一種橋梁預應力高強鋼絲繩抗彎加固裝置的制作方法

本發明涉及橋梁加固技術領域，更具體地說涉及一種橋梁預應力高強鋼絲繩抗彎加固裝置。

背景技術：

橋梁作為生命線工程的重要組成部分，是交通樞紐的“咽喉”，橋梁的破壞將導致生命線的中斷，造成的損失不可估量。橋梁往往由于戶外環境工作易老化、設計標準提高、交通事故造成損傷等因素，需對橋梁進行加固。

目前，我國針對橋梁結構的加固方法有很多，常用的方法有增大截面積法、外包鋼法、粘貼鋼板法、粘貼纖維法、預應力加固法等；這些傳統加固方法存在著以下問題；(1)粘鋼法和包鋼法材料自重大、施工復雜、抗腐蝕能力差；(2)粘貼碳纖維法對剛度提高不明顯、不適用于混凝土強度低的情況，且易發生加固層的界面剝離破壞；(3)傳統的橋梁加固技術加固工程量大、人工費用高、后期維護費用高，且施工對環境的影響大，不能做到綠色施工。

同時，廣泛應用于建筑結構加固領域的鋼絞線網片加固技術雖然具有自重小、防火、環保、耐久性好、易施工和加固性能優越等優點，但是目前鋼絞線網片加固技術推廣到橋梁加固領域仍存在以下問題：(1)該加固技術易發生剝離破壞，嚴重影響到鋼絞線強度的發揮，不適應荷載工況多樣、工程環境復雜的橋梁加固領域；(2)針對建筑結構加固領域，其選擇的鋼絞線直徑均較小，而此鋼絞線直徑是無法適應具有加固工程量大，加固需求高的橋梁加固領域。

鑒于此，本案發明人對上述問題進行深入研究，遂有本案產生。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種橋梁預應力高強鋼絲繩抗彎加固裝置，其可有效避免加固層的界面剝離破壞，保證結構的整體性，并能夠適應橋梁加固存在的工程量大、跨度大、加固需求高和疲勞荷載作用，且結構簡單易于實現，實用性強。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種橋梁預應力高強鋼絲繩抗彎加固裝置，包括高強鋼絲繩和錨固所述高強鋼絲繩的錨固裝置，所述錨固裝置包括固定成一體的第一t型角鋼、固定成一體的第二t型角鋼和尾部帶孔的高強螺桿，所述第一t型角鋼和所述第二t型角鋼結構相同；

兩所述第一t型角鋼分別對應裝設于橋梁基體的底面的兩端，若干個所述第二t型角鋼分別等間距裝設于所述橋梁基體的底面對應于兩所述第一t型角鋼之間，兩所述高強螺桿的自由端分別對應裝設于所述第一t型角鋼上，并通過配設的高強螺母螺鎖于所述第一t型角鋼上，所述高強鋼絲繩穿設于各所述第二t型角鋼，且兩端分別對應穿過所述高強螺桿的尾部，且穿過的部分與對應的所述高強鋼絲繩通過扣合件緊固在一起。

所述第一t型角鋼包括相互垂直的第一水平鋼板和第一豎向鋼板，所述第二t型角鋼包括相互垂直的第二水平鋼板和第二豎向鋼板，所述第一豎向鋼板與所述第二豎向鋼板平行設置。

所述第一水平鋼板和所述第二水平鋼板分別對應通過高強螺栓與配設的高強螺母螺鎖于所述橋梁基體上。

所述第一豎向鋼板上開設有供所述高強螺桿的自由端穿過的第一錨固孔，所述高強螺桿的自由端通過配設的高強螺母螺鎖于所述第一豎向鋼板上；各所述第二豎向鋼板上開設有供所述高強鋼絲繩穿過的第二錨固孔。

所述高強鋼絲繩對應于各所述第二豎向鋼板處分別固設有高強鋼套管。

所述扣合件為呈方形狀的鋁扣。

采用上述結構后，本發明具有如下有益效果：由于通過張拉高強鋼絲繩并將兩端錨固于橋梁基體的底面，以此高強鋼絲繩為加固材料，與現有技術相比，其可有效地避免傳統加固裝置的加固層的界面剝離破壞，保證加固效果，保證結構的整體性，承受橋梁的疲勞荷載，并能夠有效提高橋梁抗彎疲勞性能，且其結構簡單、易于實現，實用性強；

