(yīng)力鋼筋3端部焊接；張拉器2設(shè)置在體外預(yù)應(yīng)力鋼筋3的另一個(gè)端部，張拉器2的一端與體外預(yù)應(yīng)力鋼筋3焊接，張拉器2的核心部分是高強(qiáng)螺栓21和螺母22，將T形梁I兩端體外預(yù)應(yīng)力鋼筋3連接在一起，并通過施擰高強(qiáng)螺母22，達(dá)到對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力的目的。
[0023]梁端U型鋼板4由一梁端鋼板41、兩塊梁側(cè)鋼板42焊接組成。梁端鋼板41的厚度為20mm，寬度為T形梁I端部梁肋的厚度與2倍梁側(cè)鋼板42厚度之和，高度由梁端混凝土局部承壓需要計(jì)算確定，本實(shí)例梁端鋼板41寬度為210mm，高度為300mm ;梁測(cè)鋼板42的厚度為20mm，高度與梁端鋼板41 一致，長(zhǎng)度應(yīng)大于5倍體外預(yù)應(yīng)力鋼筋直徑，本實(shí)例采用130mmo
[0024]張拉器2是由高強(qiáng)螺栓21、高強(qiáng)螺母22及墊圈23、錨墊鋼板24、加勁鋼板25組成；高強(qiáng)螺栓21采用40B鋼制作，高強(qiáng)螺母22及墊圈23采用45號(hào)鋼制作，螺栓21長(zhǎng)度主要由體外預(yù)應(yīng)力鋼筋3張拉伸長(zhǎng)值確定，且宜留有余地，螺栓21直徑由計(jì)算確定，本實(shí)例高強(qiáng)螺栓21直徑為20mm，長(zhǎng)度為370mm。
[0025]張拉器2錨墊鋼板24厚度為20mm，中心設(shè)穿體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的圓孔，體外預(yù)應(yīng)力鋼筋3按要求穿過后與周邊加勁鋼板25焊接，錨墊鋼板24長(zhǎng)度的確定原則由螺母22施擰方便，寬度由計(jì)算確定，本實(shí)例錨墊鋼板24長(zhǎng)度為240mm，寬度為90mm ;加勁鋼板25厚度為10mm，加勁鋼板25應(yīng)分別與錨墊鋼板24和體外預(yù)應(yīng)力鋼筋3焊接。
[0026]本實(shí)例所有采用的鋼板均為16Mn鋼，所有外露的鋼構(gòu)件均要求采取防腐措施。
[0027]本實(shí)施方式分工廠制作與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施兩部分。工廠制作部分按如下順序?qū)嵤?選材—下料一U形鋼板的兩梁側(cè)鋼板焊接面加工一張拉器高強(qiáng)螺栓、高強(qiáng)螺母及墊圈加工一錨墊鋼板孔洞加工一預(yù)應(yīng)力鋼筋彎曲加工一預(yù)應(yīng)力鋼筋的一端與錨墊鋼板、加勁鋼板焊接加工一所有鋼構(gòu)件防腐加工。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施部分按如下順序?qū)嵤?支架搭設(shè)一梁端縫隙雜物清理—U形鋼板附近梁端表面處理一梁端鋼板、兩梁側(cè)鋼板就位并臨時(shí)固定在梁端一沿焊接面實(shí)施焊接一一端已與錨墊鋼板、加勁鋼板焊接的預(yù)應(yīng)力鋼筋就位并臨時(shí)固定在梁側(cè)鋼板側(cè)面一預(yù)應(yīng)力鋼筋另一端與U形鋼板雙面焊接一高強(qiáng)螺栓穿過兩端錨墊鋼板預(yù)留的孔洞并套上高強(qiáng)墊圈及螺母一采用設(shè)有扭力計(jì)的扳手?jǐn)Q緊螺母一依順序分?jǐn)?shù)次達(dá)到設(shè)計(jì)要求的扭矩。
[0028]在工廠制作過程中，選用的材料及下料尺寸應(yīng)與本實(shí)施方式一致；U形鋼板的兩梁側(cè)鋼板、加勁鋼板、錨墊鋼板等應(yīng)按坡口焊要求進(jìn)行焊接面加工；錨墊鋼板孔洞直徑應(yīng)分別較預(yù)應(yīng)力鋼筋直徑、高強(qiáng)螺栓直徑大2mm。
[0029]由于本實(shí)施方式對(duì)原結(jié)構(gòu)無傷害的體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)采用的所有鋼構(gòu)件都暴露在大氣中，為了提高新增結(jié)構(gòu)的耐久性，工廠制作的防腐加工尤為重要。首先要求對(duì)鋼構(gòu)件外表面進(jìn)行噴砂除銹，除去表面全部銹蝕產(chǎn)物和焊渣濺射物，達(dá)到清潔度Sa2.5級(jí)、粗糙度Rz50?100 μ m ;封閉底漆采用環(huán)氧富鋅漆，封閉底漆涂裝I道30 μ m，待前道油漆干燥后，方可涂裝下道油漆，兩道油漆涂裝完畢后，檢查封閉底漆質(zhì)量；在中間漆涂裝前，應(yīng)對(duì)封閉涂層表面進(jìn)行清理，清除表面污物和灰塵，用砂紙整體輕打一遍封閉涂層，使表面平滑，涂裝環(huán)氧云鐵中間漆涂層兩道，每層厚度40 μ m ;在面漆涂裝前，應(yīng)對(duì)中間漆涂層表面進(jìn)行清理，清除表面污物和灰塵，局部粗糙處用砂紙打磨，涂氟碳面漆涂層兩道，每層厚度30 μ m,油漆干燥后檢查面漆涂裝質(zhì)量。
[0030]在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程中，可根據(jù)橋梁環(huán)境的不同，選用搭設(shè)支架或橋梁檢測(cè)車輛作為工作平臺(tái)，工作平臺(tái)應(yīng)設(shè)圍護(hù)，確保施工安全；梁端鋼板、兩梁側(cè)鋼板就位后，可借助墩臺(tái)蓋梁在鋼板底部設(shè)臨時(shí)支撐，并在梁端表面涂膠，將梁端鋼板、兩梁側(cè)鋼板固定在梁端；同一根預(yù)應(yīng)力鋼筋上的兩根高強(qiáng)螺栓，應(yīng)同時(shí)、同力度、相向施擰，避免對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋產(chǎn)生扭矩。
