CN112458927A - 一种公路桥梁悬挑结构的改造加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，包括以下步骤：S1：对旧箱梁挑臂上方范围的顶板上的沥青层进行铣刨处理，将所述顶板的顶层部分刨去，露出接触面，所述的接触面为高差不小于6mm的凹凸面；S2：将所述的接触面清理干净后，在接触面上铺设横纵分布的钢筋网，同时预埋设置新护栏所需的护栏钢筋；S3：在所述的接触面上浇注高性能砼，使所述的钢筋网埋于所述的高性能砼之中，经养护成型形成高性能砼层；S4：进行路面铺装，完成改造加固。该改造加固方法的施工位置主要位于箱梁顶以及桥面之上，施工过程简单、无需依赖大型施工设备，能够有效加快施工效率，并且加固后的承载能力提高明显，能适应发展的应用需求。
Description
技术领域
本发明属于道路建设改造技术领域，具体涉及一种公路桥梁悬挑结构的改造加固方法。
背景技术
悬挑，是建筑构件利用拉索结构或其他结构达到的一种效果。悬挑结构是工程结构中常见的结构形式之一，如建筑工程中的雨篷、挑檐、外阳台、挑廊等，这种结构是从主体结构悬挑出梁或板，形成悬臂结构，其本质上仍是梁板结构。
箱梁悬臂是一种典型的悬挑结构，其广泛应用在桥梁建设领域中，箱梁通过设置大的悬臂，增大断面宽度，节约施工造价。
伴随我国经济社会的高速发展，城镇化速度不断加快，陆路交通运输需求旺盛，高速公路已经不是仅仅满足早期的主骨架联接功能，而是具有主骨架联接和区域内部联通的双重功能要求。高速公路的建设离不开桥梁的建设，使得箱梁悬臂结构几乎随处可见。
社会、自然和人文环境决定了未来我国高速公路工程建设方案将以改扩建为主：目前的道路宽度不足以支撑区域交通发展，需要对原有道路进行拓宽。“安全畅通、优质耐久、绿色环保、智造出新”成了改扩建项目的建设目标，如何在经济、适用、简单、减小交通转换难度和保证安全的前提下，对旧路进行改造以达到扩建后的标准，成了当下发展的迫切需求。
受到过往技术的局限，目前旧路中的旧桥箱梁悬臂结构普遍存在以下问题：
(1)由于建设年代较早，荷载能力依据当时的需求设计，在现今护栏改造升级、汽车荷载等级提高的情况下，按新规范计算，旧的箱梁悬臂承载能力不足或裂缝宽度超限；
(2)现有旧桥箱梁悬臂的长度普遍较长，结构尺寸偏小，配筋偏弱，造成整体强度偏弱；
(3)旧桥护栏防撞等级低，护栏高度不足，配筋偏弱，难以保障高速公路上的行车安全。
随着公路改扩建项目的全面开花，公路上旧桥箱梁悬臂现状改造利用将会成为制约改扩建项目进度和安全的关键因素，因此对旧路的改造工程，迫在眉睫。
目前对旧箱梁悬臂结构的改造通常采用的方法包括①将悬臂部分整体拆除，然后重新进行建造；或②在箱梁悬臂结构上加设加固支承结构。
对于第①种改造方式，整体拆除再重新建设所需要的工程量巨大、耗时长、成本高，无法满足目前高速改造的建设需求。
对于第②种改造方式，中国专利CN 207597282U公开了一种桥梁打悬臂翼缘板加固钢支承结构，支承于桥梁悬臂下缘与腹板外侧，其基座通过锚栓固定于桥梁悬臂下缘与腹板外侧。中国专利CN 104328748B公开了一种悬臂梁桥的牛腿端加固结构及其安装方法，该加固结构的刚性梁沿桥的延伸方向设置，托住桥墩邻近的牛腿端，将牛腿端部分荷载通过刚性梁分担传至桥墩，达到改善牛腿端受力的目的。
以上两种加固结构虽然加固效果良好，但由于施工过程与操作全程位于悬臂下缘，因而在施工过程中需要借助一定的大型施工设备才能完成，仍会在一定程度上制约施工的效率，仍无法满足快速改造的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，该改造加固方法的施工位置主要位于箱梁顶以及桥面之上，施工过程简单、无需依赖大型施工设备，能够有效加快施工效率，并且加固后的承载能力提高明显，能适应发展的应用需求。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，包括以下步骤：
