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鋼箱橋面組合加固鋪裝結構及其施工方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201910006060

申請日:

20190104

公開號:

CN109468939A

公開日:

20190315

當前法律狀態:

實質審查的生效

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效
IPC分類號: E01D2/04;E01D19/12;E01D21/00;E01D101/30 主分類號: E01D2/04;E01D19/12;E01D21/00;E01D101/30
申請人: 武漢二航路橋特種工程有限責任公司
發明人: 王偉;高文波;曾松亭;桑毅彩;朱慈祥;韓永平;王世祥;朱世峰;趙順清
地址: 430061 湖北省武漢市武昌區小洪山東區湖北省科技創業大廈A座A單元21層2101-2104號
優先權:
專利代理機構: 11369 代理人: 王瑩
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201910006060

授權公告號:

法律狀態公告日:

20190409

法律狀態類型:

實質審查的生效

摘要

本發明公開了一種鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,鋪設在待加固的原鋼箱橋面板的原鋼板表面,以修復出現開裂的鋼橋面,在原鋼板表面開設螺栓孔,所述鋼箱橋面組合加固鋪裝結構包括:間隔分布的至少一塊加固板,面貼鋪設在原鋼板的表面;二者的接觸面上涂設膠體層;所述加固板在相應于所述原鋼板螺栓孔的位置開設螺栓孔;所述原鋼板與所述加固板之間通過螺栓結構穿入螺栓孔實現連接固定;所述加固板表面鋪設超高性能混凝土層,將所述螺栓結構埋設在內,以提高連接強度和結構整體剛度。本發明的施工簡單、操作方便、現場施工質量易控制,且成本低、對原結構破壞小、加固效果明顯。

權利要求書

1.一種鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,鋪設在待加固的原鋼箱橋面板的原鋼板表面,以修復出現開裂的鋼橋面,其特征在于,在原鋼板表面開設螺栓孔,所述鋼箱橋面組合加固鋪裝結構包括: 間隔分布的至少一塊加固板,面貼鋪設在原鋼板的表面;二者的接觸面上涂設膠體層; 所述加固板在相應于所述原鋼板螺栓孔的位置開設螺栓孔; 所述原鋼板與所述加固板之間通過螺栓結構穿入螺栓孔連接固定; 所述加固板表面鋪設超高性能混凝土層,將所述螺栓結構埋設在內,以提高連接強度和結構整體剛度。 2.如權利要求1所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,其特征在于,所述膠體層為環氧樹脂層。 3.如權利要求1所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,其特征在于,所述膠體層的厚度不超過1mm。 4.如權利要求1所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,其特征在于,當原鋼板有U肋存在時,其上的螺栓孔應避開U肋,分布在沒有U肋的位置。 5.如權利要求2所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,其特征在于,螺栓露出加固板的部分的長度不超過混凝土層厚度的2/3。 6.如權利要求1所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,其特征在于,所有的加固板呈直線狀,沿著橋梁的橫向方向分布,相鄰兩個加固板相距1-20cm。 7.如權利要求1所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,其特征在于,所述加固板厚度2-10mm,寬度為8-12cm。 8.一種鋼箱橋面組合加固鋪裝結構施工方法,其特征在于,包括: 步驟1、前準備 鑿除原鋼箱橋面鋪裝結構至原鋼板,并對其進行預處理;在預設位置鉆設螺栓孔;在加固板預設位置鉆設螺栓孔; 步驟2、涂膠 在原鋼板表面涂抹膠體,形成中間厚、邊緣薄的一層膠體; 步驟3、加固安裝 將加固板與原鋼板的螺栓孔對齊,并粘貼; 按壓加固板直至膠體從兩側擠出; 利用螺栓結構以及原鋼板和加固板的螺栓孔實現緊固。 9.如權利要求8所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構施工方法,其特征在于,還包括: 步驟4、后處理 除去兩側溢出的膠體; 在膠體凝固之后進行表面處理; 澆筑混凝土層并養護,且攤鋪橋面鋪裝層。 10.如權利要求8所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構施工方法,其特征在于,在原鋼板表面涂抹膠體,形成中間厚、邊緣薄的一層膠體,其中,中間厚不小于2mm,邊緣不小于1mm,厚度差不小于1mm。