[0031]本實(shí)施方式通過張拉器將T形梁兩端預(yù)應(yīng)力鋼筋連接在一起，并通過施擰高強(qiáng)螺母，達(dá)到對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力的目的。張拉力值是通過終擰扭矩值來控制的，終擰扭矩值按下式計(jì)算:
[0032]M=K*N*D
[0033]式中:M為終擰扭矩值(N.m), N為螺栓的預(yù)拉力(KN)，K為扭矩系數(shù)(由試驗(yàn)確定)，D為螺栓公稱直徑(mm)
[0034]本實(shí)施方式體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)的加固實(shí)例是主橋上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土 T形梁，計(jì)算跨徑21.6m，梁高1.25m,翼板頂寬1.39m，腹板厚0.17m。該橋的病害是T形梁的裂縫數(shù)量多，且每片梁均有0.45?1.6mm之間的超限裂縫，最大的裂縫寬度達(dá)1.74mm。縫長(zhǎng)已超過中性軸，甚至已延伸至翼板根部；橋面嚴(yán)重破損，梁間接縫處的縱向裂縫幾乎貫通。橋面上只要有手扶拖拉機(jī)以上荷載經(jīng)過，就能感覺到明顯的抖動(dòng)，IOT以上車輛通過，則感到劇烈抖動(dòng)，說明梁體剛度不大，變形較大。經(jīng)上級(jí)主管部門鑒定，該橋被定為危橋。
[0035]每片梁采用4Φ25預(yù)應(yīng)力筋加固，每根預(yù)應(yīng)力筋由兩根高強(qiáng)螺栓連接，根據(jù)計(jì)算每根預(yù)應(yīng)力筋需要張拉100KN的力，每片梁施加的預(yù)應(yīng)力為400KN，則每根高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉
力N=400/8x1.1 =55KN。螺栓公稱直徑D為20mm，依上式可求得終擰扭矩M值。施擰螺母
由人工完成，采用配有扭矩計(jì)的板手，十分方便。為使每根螺栓受力均勻，施擰應(yīng)逐根分多次進(jìn)行。
[0036]通過分析，加固后主梁跨中截面的正截面抗彎強(qiáng)度提高了 18.5%，在使用階段，主梁上緣砼壓應(yīng)力降低了 41.2%，撓度降低了 70%，主鋼筋拉應(yīng)力降低了 89%，裂縫計(jì)算寬度縮小了 40%，支點(diǎn)截面的斜截面抗剪強(qiáng)度提高了 13.5%，砼主拉應(yīng)力降低了 17.3%。從上述比較數(shù)值可知，經(jīng)體外預(yù)應(yīng)力加固后，主梁的抗撓剛度的提高尤為明顯。事實(shí)上，在加固過程中，現(xiàn)場(chǎng)施工的工人都反映，施擰鋼拉桿前，主梁抖動(dòng)幅度很大，在橋下感到“心驚肉跳”，而隨著鋼拉桿的施擰，抖動(dòng)的幅度越來越小，安全感漸增。
[0037]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本實(shí)用新型不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示，對(duì)于本實(shí)用新型做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)原結(jié)構(gòu)無傷害的新型T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，包括張拉器和U型鋼板；其特征在于:所述的U型鋼板套設(shè)于T形梁端部的梁肋上，T形梁兩端的U型鋼板同側(cè)均焊接有體外預(yù)應(yīng)力鋼筋，兩根體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的另一端分別與張拉器兩側(cè)的錨墊鋼板焊接； 所述的張拉器包括兩塊錨墊鋼板，兩塊錨墊鋼板左右通過兩根高強(qiáng)螺栓連接并由高強(qiáng)螺母鎖定，高強(qiáng)螺母與錨墊鋼板之間設(shè)有墊圈；所述的錨墊鋼板中間開有供體外預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過的通孔，錨墊鋼板內(nèi)側(cè)以通孔為圓心徑向?qū)ΨQ焊接有多塊加勁鋼板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的體外預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過張拉器一側(cè)的錨墊鋼板后與周邊的加勁鋼板焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的錨墊鋼板的厚度為20mm,所述的加勁鋼板的厚度為10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的U型鋼板包括一梁端鋼板和兩塊梁側(cè)鋼板，所述的梁端鋼板兩端分別與兩塊梁側(cè)鋼板焊接形成U型結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的梁端鋼板的厚度為20mm ;所述的梁側(cè)鋼板的厚度為20mm，長(zhǎng)度至少為5倍體外預(yù)應(yīng)力鋼筋直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的T形梁體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的張拉器和U型鋼板中的鋼板均采用Q345鋼，所述的體外預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB400。
【文檔編號(hào)】E01D19/00GK203755137SQ201420090756
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】吳寶興 申請(qǐng)人:浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院