一種橋臺預應力加固框架裝置及加固方法與流程

本發明涉及橋臺加固技術領域，具體為一種橋臺預應力加固框架裝置及加固方法。

背景技術：

隨著經濟高速發展，公路運輸的日趨繁榮，車流量日益增大，重型車輛也日益增加，過大的車輛荷載超出了橋臺的實際承載力，導致橋臺側墻不同程度的外鼓、開裂、砌體表皮剝落，橋臺側墻的外鼓、開裂和表皮剝落導致橋臺整體壽命降低，給過往車輛帶來安全隱患。

目前，對橋臺外鼓、開裂、砌體表皮剝落等情況的處理一般采取的是向地基持力層灌漿和“壁可法”封閉裂縫，但是這些措施只能起到暫時性控制病害發展的作用，加固效果不理想。

技術實現要素：

為了克服上述所指出的現有技術的缺陷，本發明人對此進行了深入研究，在付出了大量創造性勞動后，從而完成了本發明。

具體而言，本發明所要解決的技術問題是：提供一種橋臺預應力加固框架裝置，以解決上述橋臺側墻的外鼓、開裂和表皮剝落導致橋臺整體壽命降低，給過往車輛帶來安全隱患的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種橋臺預應力加固框架裝置，所述橋臺預應力加固框架裝置包括設置在橋臺兩側的第一混凝土框架梁和第二混凝土框架梁；

所述第一混凝土框架梁和第二混凝土框架梁均包括若干個錨頭和用來連接錨頭的圈梁，所述第一混凝土框架梁的錨頭對應的橋臺側墻上分別設有若干個第一安裝孔，所述第二混凝土框架梁的錨頭對應的橋臺側墻上分別設有若干個第二安裝孔，每個所述第一安裝孔與與其對應的所述第二安裝孔形成對穿孔；

