一種既有簡支t型梁橋連續化改造的結構及其施工方法
2023-12-04 08:34:36 2
專利名稱：一種既有簡支t型梁橋連續化改造的結構及其施工方法
技術領域：
本發明涉及土木建築技術領域，尤其是一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構及其施工方法。
背景技術：
簡支梁橋屬於靜定結構，簡支T型梁橋作為中小跨徑橋梁的常見橋型，因其構造簡單、施工方便、造價低廉，在我國公路橋梁中有著廣泛的應用。多孔簡支梁橋為適應溫度變化以及荷載作用引起的結構變形，通常在每個橋墩(臺)上都要設置伸縮縫。但隨著我國經濟、社會的快速發展，和交通流量的加重，橋梁伸縮縫的損害程度相當嚴重。伸縮縫的破壞將會在很大程度上降低橋面的整體性及連續性，引起很大的車輛衝擊荷載，惡化行車條件和行車安全，並急劇降低橋梁的使用壽命，同時伸縮縫破壞還會誘發很多其他橋梁病害，容易降低橋梁承載能力。另外，由於早期我國建設的簡支T型梁橋的設計荷載普遍較低，很多橋很難滿足現階段的重載交通。為了提高此類橋梁的承載能力和安全性能，進行簡支轉連續的體系轉換加固方法是一種比較有效的方法。其概念就是通過改變橋梁結構體系以減少梁內應力，增加原橋剛度，提高結構承載力，是一種「變被動加固為主動加固」的方法。為了使橋梁結構具有較好的連續性能和較高的承載能力，20世紀70年代末有人提出了「簡支梁橋連續化」的想法。簡支梁橋在連續化後不但可有效減少或消除伸縮縫，獲得較長的連續橋面，而且還具有恆載簡支、活載連續的結構特點。目前已有的實現簡支梁橋連續化的構造方法包括:橋面(板)連續、橋面(板)連續+溼接縫、橋面(板)連續+溼接縫+預應力等。前兩種構造方法雖可在一定程度上改善支座處橋面開裂的現象，但由於接頭區的連續空間較小，而且填充材料(如混凝土)的抗拉強度較低，因此無法從根本上抵抗簡支梁連續後在接頭處產生的負彎矩作用，即同樣會導致橋面的開裂；而橋面(板)連續+溼接縫+預應力的構造方法雖可通過施加局部預應力避免橋面的開裂，但該方法施工複雜，小範圍施加預應力容易造成局部應力集中，預應力損失也較大，而且用於舊橋改造中比較困難。此外，傳統T型梁橋簡支變連續大部分都是用在新橋上，在既有橋梁改造方面還缺乏相應的研究。
發明內容
為了克服既有簡支T型梁橋缺乏連續化改造措施的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構及其施工方法。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，包括既有簡支T型梁橋的T型梁和橋墩，所述橋墩頂部相鄰的兩根T型梁分別順橋向鑿除部分頂板和部分腹板，鑿除後的兩根T型梁端部之間形成一條Y形縫，所述Y形縫內布設有鋼筋並澆築有混凝土以形成連接兩根T型梁的連續段，所述兩根T型梁和連續段上重新澆築橋面鋪裝。
進一步的，所述兩根T型梁頂板之間的鑿除長度為m，m取值為連續後橋墩頂部有負彎矩的範圍。進一步的，所述兩根T型梁腹板端部的鑿除高度取值為頂板到T型梁受力中軸線的距離，所述兩根T型梁腹板順橋向的鑿除長度取值為鑿除高度與鑿除長度形成1: 2 1:3坡度漸變過渡到頂板的距離。進一步的，所述兩根T型梁鑿除部分頂板和部分腹板時均保留原有鋼筋。進一步的，所述兩根T型梁腹板之間順橋向的澆築長度為η，η取值為兩根T型梁端部之間的間隙距離。進一步的，所述鋼筋包括連接鋼筋、負彎矩鋼筋和箍筋。進一步的，所述混凝土為微膨脹混凝土。