進一步地，由于此加固裝置設置于橋梁基體的底面上，為橋梁體外加固裝置，故在施工期間不需要封閉交通；

進一步地，高強鋼絲繩通過高強螺栓和高強螺母與高強螺桿與高強螺母的配合張拉于橋梁基體的相應位置上，故可知此加固裝置可重復拆卸安裝，且各加固材料的造價低，整體施工成本較低；

進一步地，通過將各高強鋼套管分別固定于每個第二t型角鋼處，以使高強鋼絲繩固結于每個第二t型角鋼上，提高橋梁的承載力。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為圖1中a的放大示意圖。

圖3為圖1中b的放大示意圖。

圖中；

1-橋梁基體2-高強鋼絲繩

3-第一t型角鋼31-第一水平鋼板

32-第一豎向鋼板321-第一錨固孔

4-第二t型角鋼41-第二水平鋼板

42-第二豎向鋼板421-第二錨固孔

5-高強螺桿51-安裝孔

52-高強螺母61-高強螺栓

62-高強螺母7-鋁扣

8-高強鋼套管

具體實施方式

為了進一步解釋本發明的技術方案，下面通過具體實施例來對本發明進行詳細闡述。

本發明一種橋梁預應力高強鋼絲繩抗彎加固裝置，如圖1-3所示，包括高強鋼絲繩2和錨固此高強鋼絲繩2的錨固裝置，高強鋼絲繩2沿橋梁基體1的長度方向安裝于橋梁基體1的底面上，此錨固裝置包括固定成一體的第一t型角鋼3、固定成一體的第二t型角鋼4和高強螺桿5，其中高強螺桿5的尾端設有安裝孔51，第一t型角鋼3和第二t型角鋼4分別由兩塊角鋼固定連接而成，且第一t型角鋼3和第二t型角鋼4的結構相同。

具體的，如圖1-2所示，兩塊第一t型角鋼3分別安裝于橋梁基體1的底面凈跨的兩端，若干塊第二t型角鋼4等間距地安裝于橋梁基體1的底面凈跨之間，其中第一t型角鋼3包括相互垂直的第一水平鋼板31和第一豎向鋼板32，第二t型角鋼4包括相互垂直的第二水平鋼板41和第二豎向鋼板42，第一水平鋼板31和第二水平鋼板41均由兩塊角鋼的相應面并列銜接而成，第一豎向鋼板32和第二豎向鋼板42均由兩塊角鋼的相應面疊合而成；第一水平鋼板31和第二水平鋼板41均與橋梁基體1的底面相接觸，第一豎向鋼板32和第二豎向鋼板42分別與橋梁基體1的底面的長度方向垂直設置。在本發明中，第二t型角鋼4的數量根據實際橋梁基體1的長度和實際施工情況進行布設，在此不做限制。

優選地，高強鋼絲繩為直徑大于8mm的6*7+iws的鋼絲繩，在本實施例中，此高強鋼絲繩為鍍鋅高強鋼絲繩。

進一步地，橋梁基體1的底面的兩端與對應的第一水平鋼板31的兩側上分別開設有相對位的第一安裝孔，橋梁基體1的底面的兩端之間與對應的第二水平鋼板41的兩側上分別開設有相對位的第二安裝孔，且相對位的第一安裝孔和第二安裝孔內分別安裝有高強螺栓61，此時通過建筑領域內常用的植筋方法將各高強螺栓61分別與對應的第一安裝孔、第二安裝孔連接在一起，即各高強螺栓61與橋梁基體粘接在一起；隨后通過配設的高強螺母62分別將第一水平鋼板31和第二水平鋼板41螺鎖于橋梁基體1的底面，即第一t型角鋼3和第二t型角鋼4固定安裝于橋梁基體1的底面上。較佳地，為達到所有的第一t型角鋼3和第二t型角鋼4緊密地固定于橋梁基體1的底面上，每塊第一水平鋼板31上開設有四個間距相等的第一安裝孔，每塊第二水平鋼板41上開設有四個間距相等的第二安裝孔。作為優選地，高強螺栓61的直徑是第一安裝孔或第二安裝孔的孔深的5倍，且其直徑不小于150mm。