每個所述對穿孔內均設有用于施加預應力的預應力施加機構，每個所述預應力施加機構在所述橋臺兩側裸露的部分形成一個所述錨頭；

每個所述對穿孔內腔中灌注水泥砂漿。

作為一種改進的方案，所述圈梁包括澆筑在一起的構造鋼筋和側墻植筋；

所述構造鋼筋包括成方形并排設置的若干根鋼筋，所述構造鋼筋上設有若干個箍筋。

作為一種改進的方案，所述圈梁的斷面尺寸為40cm*40cm，所述錨頭斷面尺寸為40cm*20cm。

作為一種改進的方案，所述錨頭設有防腐防銹層。

作為一種改進的方案，所述預應力施加機構為螺紋鋼筋或鋼絞線。

作為一種改進的方案，所述螺紋鋼筋或鋼絞線上設有若干個隔離架。

作為一種改進的方案，所述螺紋鋼筋或鋼絞線在所述橋臺兩側裸露的部分形成張拉端和非張拉端；

在非張拉端露出錨頭的長度大于等于螺紋鋼筋或鋼絞線的公稱直徑，在張拉端露出錨頭的長度大于等于5倍螺距。

本發明的另一目的在于提供一種橋臺預應力加固方法，所述方法包括下述步驟：

根據預設的第一安裝孔和第二安裝孔的孔距和排距的參數要求，在橋臺兩側分別進行孔位放線操作；

孔位放線結束后，在放線部分進行第一安裝孔和第二安裝孔的成孔操作，對應的所述第一安裝孔和第二安裝孔形成對穿孔；

在每個對穿孔內安裝制作成的預應力施加機構，所述預應力施加機構上設有若干個隔離架；

按照預先設置的圈梁的中心軸線，在所述橋臺兩側澆筑分別形成第一混凝土框架梁和第二混凝土框架梁；

對所述預應力施加機構進行張拉鎖定，然后在每個所述對穿孔內腔中灌注水泥砂漿，并用混凝土封錨。

作為一種改進的方案，所述預應力施加機構為螺紋鋼筋或鋼絞線。

作為一種改進的方案，所述圈梁包括澆筑在一起的構造鋼筋和側墻植筋；

所述構造鋼筋包括成方形并排設置的若干根鋼筋，所述構造鋼筋上設有若干個箍筋。

采用了上述技術方案后，本發明的有益效果是：

橋臺預應力加固框架裝置包括第一混凝土框架梁和第二混凝土框架梁；第一混凝土框架梁和第二混凝土框架梁均包括若干個錨頭和用來連接錨頭的圈梁，橋臺兩側的側墻上分別設有若干個第一安裝孔和若干個第二安裝孔，每個第一安裝孔與與其對應的第二安裝孔形成對穿孔；每個對穿孔內均設有用于施加預應力的預應力施加機構，每個預應力施加機構在所述橋臺兩側裸露的部分形成一個錨頭；每個對穿孔內腔中灌注水泥砂漿，實現對橋臺的加固，并且利用第一混凝土框架梁和第二混凝土框架梁為預應力施加機構提供反作用力，使整個橋臺形成自平衡系統，增加了橋臺和臺后填土的整體性，防止在載荷作用下橋臺側墻繼續向外傾覆，提高橋臺壽命，也避免事故發生。

附圖說明

圖1是本發明提供的橋臺預應力加固框架裝置的結構示意圖；

圖2是本發明提供的螺紋鋼筋或鋼絞線的結構示意圖；

圖3是本發明提供的橋臺預應力加固方法的實現流程圖。

其中，1-第一混凝土框架梁，2-圈梁，3-錨頭，4-預應力施加機構，5-隔離架。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明進一步說明。但這些例舉性實施方式的用途和目的僅用來例舉本發明，并非對本發明的實際保護范圍構成任何形式的任何限定，更非將本發明的保護范圍局限于此。

結合圖1所示，橋臺預應力加固框架裝置包括設置在橋臺兩側的第一混凝土框架梁1和第二混凝土框架梁(圖中未示出)；

所述第一混凝土框架梁1和第二混凝土框架梁均包括若干個錨頭3和用來連接錨頭3的圈梁2，所述第一混凝土框架梁1的錨頭3對應的橋臺側墻上分別設有若干個第一安裝孔，所述第二混凝土框架梁的錨頭3對應的橋臺側墻上分別設有若干個第二安裝孔，每個所述第一安裝孔與與其對應的所述第二安裝孔形成對穿孔；

每個所述對穿孔內均設有用于施加預應力的預應力施加機構4，每個所述預應力施加機構4在所述橋臺兩側裸露的部分形成一個所述錨頭3，如圖2所示；

每個所述對穿孔內腔中灌注水泥砂漿。

其中，上述圖1中給出的橋臺一側的結構示意圖，以第一混凝土框架梁1為例進行說明的，在此不再贅述。

在本發明實施例中，上述圈梁2包括澆筑在一起的構造鋼筋和側墻植筋；

所述構造鋼筋包括成方形并排設置的若干根鋼筋，所述構造鋼筋上設有若干個箍筋；

該鋼筋的數量可以是16根，采用C16型，方形四邊每邊4根，在整個構造鋼筋上每隔20cm設置一個該箍筋，箍筋的型號為A10，箍筋采用閉合的方式；

上述側墻植筋采用C12型號，該側墻植筋入橋臺側墻料石深度為15cm，使第一混凝土框架梁1和第二混凝土框架梁與側墻連接為一個整體，橋臺和臺后填土的整體性。

在本發明實施例中，第一混凝土框架梁1和第二混凝土框架梁采用水泥標號為C30的混凝土，該圈梁2的斷面尺寸為40cm*40cm，所述錨頭3斷面尺寸為40cm*20cm。

在本發明實施例中，上述預應力施加機構4為螺紋鋼筋或鋼絞線，當然也可以采用其他材質的材料，在此不再贅述；該螺紋鋼筋或鋼絞線在所述橋臺兩側裸露的部分涂抹有環氧樹脂，起到防銹保護作用；

一般意義上，該螺紋鋼筋或鋼絞線具有張拉端和非張拉端，其具體可以根據橋臺的操作便利進行定義，其中，在非張拉端露出錨具的長度不小于鋼筋的公稱直徑，在張拉端露出錨具的長度不應小于5倍螺距。

在本發明實施例中，對螺紋鋼筋或鋼絞線采用單端張拉，正式張拉前先采用多次循環預緊張拉方式對每根螺紋鋼筋或鋼絞線進行張拉，在張拉設備與混凝土框架梁之間設置墊板，墊板與打磨平整的環氧砂漿面采用粘鋼膠連接。

