一種鋼橋面板的修復補強結構及其修復補強方法
2023-05-23 16:48:26 1
專利名稱：一種鋼橋面板的修復補強結構及其修復補強方法
技術領域：
本發明涉及一種路面的修復補強結構，尤其是涉及一種鋼橋面板的修復補強結構及其修復補強方法。
背景技術：
改革開放的初中期我國開始修建大跨徑的鋼箱梁橋，由於當初對我國交通運輸業超載情況的預計不足和經費造價方面的考慮，那時修建的鋼橋的橋面鋼板都比較薄，通常採用12毫米厚的鋼板。在大流量和超軸載運行十多年的情況下，許多鋼橋的橋面鋼板過早地出現了疲勞開裂現象，這些裂縫在持續不斷地重交通作用下不斷地擴展，嚴重地影響了橋梁的使用安全和長期使用壽命，也使得長達100年的橋梁設計使用壽命受到威脅，因此， 必須對這種鋼橋結構進行補強加固修復。現有的鋼橋的橋面鋼板通常以焊接的方式相連或通過U型加勁肋和縱橫隔板等支撐結構相連，結構十分複雜，因此將面板從支撐結構上取下絕非易事，不僅要長時間封閉交通對社會造成巨大影響而且在經濟上也難以負擔，並且這些鋼橋通常都擔負著繁重的交通車流，簡單地挖除橋面鋪裝焊接裂縫並不能改變原結構的受力狀況，往往很快又會出現新的裂縫，很難起到有效修復的作用。因此，開發一種質量可靠、施工方便、綜合造價相對低廉並且維修方便的鋼橋橋面板的修復補強結構及實現該結構的修復補強方法顯得日益迫切。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可提高橋面鋼板的承受力，並且結構簡單，施工方便、綜合造價相對低廉且維修方便的鋼橋面板的修復補強結構及其修復補強方法。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為一種鋼橋面板的修復補強結構， 包括橋面鋼板，所述的橋面鋼板上焊接多根縱向鋼肋條和多根橫向鋼肋條，所述的縱向鋼肋條與所述的橫向鋼肋條相互交錯形成網格支撐結構，所述的網格支撐結構的矩形凹槽內填充有碎石骨料，所述的網格支撐結構的矩形凹槽上方設置有鋼蓋板，所述的鋼蓋板分別與所述的縱向鋼肋條和所述的橫向鋼肋條焊接固定，相鄰的所述的鋼蓋板焊接相連，所述的橋面鋼板與所述的鋼蓋板之間的空隙及所述的碎石骨料之間的空隙填充有環氧樹脂水泥漿，所述的鋼蓋板上鋪設有冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層。所述的縱向鋼肋條和所述的橫向鋼肋條厚度為20 30mm，寬度為50 80mm，所述的矩形凹槽的面積為8 16m2，橫向寬度為2 細。所述的碎石骨料的粒徑為1 2cm，所述的鋼蓋板採用Q345橋梁鋼板，厚度為 10 12mm。所述的冷拌樹脂浙青混凝土路面磨損層由以下原料成分及重量百分比組成樹脂浙青膠結料5-9%、沙石礦料80-90%、聚酯纖維0. 3-0. 4%，礦粉填料4_10%，所述的樹脂浙青膠結料由石油浙青和環氧樹脂及環氧樹脂固化劑調配而成。一種鋼橋面板的修復補強方法，包括以下步驟(1)將鋼橋的橋面鋼板的裂縫進行焊接修補，然後對橋面鋼板進行拋丸除鏽並進行防腐處理；(2)將步驟(1)處理後的橋面鋼板的上表面焊接多根相互平行的橫向鋼肋條和多根相互平行的縱向鋼肋條，所述的橫向鋼肋條和所述的縱向鋼肋條相互交錯形成網格支撐結構；(3)將粒徑為1 2cm的碎石骨料填充在所述的網格支撐結構的矩形凹槽內；(4)將所述的網格支撐結構的矩形凹槽上方蓋上鋼蓋板，將所述的鋼蓋板與所述的縱向鋼肋條和所述的橫向鋼肋條焊接固定，將相鄰的所述的鋼蓋板相互焊接相連；(5)將所述的鋼蓋板鑽孔並安裝壓漿接頭，將環氧樹脂水泥漿以壓漿的方式注入所述的鋼板蓋與所述的橋面鋼板之間，將所述的橋面鋼板與所述的鋼蓋板之間的空隙及所述的碎石骨料相互之間的空隙填滿；(6)所述的環氧樹脂水泥漿固化成型後，將所述的壓漿接頭拆除，並用所述的環氧樹脂水泥漿將安裝壓漿接頭的接頭處填平，然後在補強後的橋面鋼板上鋪築一層厚度為 3 5cm的冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層即可形成鋼橋面板的修復補強結構。