進一步地，兩塊第一豎向鋼板32上分別開設有第一錨固孔321，各第二豎向鋼板42上分別開設有第二錨固孔421，且各第一錨固孔321和第二錨固孔421沿橋梁基體1的底面的長度方向處于同一直線上，兩第一錨固孔321上分別安裝有上述高強螺桿5，兩高強螺桿5的自由端分別通過配設的高強螺母52螺鎖于相應的第一豎向鋼板32上，且兩高強螺桿5的尾端面對面設置。較佳地，高強螺桿5的自由端與對應的高強螺母52之間旋入有墊片，以有效地防止相應的高強螺母52松動。作為優選地，高強螺桿5的長度是高強螺桿5直徑的10倍，且其長度不短于120mm。

此外，如圖2所示，高強鋼絲繩2兩端的處理為：高強鋼絲繩2依次穿過各第二錨固孔421，隨后高強鋼絲繩2的兩端分別穿過對應的高強螺桿5的安裝孔51，且穿過的部分與相對應的高強鋼絲繩2通過扣合件緊固在一起，且穿過的部分余留不短于50mm。在本實施例中，扣合件為鋁扣7，高強鋼絲繩2穿過安裝孔51的部分與高強鋼絲繩的相應部分均穿過鋁扣7，并通過現有常見的液壓設備將鋁扣7壓緊，使得高強鋼絲繩2穿過安裝孔51的部分與高強鋼絲繩2的相應部分緊固在一起。較佳地，為防止高強鋼絲繩2從鋁扣7中拔出，高強鋼絲繩2的兩端部分別從對應的鋁扣7包裹中露出少許，且高強鋼絲繩2兩端的錨固長度為高強鋼絲繩2直徑的5倍。

在本發明中，根據實際施工中橋梁基體1的寬度選擇高強鋼絲繩2的數量，以合理地分配對橋梁基體1施加預應力。

橋梁基體1的底面沿其橫截方向分布裝設有若干條高強鋼絲繩2時，以3條為例，兩塊第一豎向鋼板32分別沿橋梁基體1的底面的橫截方向上等間距開設三個第一錨固孔321，且兩塊第一豎向鋼板32上的各第一錨固孔321分別兩兩相對開設，各第二豎向鋼板42上沿橋梁基體1的底面的橫截方向對應于各第一錨固孔321分別設有第二錨固孔421，使得各第一錨固孔321與相對應的第二錨固孔421沿橋梁基體1的底面的長度方向分別處于三條直線上。同時，各第一錨固孔321上按前述方式分別安裝有上述高強螺桿。

進一步地，每當高強鋼絲繩2穿過一個第二錨固孔421后，都會套入一個高強鋼套管8，當高強鋼絲繩2的兩端分別張拉固定于對應的第一t型角鋼3上后，每個高強鋼套管8內均填充粘接劑，以使各高強鋼套管8的一端分別固定與對應的第二豎向鋼板42相接觸，從而使得高強鋼絲繩2再次固結于各第二t型角鋼4上，以提高橋梁的承受力。其中，粘接劑采用植筋膠或環氧膠。作為優選地，高強鋼套管8的內徑比高強鋼絲繩2直徑多2mm，且高強鋼套管8的壁厚大于5mm，其長度為高強鋼絲繩2直徑的10倍，并大于100mm。

與現有技術相比，通過高強鋼絲繩2的張拉，即進行預應力的施加，能夠有效地避免加固層的界面剝離破壞，并由此加固裝置的安裝方式可知，此加固裝置能夠適應橋梁加固存在的工程量大、跨度大、加固需求高和疲勞荷載作用，且結構簡單，施工方便、快捷，適用于承載力不足的橋梁、梁板，帶損傷的橋梁抗彎疲勞加固。

本發明還提出根據前述實施例中橋梁預應力高強鋼絲繩抗彎加固裝置的施工方法：

(1)、根據實際施工情況，確定高強鋼絲繩2、第二t型角鋼4和高強螺桿5的數量，并確定第一t型角鋼3和第二t型角鋼4沿橋梁基體1凈跨等間距安裝的安裝位置、高強螺桿5固定安裝在第一t型角鋼3的第一錨固孔321的位置和高強鋼絲繩2穿過各第二豎向鋼板42上的第二錨固孔421的位置；