同時，本發明還提供一種既有簡支T型梁橋連續化改造的施工方法，按以下步驟進行:(I)鑿除既有橋面鋪裝:鑿除既有簡支T型梁橋的橋面鋪裝，鑿除時做好安全措施以避免對T型梁造成損傷；(2)鑿除部分T型梁:按設計要求鑿除T型梁的部分頂板和部分腹板，鑿除後的兩根T型梁端部之間形成一條Y形縫，鑿除後應保留原有鋼筋以便後續綁紮鋼筋；(3)澆築連續段:在相鄰的兩根T型梁之間的底部澆築砂漿以方便後續搭設模板，在鑿除的頂板和腹板位置處搭設模板，在Y形縫內布設連接筋、綁紮負彎矩鋼筋和箍筋，並往Y形縫內整體澆築混凝土以形成連接兩根T型梁的連續段；(4)重新澆築橋面鋪裝:澆筑前充分拉毛混凝土界面，在T型梁頂板和橋面鋪裝之間植入錨固鋼筋，使得連續改造後的T型梁橋面板和T型梁更好地受力，在兩根T型梁和連續段上重新澆築橋面鋪裝。進一步的，在步驟(2)中，所述兩根T型梁頂板之間的鑿除長度為m，m取值為連續後橋墩頂部有負彎矩的範圍；所述兩根T型梁腹板端部的鑿除高度取值為頂板到T型梁受力中軸線的距離，所 述兩根T型梁腹板順橋向的鑿除長度取值為鑿除高度與鑿除長度形成1:2^1:3坡度漸變過渡到頂板的距離。進一步的，在步驟(3)中，所述兩根T型梁腹板之間順橋向的澆築長度為n，n取值為兩根T型梁端部之間的間隙距離，所述混凝土為微膨脹混凝土。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:該既有簡支T型梁橋連續化改造的結構及其施工方法為既有簡支T型橋梁連續化改造提供了可行、有效的指導方法，通過該方法順橋向連續化可以有效地避免行車在原來的伸縮縫位置發生跳車現象，提高了行車的舒適性；該方法順橋向連續化可以不用轉換原有簡支梁雙支座體系，具有施工比較簡單方便、改造成本比較低等優點。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
圖1為既有簡支T型梁橋的立面圖。圖2為既有簡支T型梁橋鑿除橋面鋪裝後的立面圖。圖3為既有簡支T型梁橋鑿除部分頂板和部分腹板後的立面圖。圖4為既有簡支T型梁橋連續化配筋時的立面圖。圖5為圖4中a-a處的斷面圖。圖6為圖4中b_b處的斷面圖。
圖7為既有簡支T型梁橋連續化改造後的立面圖。圖8為圖7中c-c處的斷面圖。圖9為圖7中d-d處的斷面圖。圖10為圖7中e-e處的斷面圖。圖中1-T型梁，11-頂板，12-腹板，13-受力中軸線，2-橋墩，3-橋面鋪裝，4-伸縮縫，5-Y形縫，6-砂漿，7-連接筋，8-負彎矩鋼筋，9-箍筋，10-連續段。
具體實施例方式如圖f 10所示，一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，包括既有簡支T型梁橋的T型梁I和橋墩2，所述橋墩2頂部相鄰的兩根T型梁I分別順橋向鑿除部分頂板11和部分腹板12，鑿除後的兩根T型梁I端部之間形成一條Y形縫5，所述Y形縫5內布設有鋼筋並澆築有混凝土以形成連接兩根T型梁I的連續段10，所述兩根T型梁I和連續段10上重新澆築橋面鋪裝3。在本實施例中，所述兩根T型梁I頂板11之間的鑿除長度為m，m取值為連續後橋墩2頂部有負彎矩的範圍。所述兩根T型梁I腹板12端部的鑿除高度取值為頂板11到T型梁I受力中軸線的距離，所述兩根T型梁I腹板12順橋向的鑿除長度取值為鑿除高度與鑿除長度形成1:2 1:3坡度漸變過渡到頂板11的距離。所述兩根T型梁I鑿除部分頂板11和部分腹板12時均保留原有鋼筋。所述兩根T型梁I腹板12之間順橋向的澆築長度為η, η取值為兩根T型梁I端部之間的間隙距離。在本實施例中，所述鋼筋包括連接鋼筋、負彎矩鋼筋8和箍筋9，所述混凝土為微膨脹混凝土。如圖f 10所示，一種既有簡支T型梁橋連續化改造的施工方法，按以下步驟進行:
(O鑿除既有橋面鋪裝:鑿除既有簡支T型梁橋的橋面鋪裝3，鑿除時做好安全措施以避免對T型梁I造成損傷；
(2)鑿除部分T型梁:按設計要求鑿除T型梁I的部分頂板11和部分腹板12，鑿除前應計算T型梁I鑿除部分頂板11和部分腹板12時是否滿足裸梁受力要求以確定是否需要支架支撐，鑿除後的兩根T型梁I端部之間形成一條Y形縫5，鑿除後應保留原有鋼筋以便後續綁紮鋼筋；
(3)澆築連續段:在相鄰的兩根T型梁I之間的底部澆築砂漿6以方便後續搭設模板，在鑿除的頂板11和腹板12位置處搭設模板，在Y形縫5內布設連接筋7、綁紮負彎矩鋼筋8和箍筋9，並往Y形縫5內整體澆築混凝土以形成連接兩根T型梁I的連續段10 ；
(4)重新澆築橋面鋪裝:澆筑前充分拉毛混凝土界面，在T型梁I頂板11和橋面鋪裝3之間植入U形錨固鋼筋，使得連續改造後的T型梁橋面板和T型梁I更好地受力，在兩根T型梁I和連續段10上重新澆築橋面鋪裝3。在步驟(2)中，所述兩根T型梁I頂板11之間的鑿除長度為m，m取值為連續後橋墩2頂部有負彎矩的範圍；鑿除部分頂板11時應嚴格按照跳位鑿除，施工時應對橋墩附近進行應變、應力監控，如若發現異常應停止施工；鑿除部分頂板11後應保留原有鋼筋，以便後續鋼筋綁紮。
在步驟(2)中，所述兩根T型梁I腹板12端部的鑿除高度取值為頂板11到T型梁I受力中軸線的距離，所述兩根T型梁I腹板12順橋向的鑿除長度取值為鑿除高度與鑿除長度形成1:2 1:3坡度漸變過渡到頂板11的距離。所述橋墩2頂部溼接縫和T型梁I頂板11採用漸變高度段以增加此位置的抗剪剛度，在該漸變高度段設置負彎矩鋼筋8以提高彎矩承載能力。在步驟(3)中，所述兩根T型梁I腹板12之間順橋向的澆築長度即溼接縫澆築長度為η，η取值為兩根T型梁I端部之間的間隙距離；澆筑前在端部鑿毛處理，並植入連接鋼筋；溼接縫下部設有鋼筋，可以增大連續段的剛度。在步驟(3)中，為了使新舊混凝土能夠更好的共同工作，在新舊混凝土交界處植入連接鋼筋。通過在腹板12和頂板11處搭設模板，綁紮鋼筋，共同澆築混凝土，使其為一個整體以增加整體受力性能。為了減少新舊混凝土的收縮徐變的差異，T型梁I鑿除部分所澆築的混凝土為微膨脹混凝土。在步驟(4)中，所述橋面鋪裝3採用一些抗拉的高性能混凝土，例如聚丙烯纖維混凝土。本發明不局限於上述的最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下都可以得出其他各種形式的既有簡支T型梁橋連續化改造形式。凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，包括既有簡支T型梁橋的T型梁和橋墩，其特徵在於:所述橋墩頂部相鄰的兩根T型梁分別順橋向鑿除部分頂板和部分腹板，鑿除後的兩根T型梁端部之間形成一條Y形縫，所述Y形縫內布設有鋼筋並澆築有混凝土以形成連接兩根T型梁的連續段，所述兩根T型梁和連續段上重新澆築橋面鋪裝。
2.根據權利要求1所述的一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，其特徵在於:所述兩根T型梁頂板之間的鑿除長度為m，m取值為連續後橋墩頂部有負彎矩的範圍。
3.根據權利要求1或2所述的一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，其特徵在於:所述兩根T型梁腹板端部的鑿除高度取值為頂板到T型梁受力中軸線的距離，所述兩根T型梁腹板順橋向的鑿除長度取值為鑿除高度與鑿除長度形成1: 2 1:3坡度漸變過渡到頂板的距離。