說明書


鋼箱橋面組合加固鋪裝結構及其施工方法
技術領域


本發明涉及鋼箱橋面加固鋪裝領域。更具體地說,本發明涉及一種鋼箱橋面組合
加固鋪裝結構。


背景技術


鋼箱橋面一般為正交異性鋼橋面板,是由面板(蓋板)、縱向加勁肋和橫隔板組成
的共同承受上部荷載的整體結構。由于其本身具有省料、自重輕、承載能力強、施工周期短
等優勢,自1948年第1座正交異性鋼橋面橋梁誕生到現在,正交異性鋼橋面在世界各國橋
梁,尤其是懸索橋、斜拉橋等大跨度橋梁中得到廣泛應用。


然而,隨著交通量的不斷增加,正交異性鋼橋面橋梁遇到的問題也日趨突出:一方
面,橋面板結構受力復雜,在汽車荷載的反復作用下,局部應力集中效應明顯,而且由于存
在焊接殘余應力及施工質量等因素,結構極易產生疲勞開裂;另一方面,橋面鋪裝在車輪荷
載作用下,負彎矩區易產生開裂等病害,進而導致鋪裝破壞。目前,該病害問題并沒有公認
的、有效的、經濟的解決方案。


CN201721470446公布了一種無需修補已裂鋼橋面板的輕型組合加固結構,包括已
裂鋼橋面板、焊接有短栓釘的鋼板條以及超高性能混凝土層,鋼板條沿順橋向間隔布置在
已裂鋼橋面板上,超高性能混凝土層澆筑在已裂鋼橋面板上,且覆蓋鋼板條及鋼橋面板。該
結構中的鋼板條與破損鋼橋面板采用焊接方式連接,在橋梁自重及通車的高應力狀態下,
會產生較高的焊接應力,導致新裂縫的產生。CN201610759806公布了一種橋面板加固結構
和橋面板加固方法,但該方法主要針對混凝土橋面,且需要在橋面開設凹槽,不適用于鋼橋
面。


發明內容


為了實現以上目的,本發明提供一種鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,鋪設在待加固
的原鋼箱橋面板的原鋼板表面,以修復出現開裂的鋼橋面,在原鋼板表面開設螺栓孔,所述
鋼箱橋面組合加固鋪裝結構包括:


間隔分布的至少一塊加固板,面貼鋪設在原鋼板的表面;二者的接觸面上涂設膠
體層;


所述加固板在相應于所述原鋼板螺栓孔的位置開設螺栓孔;


所述原鋼板與所述加固板之間通過螺栓結構穿入螺栓孔連接固定;


所述加固板表面鋪設超高性能混凝土層,將所述螺栓結構埋設在內,以提高連接
強度和結構整體剛度。


優選的是,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,所述膠體層為環氧樹脂層。


優選的是,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,所述膠體層的厚度不超過1mm。


優選的是,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,當原鋼板有U肋存在時,其上的螺
栓孔應避開U肋,分布在沒有U肋的位置。


優選的是,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,螺栓露出加固板的部分的長度不
超過混凝土層厚度的2/3。


優選的是,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,所有的加固板呈直線狀,沿著橋梁
的橫向方向分布,相鄰兩個加固板相距1-20cm。


優選的是,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,所述加固板厚度2-10mm,寬度為8-
12cm。


一種鋼箱橋面組合加固鋪裝結構施工方法,包括:


步驟1、前準備


鑿除原鋼箱橋面鋪裝結構至原鋼板,并對其進行預處理;在預設位置鉆設螺栓孔;
在加固板預設位置鉆設螺栓孔;


步驟2、涂膠


在原鋼板表面涂抹膠體,形成中間厚、邊緣薄的一層膠體;


步驟3、加固安裝


將加固板與原鋼板的螺栓孔對齊,并粘貼;


按壓加固板直至膠體從兩側擠出;


利用螺栓結構以及原鋼板和加固板的螺栓孔實現緊固。


優選的是,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構施工方法,還包括:


步驟4、后處理


除去兩側溢出的膠體;


在膠體凝固之后進行表面處理;