S1：对旧箱梁挑臂上方范围的顶板上的沥青层进行铣刨处理，将所述顶板的顶层部分铣刨，露出接触面，所述的接触面为高差不小于6mm的凹凸面；
S2：将所述的接触面清理干净后，在接触面上铺设横纵分布的钢筋网，同时预埋设置新护栏所需的护栏钢筋；
S3：在所述的接触面上浇注高性能砼，使所述的钢筋网埋于所述的高性能砼之中，经养护成型形成高性能砼层；
S4：进行路面铺装，完成改造加固。
本发明所述的改造加固方法，一改以往在旧箱梁挑臂之下增加金属支承结构从而加强承托承载能力的加固方法，采用在旧箱梁挑臂的顶板上浇注高性能砼层的方式，通过高性能砼和钢筋网带来的高力学性能，从顶部对旧箱梁挑臂及其上方范围的顶板起到牵引作用，从而实现加固改造。
由于本发明所述的加固改造方法无需对旧箱梁挑臂进行拆除重建，且主要在桥面上进行施工即可，无需从旧箱梁挑臂之下进行施工，因此无需借助大型施工器械，可有效提高加固改造的施工效率。
本发明所使用的高性能砼优选为立方体抗压强度≥100MPa、抗折强度≥18Mpa、弹性模量为4.25×104MPa的高性能砼。
所述的高性能砼的组分包括水泥、硅灰、石英砂、高炉矿渣、钢纤维、纯纤维素纤维和高强度粗骨料等。所述的高强度粗骨料粒径≤4mm。
作为本发明的具体实施方式之一，所述S3中浇注高性能砼层后，所述高性能砼层的高度高出所述顶板的原顶面高度。此实施方式可使高性能砼层具有足够的厚度，以保证其具有足够的力学强度，但这种实施方式会相对增加进行路面铺装时的施工量。
作为本发明的具体实施方式之二，所述S1进行铣刨处理时，铣刨至所述顶板的原钢筋露出所述的接触面；所述S3中浇注高性能砼层后，所述高性能砼层的高度与所述顶板的原顶面高度持平。这种方式既可以保证所述高性能砼层的厚度，也可以减小路面铺装时的施工量，但也会相应地增加铣刨处理的施工量。
无论是上述的具体实施方式之一，还是具体实施方式之二，完成加固改造后，承载能力都能达到实际的使用需求。
箱梁挑臂一般长度为2.7～3米，横向的受力要明显高于纵向，因此本发明所述的钢筋网中横向分布的钢筋推荐选用强度更高的钢筋。优选地，所述的钢筋网中横向设置的钢筋选用HRB400-16mm，纵向设置的钢筋选用HRB400-10mm。
为了保证所述的高性能砼层与顶板之间的牢固接触、共同受力，所述S1进行铣刨处理时，设置所述接触面的宽度为顶板边缘至旧箱梁挑臂根部向箱梁内部延伸1～1.2米的距离。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明所述的改造加固方法采用在旧箱梁挑臂的顶板上浇注高性能砼层的方式，从顶部对旧箱梁挑臂及其上方范围的顶板起到共同受力的作用而实现加固改造，无需依赖大型施工设备，大大降低了施工难度和施工量，提高施工效率，符合快速改造施工的发展需求。
2、本发明选用高性能砼层，具有超高抗拉、压强度，并拥有良好的施工性能，且不需整体养护，施工方便。
3、使用本发明所述的改造加固方法进行加固后，箱梁挑臂处路面的承载能力得到明显的提高。
附图说明
以下通过附图对本发明作进一步的说明。
图1实施例1改造加固后的效果示意图。
图2图1的局部剖视图。
图3实施例2改造加固后的效果示意图。
图4图3的局部剖视图。
附图标记：1-箱梁挑臂；2-高性能砼层；3-顶板；4-护栏；5-接触面；6-纵向钢筋；7-横向钢筋；8-护栏钢筋。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
高速公路的旧箱梁挑臂通过以下方法改造加固：
S1：对旧的箱梁挑臂1上方范围的顶板3上的沥青层先进行铣刨处理，露出顶板3，并将顶板3的顶层部分铣刨2cm，露出接触面5；
S2：对接触面5进行处理后，在接触面5上铺设横纵分布的钢筋网，同时预埋新护栏所需的护栏钢筋8；
S3：在接触面5上浇注高性能砼，使钢筋网埋于高性能砼之中，经养护成型形成高性能砼层2，使高性能砼层2的厚度为8cm，高出顶板3的原顶面6cm；
S4：铺上沥青面层，完成改造加固。