4.根據權利要求1所述的一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，其特徵在於:所述兩根T型梁鑿除部分頂板和部分腹板時均保留原有鋼筋。
5.根據權利要求1所述的一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，其特徵在於:所述兩根T型梁腹板之間順橋向的澆築長度為η，η取值為兩根T型梁端部之間的間隙距離。
6.根據權利要求1所述的一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，其特徵在於:所述鋼筋包括連接鋼筋、負彎矩鋼筋和箍筋。
7.根據權利要求1所述的一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，其特徵在於:所述混凝土為微膨脹混凝土。
8.一種既有簡支T型梁橋連續化改造的施工方法，其特徵在於，按以下步驟進行: (1)鑿除既有橋面鋪裝:鑿除既有簡支T型梁橋的橋面鋪裝，鑿除時做好安全措施以避免對T型梁造成損傷； (2)鑿除部分T型梁:按設計要求鑿除T型梁的部分頂板和部分腹板，鑿除後的兩根T型梁端部之間形成一條Y形縫，鑿除後應保留原有鋼筋以便後續綁紮鋼筋； (3)澆築連續段:在相鄰的兩根T型梁之間的底部澆築砂漿以方便後續搭設模板，在鑿除的頂板和腹板位置處搭設模板，在Y形縫內布設連接筋、綁紮負彎矩鋼筋和箍筋，並往Y形縫內整體澆築混凝土以形成連接兩根T型梁的連續段； (4)重新澆築橋面鋪裝:澆筑前充分拉毛混凝土界面，在T型梁頂板和橋面鋪裝之間植入錨固鋼筋，使得連續改造後的T型梁橋面板和T型梁更好地受力，在兩根T型梁和連續段上重新澆築橋面鋪裝。
9.根據權利要求8所述的一種既有簡支T型梁橋連續化改造的施工方法，其特徵在於:在步驟(2)中，所述兩根T型梁頂板之間的鑿除長度為m，m取值為連續後橋墩頂部有負彎矩的範圍；所述兩根T型梁腹板端部的鑿除高度取值為頂板到T型梁受力中軸線的距離，所述兩根T型梁腹板順橋向的鑿除長度取值為鑿除高度與鑿除長度形成1: 2 1:3坡度漸變過渡到頂板的距離。
10.根據權利要求8所述的一種既有簡支T型梁橋連續化改造的施工方法，其特徵在於:在步驟(3)中，所述兩根T型梁腹板之間順橋向的澆築長度為n，n取值為兩根T型梁端部之間的間隙距離，所述混凝土為微膨脹混凝土。
全文摘要
本發明涉及一種既有簡支T型梁橋連續化改造的結構，包括既有簡支T型梁橋的T型梁和橋墩，所述橋墩頂部相鄰的兩根T型梁分別順橋向鑿除部分頂板和部分腹板，鑿除後的兩根T型梁端部之間形成一條Y形縫，所述Y形縫內布設有鋼筋並澆築有混凝土以形成連接兩根T型梁的連續段，所述兩根T型梁和連續段上重新澆築橋面鋪裝。本發明還涉及一種既有簡支T型梁橋連續化改造的施工方法。本發明為既有簡支T型橋梁連續化改造提供了可行、有效的指導方法，通過該方法順橋向連續化可以有效地避免行車在原來的伸縮縫位置發生跳車現象，提高了行車的舒適性；該方法順橋向連續化可以不用轉換原有簡支梁雙支座體系，具有施工比較簡單方便、改造成本比較低等優點。
文檔編號E01D19/06GK103194963SQ201310147300
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者吳慶雄, 陳寶春, 韋建剛 申請人:福州大學