在張拉完成后,用高壓水將對穿孔的孔道沖刷干凈，潤濕預應力管道孔壁,然后用水泥砂漿對孔道進行灌漿，填充螺紋鋼筋或鋼絞線與孔道之間的空隙；封錨前用環氧樹脂對錨頭3進行防腐涂刷，最后用C25混凝土進行封錨處理。

在本發明實施例中，如圖2所示，為保證螺紋鋼筋或鋼絞線在對穿孔的孔道內居中，在螺紋鋼筋或鋼絞線上設有若干個隔離架5，其設置間隔可以是2m。

本發明提供的橋臺預應力加固框架裝置造價低，工期短，工序簡單；而且可在不中斷交通的情況下連續施工，對周邊群眾交通出行影響小；

該加固技術安全可靠,具有較大的技術、經濟和社會效益，應用前景廣闊；

同時，實現對橋臺的加固，并且利用第一混凝土框架梁1和第二混凝土框架梁為預應力施加機構4提供反作用力，使整個橋臺形成自平衡系統，增加了橋臺和臺后填土的整體性，防止在載荷作用下橋臺側墻繼續向外傾覆，提高橋臺壽命，也避免事故發生。

圖3是本發明提供的橋臺預應力加固方法的實現流程圖，其具體的步驟如下所述：

在步驟S301中，根據預設的第一安裝孔和第二安裝孔的孔距和排距的參數要求，在橋臺兩側分別進行孔位放線操作。

其中，對螺紋鋼筋或鋼絞線的設置孔距、排距的精度完全取決于測量儀器的精度；根據實際需要和類似工程的經驗，規定水平、垂直方向孔距及排距誤差不大于50mm。

在該步驟中，對穿孔的孔距為1.5-2.0m。

在步驟S302中，孔位放線結束后，在放線部分進行第一安裝孔和第二安裝孔的成孔操作，對應的第一安裝孔和第二安裝孔形成對穿孔。

在該步驟中，對穿孔施工的首要問題是如何在土層條件、施工條件所限的情況下，采用何種設備鉆進來保證成孔的精度(對穿孔位移不超過3cm)；

首先要求在鉆進設備上合理選擇了MGJ-50型錨桿鉆機，合理配用、89mm風、水雙壁鉆桿、英格索蘭XHP750SCA T型空壓機等設備；鉆機就位后,按設計要求用地質羅盤調整立軸傾角至水平,軸向垂直于路面中線；正式鉆進前，開動鉆機先鉆10cm左右,停機檢查鉆機是否移位,確認鉆機穩固后便可正式鉆進；鉆進中遇到異常軟弱松散層時,采用快速通過的方式鉆進,從而避免了擴張而引起的孔斜；鉆進中遇回填塊石、填土不飽滿而漏風、垮孔、卡鉆時,進行固結灌漿,采用孔口封閉全孔灌漿48h后掃孔鉆進的方法處理。

在步驟S303中，在每個對穿孔內安裝制作成的預應力施加機構4，所述預應力施加機構4上設有若干個隔離架。

在該步驟中，為保證精扎螺紋鋼在孔內居中，每隔2m設置一個隔離架用來支撐精扎螺紋鋼，根據設計要求預埋墊板，防止精軋螺紋鋼筋與混凝土粘連。

在步驟S304中，按照預先設置的圈梁2的中心軸線，在所述橋臺兩側澆筑分別形成第一混凝土框架梁1和第二混凝土框架梁。

在該步驟中，螺紋鋼筋或鋼絞線安裝就位后，根據施工圖測放出圈梁2中心軸線，然后放出圈梁2頂、底線，支模板，綁扎鋼筋現澆混凝土，對于錨孔偏差造成上游側圈梁2輪廓線偏出部分可加大圈梁2的斷面尺寸，以確保錨頭3部分與圈梁2為一個整體。

在步驟S305中，對所述預應力施加機構4進行張拉鎖定，然后在每個所述對穿孔內腔中灌注水泥砂漿，并用混凝土封錨。

在該步驟中，張拉前要對千斤頂、油泵、油管、壓力表校驗,校驗合格后將千斤頂與油泵配套進行率定。鋼筋混凝土框架澆筑后的強度要達到80％才能張拉錨桿,采用一端張拉。

應當理解，這些實施例的用途僅用于說明本發明而非意欲限制本發明的保護范圍。此外，也應理解，在閱讀了本發明的技術內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動、修改和/或變型，所有的這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的保護范圍之內。