澆筑混凝土層并養護,且攤鋪橋面鋪裝層。


優選的是,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構施工方法,在原鋼板表面涂抹膠體,
形成中間厚、邊緣薄的一層膠體,其中,中間厚不小于2mm,邊緣不小于1mm,厚度差不小于
1mm。


本發明至少包括以下有益效果:


1、解決了鋼箱梁橋面裂縫處理難的問題,對已開裂的裂縫進行了足夠的加固和補
強,且采用膠栓連接的方式,避免了栓連、焊接和鉚接所存在的缺陷和不足:相比栓接,該方
法對原鋼結構表面處理要求低,不存在抗滑移系數的要求;相比焊接,避免的高溫對服役鋼
結構的影響;相比鉚接,其工藝簡單,操作方便,普通工人稍經培訓即可勝任。


2、大幅提高了鋼箱梁的橋面剛度,大大減少了重載條件下的橋面局部變形,降低
了橋面鋼結構的極限應力水平,避免了未來因剛度不足而出現加固后反復開裂的情況,結
構可將構件(完全斷裂)的抗拉強度提高至原構件鋼材抗拉強度的2倍以上。


3、較高的耐久性,普通栓接結構在長期使用過程中,螺栓會因為反復振動而出現
部分松動,導致結構強度下降,而鋼板-膠-鋼板的獨特形式,大大緩沖和消除了結構振動對
螺栓的影響,不會出現螺栓松動的現象。


4、良好的耐濕熱、耐老化、耐凍融能力,能實現-45℃~95℃溫度環境下的長期工
作。


5、施工簡單、操作方便、現場施工質量易控制,且成本低、對原結構破壞小、加固效
果明顯。


本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現,部分還將通過對本
發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。


附圖說明


圖1為本發明鋼箱橋面組合加固鋪裝結構的截面示意圖。


具體實施方式


下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明,以令本領域技術人員參照說明書文
字能夠據以實施。


需要說明的是,下述實施方案中所述實驗方法,如無特殊說明,均為常規方法,所
述試劑和材料,如無特殊說明,均可從商業途徑獲得;在本發明的描述中,術語“橫向”、“縱
向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方
位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,
并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因
此不能理解為對本發明的限制。


如圖1所示,本發明提供一種鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,鋪設在待加固的原鋼箱
橋面板的原鋼板1表面,以修復出現開裂的鋼橋面,其特征在于,在原鋼板1表面開設螺栓
孔,所述鋼箱橋面組合加固鋪裝結構包括:


間隔分布的至少一塊加固板2,面貼鋪設在原鋼板1的表面;二者的接觸面上涂設
膠體層3;所述的加固板2為設有若干螺栓孔的鋼板、碳纖維板或其他具有相似性能的材料,
加固板與橋梁方向垂直,以一定的間距布置,如15cm;所述膠體為專用結構膠,其性能指標
應滿足《工程結構加固材料安全性鑒定技術規范》GB50728-2011中標4.4.2-1和表4.4.2-3
中II類膠的性能指標要求,且垂流不應大于3mm;


所述加固板2在相應于所述原鋼板1螺栓孔的位置開設螺栓孔;所述的螺栓孔的數
量和大小應根據加固要求通過計算進行確定。


所述原鋼板1與所述加固板2之間通過螺栓結構4穿入螺栓孔實現連接固定;所述
的螺栓結構4包括1個高強螺栓、1個高強螺母和2個高強度平墊圈,高強螺栓規格與螺栓孔
的尺寸對應。


所述加固板2表面鋪設超高性能混凝土層5,(超高性能混凝土可市面上直接購買)
將所述螺栓結構4埋設在內,以提高連接強度和結構整體剛度,首先直接在待修復的原鋼板
表面鋪設加固板2,將二者進行螺栓連接,利用加固板2對開裂的鋼面板進行加固,避免其裂
縫處繼續開裂,再利用混凝土鋪設在加固板外,且將螺栓結構埋設在內,使得螺栓上端的突
出部分與混凝土相融,緊緊結合,徹底解決鋼橋面板開裂問題。實際施工中,在混凝土層5表
面再鋪設瀝青層6;其中,超高性能混凝土市面上購買。