(2)、根據步驟(1)中第一t型角鋼3和第二t型角鋼4確定的數量，準備尺寸相同的角鋼，各個角鋼分別兩兩拼接組成第一t型角鋼3和第二t型角鋼4，第一t型角鋼3包括第一水平鋼板31和第一豎向鋼板32，第二t型角鋼4包括第二水平鋼板41和第二豎向鋼板42；

(3)、在每塊第一水平鋼板31、第二水平鋼板42上分別鉆設有四個間距相等的第一安裝孔、第二安裝孔，在每塊第一豎向鋼板32、第二豎向鋼板42上分別鉆設第一錨固孔321和第二錨固孔421；

(4)、對橋梁基體1的底面進行鑿毛處理，鑿毛處理完成后，按步驟(1)中確定的第一t型角鋼3和第二t型角鋼4的安裝位置沿橋梁基體凈跨分別鉆設橋安裝孔，且每個安裝位置上的橋安裝孔分別與對應的第一水平鋼板31、第二水平鋼板41上的第一安裝孔、第二安裝孔相對應，且上述橋安裝孔的孔徑比步驟(1)中準備的高強螺桿5的直徑大2mm，孔深為孔徑的6倍，且孔徑大于100mm；

(5)、清理步驟(3)和(4)中所有的橋安裝孔，第一、第二錨固孔，以及第一、第二安裝孔，并將步驟(1)中準備的各高強螺栓61采用植筋的方式分別固定于對應的橋安裝孔中；待強度達到要求，將步驟(4)中的第一水平鋼板31通過所鉆設的第一安裝孔與相應的高強螺栓61安裝在一起，并旋入配設的高強螺母62，使得第一t型角鋼3固定于橋梁基體1的底面凈跨的兩端；同時，將步驟(4)中的第二水平鋼板41通過所鉆的各第二安裝孔與相應的高強螺栓61安裝在一起，并旋入配設的高強螺母62，使得第二t型角鋼4固定于橋梁基體1的底面凈跨上；

(6)、對步驟(1)中的高強鋼絲繩2按照橋梁基體凈跨長度進行剪裁，剪裁時應考慮到高強鋼絲繩2繃緊并施加預應力時的施工余量、高強鋼絲繩2兩端錨固時余留的長度；

(7)、將步驟(6)中的高強鋼絲繩2貫穿步驟(3)中各個第二豎向鋼板42上的第二錨固孔421，并按照預應力的要求，對高強鋼絲繩的兩端進行張拉，且兩端分別先穿過對應的鋁扣7，后穿過步驟(1)中的高強螺桿51的尾部，再穿過原先已穿過一次的鋁扣，此時高強鋼絲繩2的兩端部分別從鋁扣中露出少許，最終采用液壓設備將鋁扣壓緊，使高強鋼絲繩2穿過高強螺桿51的部分與高強鋼絲繩2的相應部分緊固在一起；

(8)、待步驟(7)完成后，將步驟(7)中的高強螺桿5的自由端分別安裝于對應的第一錨固孔311上并套入墊片，而后旋入配設的高強螺母52，使得高強螺桿5固定于對應的第一豎向鋼板32上，并使高強鋼絲繩2處于張緊狀態，即進行預應力施加；

(9)、在步驟(7)中，高強鋼絲繩2每穿過一塊第二豎向鋼板42，高強鋼絲繩2上套入一個高強鋼套管8，當高強鋼絲繩2完成步驟(8)后，在各高強鋼套管8內注入植筋膠，將高強鋼絲繩2固結于各第二t型角鋼4上；

(10)、待步驟(9)中的植筋膠強度達到要求后，即可開放；若因環境因素加固失敗時，可拆卸高強鋼絲繩2(先釋放高強鋼絲繩2預應力，即先拆高強鋼絲繩2兩端的鋁扣7，再將高強螺桿5上的高強螺母52旋出，最后切割鋼絲繩)，再重復步驟(6)-(10)進行重新加固。

需說明的是：前面所述的加固裝置均可先在工廠預制，然后現場施工時進行拼裝。

采用上述施工方法后，由于加固裝置預先在工廠中預制，所以其預制出的加固裝置精度較高、質量較好，且其在現場施工過程中，可直接進行拼裝使用，現場實施效率高、施工快捷。

以上所述僅為本實施例的優選實施例，凡跟本發明權利要求范圍所做的均等變化和修飾，均應屬于本發明的權利要求范圍。