采用以上方法进行加固改造后的效果如图1所示，高性能砼层2覆盖在箱梁挑臂1上方范围顶板3的接触面5之上，高度高出顶板3的顶面，边缘处设置护栏4。
如图2所示，高性能砼层2内埋的钢筋网包括纵向钢筋6和横向钢筋7，其中纵向钢筋6采用HRB400-10mm钢筋，横向钢筋7采用HRB400-16mm钢筋，以更好地满足受力要求。
实施例2
高速公路的旧箱梁挑臂通过以下方法改造加固：
S1：对旧的箱梁挑臂1上方范围的顶板3上的沥青层进行铣刨处理，露出顶板3，将顶板3的顶层部分铣刨8cm，露出顶板3原有的钢筋和接触面5；
S2：对接触面5进行处理后，在接触面5上铺设横纵分布的钢筋网，同时预埋新护栏所需的护栏钢筋8；
S3：在接触面5上浇注高性能砼，使钢筋网埋于高性能砼之中，经养护成型形成高性能砼层2，使高性能砼层2的厚度为8cm，与顶板3的原顶面高度持平；
S4：铺上沥青面层，完成改造加固。
采用以上方法进行加固改造后的效果如图3所示，高性能砼层2覆盖在箱梁挑臂1上方范围顶板3的接触面5之上，高度与顶板3的顶面持平，边缘处设置护栏4。
如图4所示，高性能砼层2内埋的钢筋网包括纵向钢筋6和横向钢筋7，其中纵向钢筋6采用HRB400-10mm钢筋，横向钢筋7采用HRB400-16mm钢筋，以更好地满足受力要求。
需要指出的是，上述实施例仅是对本发明的进一步说明，而不是限制，本领域技术人员在与本发明技术方案的相当的含义和范围内的任何调整或改变，或应用于其他悬挑结构的加固中，都应认为是包括在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对旧箱梁挑臂上方范围的顶板上的沥青层进行铣刨处理，将所述顶板的顶层部分铣刨，露出接触面，所述的接触面为高差不小于6mm的凹凸面；
S2：将所述的接触面清理干净后，在接触面上铺设横纵分布的钢筋网，同时预埋设置新护栏所需的护栏钢筋；
S3：在所述的接触面上浇注高性能砼，使所述的钢筋网埋于所述的高性能砼之中，经养护成型形成高性能砼层；
S4：进行路面铺装，完成改造加固。
2.根据权利要求1所述的公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，其特征在于，所述的高性能砼为立方体抗压强度≥100MPa、抗折强度≥18Mpa、弹性模量为4.25×104MPa的高性能砼。
3.根据权利要求2所述的公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，其特征在于，所述的高性能砼的组分包括水泥、硅灰、石英砂、高炉矿渣、钢纤维、纯纤维素纤维和高强度粗骨料。
4.根据权利要求3所述的公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，其特征在于，所述的高强度粗骨料粒径≤4mm。
5.根据权利要求1所述的公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，其特征在于，所述S3中浇注高性能砼层后，所述高性能砼层的高度高出所述顶板的原顶面高度。
6.根据权利要求1所述的公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，其特征在于，所述S1进行铣刨处理时，铣刨至所述顶板的原钢筋露出所述的接触面；所述S3中浇注高性能砼层后，所述高性能砼层的高度与所述顶板的原顶面高度持平。
7.根据权利要求1所述的公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，其特征在于，所述的钢筋网中横向设置的钢筋选用HRB400-16mm，纵向设置的钢筋选用HRB400-10mm。
8.根据权利要求1所述的公路桥梁悬挑结构的改造加固方法，其特征在于，所述S1进行铣刨处理时，设置所述接触面的宽度为顶板边缘至旧箱梁挑臂根部向箱梁内部延伸1～1.2米的距离。
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