所述的縱向鋼肋條和所述的橫向鋼肋條厚度為20 30mm，寬度為50 80mm，所述的矩形凹槽的面積為8 16m2，橫向寬度為2 細。所述的鋼蓋板採用Q345橋梁鋼板，厚度為10 12mm。所述的壓漿接頭包括帶球閥開關的第一壓漿接頭和帶球閥開關的第二壓漿接頭， 步驟(5)中在所述的鋼蓋板上安裝所述的第一壓漿接頭和所述的第二壓漿接頭，將所述的第一壓漿接頭連接壓漿機，通過所述的第一壓漿機將所述的環氧樹脂水泥漿徐徐壓入，將所述的第二壓漿接頭的球閥開關打開排出所述的矩形凹槽內的空氣，直到所述的第二壓漿接頭湧出均勻無氣泡的環氧樹脂水泥漿時，關閉所述的第二壓漿接頭的球閥開關。所述的冷拌樹脂浙青混凝土路面磨損層由以下原料成分及重量百分比組成樹脂浙青膠結料5 9%、沙石礦料80 90 %、聚酯纖維0. 3 0. 4%，礦粉填料4 10 %，所述的樹脂浙青膠結料由石油浙青和環氧樹脂及環氧樹脂固化劑調配而成。與現有技術相比，本發明的優點在於在原橋面鋼板上設置網格支撐結構並安裝另一層鋼蓋板，利用環氧樹脂水泥漿及將原橋面鋼板與鋼蓋板之間的空隙填滿，使之形成一種雙層鋼板的夾心結構，然後，在補強後的鋼板上鋪築一層高模量的冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層。這種組合結構不僅提高了鋼板及橋面鋪裝的整體剛度，車輛荷載通過鋼蓋板和環氧碎石夾層傳遞到原橋面鋼板上，減小了原橋面鋼板在同樣車輛荷載條件下受力的應力幅，同時採用彈性模量更大的冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層，使原橋面鋼板的疲勞使用壽命得以延長。因此該鋼橋面板的修復補強結構質量可靠、施工方便、綜合造價相對低廉且維修方便並且修復補強後的鋼橋面板結構與原橋面鋼板形成組合體系共同受力，有效地提高了橋面的整體剛度；同時原鋼橋面板簡單修復後得以保留，加固施工作業在原鋼橋面板上進行，施工相對簡單快速，對社會交通影響小，綜合造價相對較低。
圖1為本發明鋼橋面板的修復補強結構的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。某懸索鋼橋橋面寬18米，長900米，設計使用壽命100年，橋面鋼板厚度10_12毫米，支撐結構採用U型加勁肋7(如圖1所示)。超載重交通運行僅12年，U型加勁肋處出現多條幾米長的貫穿裂縫，雨水通過裂縫進入橋面鋼板下的箱梁內部，導致不應有的鏽蝕發生，橋梁及運行安全均受到影響。該鋼橋面板的修復補強結構如圖1所示的，包括橋面鋼板1，橋面鋼板1的上表面的焊接有多根縱向鋼肋條2和多根橫向鋼肋條2(圖示中用2統一表示縱向鋼肋條和橫向鋼肋條)，縱向鋼肋條2與橫向鋼肋條2相互交錯形成網格支撐結構，該網格支撐結構的矩形凹槽3內填充有碎石骨料4，網格支撐結構的矩形凹槽3上方設置有鋼蓋板5，鋼蓋板5 與縱向鋼肋條2和橫向鋼肋條2焊接固定，相鄰的鋼蓋板5焊接相連，橋面鋼板1與鋼板蓋 5之間的空隙及碎石骨料4之間的空隙填充有環氧樹脂水泥漿6，該鋼蓋板5上鋪設有冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層8。在此具體實施例中，縱向鋼肋條2和橫向鋼肋條2厚度為20 30mm，寬度為50 80mm ；矩形凹槽3的面積為8 16m2，橫向寬度為2 細；碎石骨料4的粒徑為1 2cm ； 鋼蓋板5採用Q345橋梁鋼板，厚度為10 12mm。冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層8由以下原料成分及重量百分比組成樹脂浙青膠結料5-9%、沙石礦料80-90%、聚酯纖維0. 3-0. 4%,礦粉填料4-10%，樹脂浙青膠結料由石油浙青和環氧樹脂及環氧樹脂固化劑調配而成。冷拌樹脂浙青混凝土由樹脂浙青、沙石礦料及聚酯纖維等材料固結在一起，生成一種強度高、韌性好且耐高溫的特殊浙青混凝土路面。實現上述的鋼橋面板的修復補強結構可採用如下的修復補強方法，包括如下步驟1)封閉交通挖除現有橋面鋪裝，尋找裂縫並將橋面鋼板1的裂縫進行焊接處理， 焊好後在焊縫處焊貼8-12mm厚的鋼板條進行補強，然後對橋面鋼板1進行拋丸除鏽並進行防腐處理，例如噴塗環氧富鋅漆，達到防腐的效果；2)在經步驟(1)處理後的橋面鋼板1的上表面焊接厚為20 30mm、寬為50 80mm的多根橫向鋼肋條2和縱向鋼肋條2，橫向鋼肋條2和縱向鋼肋條2相互交錯形成的網格支撐結構，網格支撐結構的矩形凹槽3面積為8 16m2，橫向寬度為2 細，矩形凹槽 3的深度等於或略大於縱向鋼肋條2或橫向鋼肋條2的厚度；3)在矩形凹槽3內填滿粒徑為1 2cm的碎石骨料4，如花崗巖碎石；4)在矩形凹槽3的上方蓋上10 12mm厚的底面積略大於矩形凹槽3的鋼蓋板 5，將鋼蓋板5分別與縱向鋼肋條2和橫向鋼肋條2焊接固定，形成內含碎石夾層的密閉空間，相鄰的鋼蓋板5相互焊接連成一體，形成新的橋面連續鋼板，並用砂輪機將焊縫磨平；5)在每一個密閉的矩形凹槽3的對角線端點位置分別對鋼蓋板5打孔並套絲扣， 安裝分別帶球閥開關的第一壓漿接頭和第二壓漿接頭(圖中未顯示)，採用壓漿機向矩形凹槽3的碎石夾層內灌入高強度的環氧樹脂水泥漿6，壓漿操作時，第一壓漿接頭連接壓漿機，使環氧樹脂水泥漿徐徐壓入，第二壓漿接頭的球閥開關打開，使密閉夾層內的空氣排出，直到第二壓漿接頭湧出的是均勻的無明顯無氣泡的環氧樹脂水泥漿6時，關閉第二壓漿接頭的球閥開關，保持壓漿機壓力30-60秒；6)在夏季常溫條件下，環氧樹脂水泥漿6固化時間不大於72小時，灌漿後由環氧樹脂水泥漿6和碎石組成的環氧混凝土其抗壓強度不小於30MPa，抗壓模量不小於 IxlO4MPa,環氧樹脂水泥漿6固化後，拆除第一壓漿接頭和第二壓漿接頭，並用環氧樹脂水泥漿6將安裝第一壓漿接頭和第二壓漿接頭的位置填平，即形成鋼橋面板1的修復補強結構；灌入網格的環氧樹脂水泥漿6和填充碎石骨料4形成的混合料，其固化後的力學特性應符合以下表1的規定，從而滿足新鋼板的受力及變形的需要。表1環氧碎石混合料力學性能要求
權利要求
1.一種鋼橋面板的修復補強結構，包括橋面鋼板，其特徵在於所述的橋面鋼板上焊接多根縱向鋼肋條和多根橫向鋼肋條，所述的縱向鋼肋條與所述的橫向鋼肋條相互交錯形成網格支撐結構，所述的網格支撐結構的矩形凹槽內填充有碎石骨料，所述的網格支撐結構的矩形凹槽上方設置有鋼蓋板，所述的鋼蓋板分別與所述的縱向鋼肋條和所述的橫向鋼肋條焊接固定，相鄰的所述的鋼蓋板焊接相連，所述的橋面鋼板與所述的鋼蓋板之間的空隙及所述的碎石骨料之間的空隙填充有環氧樹脂水泥漿，所述的鋼蓋板上鋪設有冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層。
2.根據權利要求1所述的一種鋼橋面板的修復補強結構，其特徵在於所述的縱向鋼肋條和所述的橫向鋼肋條厚度為20 30mm，寬度為50 80mm，所述的矩形凹槽的面積為 8 16m2，橫向寬度為2 細。
3.根據權利要求1所述的一種鋼橋面板的修復補強結構，其特徵在於所述的碎石骨料的粒徑為1 2cm，所述的鋼蓋板採用Q345橋梁鋼板，厚度為10 12mm。