其中一種實施方案中,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,所述膠體層3為環氧樹
脂層,符合上述II類膠的性能指標要求,且垂流不超過3mm。


其中一種實施方案中,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,所述膠體層3的厚度不
超過1mm,過厚會導致抗彎拉強度和抗疲勞強度下降。


其中一種實施方案中,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,當原鋼板有U肋存在
時,其上的螺栓孔應避開U肋,分布在沒有U肋的位置。


其中一種實施方案中,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,螺栓露出加固板的部
分的長度不超過混凝土層厚度的2/3,使得螺栓上端的突出部分與混凝土相融,緊緊結合,
徹底解決鋼橋面板開裂問題。所述混凝土為無骨料、含鋼纖維的高流動性、高強度混凝土,
具有一定的抗彎拉強度。


其中一種實施方案中,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,所述加固板厚度2-
10mm,寬度為8-12cm。


其中一種實施方案中,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,所有的加固板呈直線
狀,沿著橋梁的橫向方向分布,相鄰兩個加固板相距1-20cm。


其中一種實施方案中,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,相鄰兩個螺栓孔之間
的間距為10-30cm。


實施例1


一種鋼箱橋面組合加固鋪裝結構施工方法,包括:


步驟1、前準備


鑿除原鋼箱橋面鋪裝結構至原鋼板,并對其進行預處理(具體包括:除銹、打磨處
理,其除銹等級應達到St2、Sa1及以上);在預設位置鉆設螺栓孔;在加固板預設位置鉆設螺
栓孔;


步驟2、涂膠


在原鋼板表面涂抹膠體,形成中間厚、邊緣薄的一層膠體,形成中間厚、邊緣薄的
一層膠體,其中,中間厚不小于2mm,邊緣不小于1mm,厚度差不小于1mm;


步驟3、加固安裝


將加固板與原鋼板的螺栓孔對齊,并粘貼;


按壓加固板直至膠體從兩側擠出;


利用螺栓結構以及原鋼板和加固板的螺栓孔實現緊固。


優選的是,所述的鋼箱橋面組合加固鋪裝結構施工方法,還包括:


步驟4、后處理


除去兩側溢出的膠體;


在膠體凝固之后進行表面處理;


澆筑混凝土層并養護,且攤鋪橋面鋪裝層,所述橋面鋪裝層為瀝青混凝土鋪裝、環
氧瀝青混凝土鋪裝、環氧樹脂混凝土鋪裝或其他具有鋪裝效果的鋪裝層。


實施例2


所述一種鋼箱橋面組合加固鋪裝結構,其特征在于包含以下步驟:


1、作業面準備:鑿除原鋼箱橋面鋪裝結構至鋼板層。


2、原結構表面處理:對需加固結構表面進行除銹、打磨處理,其除銹等級應達到
St2、Sa1及以上。


3、原鋼結構鉆孔:在預設位置鉆孔,數量和植筋滿足設計要求。


4、原結構表面涂膠:將按相關要求拌置好的膠體涂抹在已處理鋼構件表面上,且
應中間厚,邊緣薄,厚度差不小于1mm。


5、加固板處理:加固板需經噴砂處理;


6、加固板安裝:在加固板預設位置鉆孔,并與原鋼結構鉆孔對齊,將加固板粘貼至
預設位置,按壓膠體至膠體從兩側擠出。


7、高強緊固螺栓安裝:將螺栓穿過原鋼結構和加固板的螺栓孔,并用螺母初步緊
固。


8、初擰:采用扭力扳手(或其他工具)一一將螺栓按規范要求程序擰緊。


9、溢出膠體處理:終擰完成后對兩側溢出膠體進行處理。


10、二次表面處理:在膠體完成凝固后進行輕度表面處理。


11、澆筑超高性能混凝土層并養護。


12、攤鋪鋪裝面層。


盡管本發明的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列
運用,它完全可以被適用于各種適合本發明的領域,對于熟悉本領域的人員而言,可容易地
實現另外的修改,因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發明并不限
于特定的細節和這里示出與描述的圖例。


關 鍵 詞:
橋面 組合 加固 結構 及其 施工 方法
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