4.根據權利要求1所述的一種鋼橋面板的修復補強結構，其特徵在於所述的冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層由以下原料成分及重量百分比組成樹脂浙青膠結料5-9%、沙石礦料80-90 %、聚酯纖維0. 3-0. 4 %，礦粉填料4-10 %，所述的樹脂浙青膠結料由石油浙青和環氧樹脂及環氧樹脂固化劑調配而成。
5.一種權利要求1所述的鋼橋面板的修復補強方法，其特徵在於包括以下步驟(1)將鋼橋的橋面鋼板的裂縫進行焊接修補，然後對橋面鋼板進行拋丸除鏽並進行防腐處理；(2)將步驟(1)處理後的橋面鋼板的上表面焊接多根相互平行的橫向鋼肋條和多根相互平行的縱向鋼肋條，所述的橫向鋼肋條和所述的縱向鋼肋條相互交錯形成網格支撐結構；(3)將粒徑為1 2cm的碎石骨料填充在所述的網格支撐結構的矩形凹槽內；(4)將所述的網格支撐結構的矩形凹槽上方蓋上鋼蓋板，將所述的鋼蓋板與所述的縱向鋼肋條和所述的橫向鋼肋條焊接固定，將相鄰的所述的鋼蓋板相互焊接相連；(5)將所述的鋼蓋板鑽孔並安裝壓漿接頭，將環氧樹脂水泥漿以壓漿的方式注入所述的鋼板蓋與所述的橋面鋼板之間，將所述的橋面鋼板與所述的鋼蓋板之間的空隙及所述的碎石骨料相互之間的空隙填滿；(6)所述的環氧樹脂水泥漿固化成型後，將所述的壓漿接頭拆除，並用所述的環氧樹脂水泥漿將安裝壓漿接頭的接頭處填平，然後，在補強後的鋼板上鋪築一層厚度為3 5cm的冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層即可形成鋼橋面板的修復補強結構。
6.根據權利要求5所述的一種鋼橋面板的修復補強方法，其特徵在於所述的縱向鋼肋條和所述的橫向鋼肋條厚度為20 30mm，寬度為50 80mm，所述的矩形凹槽的面積為 8 16m2，橫向寬度為2 細。
7.根據權利要求5所述的一種鋼橋面板的修復補強方法，其特徵在於所述的鋼蓋板採用Q345橋梁鋼板，厚度為10 12mm。
8.根據權利要求5所述的一種鋼橋面板的修復補強方法，其特徵在於所述的壓漿接頭包括帶球閥開關的第一壓漿接頭和帶球閥開關的第二壓漿接頭，步驟(5)中在所述的鋼蓋板上安裝所述的第一壓漿接頭和所述的第二壓漿接頭，將所述的第一壓漿接頭連接壓漿機，通過所述的第一壓漿機將所述的環氧樹脂水泥漿徐徐壓入，將所述的第二壓漿接頭的球閥開關打開排出所述的矩形凹槽內的空氣，直到所述的第二壓漿接頭湧出均勻無氣泡的環氧樹脂水泥漿時，關閉所述的第二壓漿接頭的球閥開關。
9.根據權利要求5所述的一種鋼橋面板的修復補強方法，其特徵在於所述的冷拌樹脂浙青混凝土橋面鋪裝層由以下原料成分及重量百分比組成樹脂浙青膠結料5 9%、沙石礦料80 90 %、聚酯纖維0. 3 0. 4%，礦粉填料4 10 %，所述的樹脂浙青膠結料由石油浙青和環氧樹脂及環氧樹脂固化劑調配而成。
全文摘要
本發明公開了一種鋼橋面板的修復補強結構及其修復補強方法，包括橋面鋼板，特點是橋面鋼板的上表面的焊接有多根縱向鋼肋條和多根橫向鋼肋條，縱向鋼肋條與橫向鋼肋條相互交錯形成網格支撐結構，網格支撐結構的矩形凹槽內填充有碎石骨料，矩形凹槽上方設置有鋼蓋板，鋼板蓋與縱向鋼肋條和橫向鋼肋條焊接固定，相鄰的鋼板蓋焊接連接，橋面鋼板與鋼板蓋之間的空隙及所述的碎石骨料之間的空隙填充有環氧樹脂水泥漿，該鋼蓋板上鋪設有冷拌樹脂瀝青混凝土橋面鋪裝層，優點是該鋼橋面板的修復補強結構質量可靠、施工方便、綜合造價相對低廉且維修方便。
文檔編號E01D101/30GK102505641SQ20111029823
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者吳衝, 張志宏, 林道錦 申請人:寧波天意鋼橋面鋪裝技術有限公司