[发明专利]一种对重载铁路桥梁进行强化处理的施工方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及土木学科的桥梁工程领域，具体涉及一种桥梁上部结构的加固强化施工方法、施工工艺，尤其是对重载铁路桥梁的快速强化提升。

(二)背景技术

为满足日益增长的运输需求，我国货运列车特别是运煤专线将列车轴重荷载由25吨提高到30吨，荷载提高后，既有线路上32m、24m跨度普通高度预应力混凝土简支T形梁虽然其强度和刚度都能满足运营要求，但是试验研究表明随着轴重频次的增加，T梁下马蹄受拉区混凝土容易产生竖向裂缝，导致预应力混凝土梁的抗裂性能降低，进而影响桥梁疲劳耐久性。针对这类强度和刚度都能满足规范使用要求，唯独抗裂性差的梁体如何有效地采取强化措施提升其疲劳耐久性成为了铁路运输管理部门十分关注的问题。

目前桥梁工程中传统的粘贴钢板加固技术在加固期间为了减轻粘贴钢板的应力、应变滞后现象，在粘贴钢板及胶液固化期间需要封闭交通，这恰恰是重载铁路运营部门所忌讳的，因为铁路中断一天，其经济损失将达上亿元。另外，传统的粘贴钢板加固技术需要增设U形箍板或膨胀螺栓固定钢板，这样会造成受拉区混凝土的削弱。中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室经过反复试验针对重载铁路桥梁中因受拉区混凝土抗裂性不足导致疲劳耐久性降低的情况开发了一种对重载铁路桥梁进行强化处理的施工方法，该技术基于钢-混凝土组合梁和微膨胀自密实混凝土理论，可以在提升原桥承载力的同时，改善桥梁的疲劳耐久性，而且几乎不降低原桥桥下净空高度，施工不中断交通、施工速度快、成本低。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种对重载铁路桥梁进行强化处理的施工方法，可以在提升原桥承载力的同时，改善桥梁的疲劳耐久性，而且几乎不降低原桥桥下净空高度，施工不中断交通、施工速度快、成本低。

本发明的解决方案是在现有技术的基础上，提供一种对重载铁路桥梁进行强化处理的施工方法，其特征在于通过在钢板上焊接栓钉、在原混凝土梁底部和侧面腹板同时表面植筋、在原混凝土梁底部和侧面腹板同时与加固钢板之间注射微膨胀自密实混凝土来使加固部分与原结构形成整体共同工作，所述原混凝土梁包括重载铁路已经存在的混凝土箱梁、T梁、板梁、普通钢筋混凝土梁或预应力混凝土梁结构。可以在提升原桥承载力的同时，改善桥梁的疲劳耐久性，而且几乎不降低原桥桥下净空高度，施工不中断交通、施工速度快、成本低，适合各种铁路、公路桥梁的使用，特别适合重载铁路桥梁使用。

本发明的特征还在于混凝土和钢板同时外包布置在原混凝土梁底部和侧面腹板。

本发明的特征还在于所述混凝土为微膨胀自密实混凝土，并且坍落度应在240mm-270mm；坍落扩展度在600mm-700mm；U型仪试验高度差Δh小于30mm；V漏斗通过时间在4s-25s，粗骨料粒径为5mm-20mm，针片状含量小于10％，细骨料的细度模数大于2.3。

本发明的特征还在于在注射微膨胀自密实混凝土时采用分级加压，一次加压不超过0.2-0.4MPa。

本发明的特征还在于注射微膨胀自密实混凝土压力控制在2.0-5.0MPa，注射速度控制在15-20L/min。

本发明的特征还在于原混凝土梁横隔板用钢板连接并注射微膨胀自密实混凝土。

本发明的特征还在于包括以下步骤：A、对原混凝土梁底部和侧面腹板的混凝土表面进行处理；B、对原混凝土梁底部和侧面腹板内钢筋进行定位并在梁底部和侧面腹板混凝土表面标明植筋位置；C、在原混凝土梁底部和侧面腹板植筋；D、在原混凝土梁底部和侧面腹板上制作微膨胀自密实混凝土注射孔；E、在工厂或者施工现场制作钢板，在钢板上焊接栓钉；F、绑扎钢筋网，安装到位；G、现场吊装，安装钢板到设计位置；H、微膨胀自密实混凝土拌制；I、注射微膨胀自密实混凝土；J、混凝土养生形成结构包钢强化后的钢板-混凝土组合结构。

本发明的特征还在于步骤A包括：将原混凝土梁底部和侧面腹板表面的粉刷层和装饰层清除，直至露出混凝土表面。

本发明的特征还在于步骤A包括：原混凝土梁底部和侧面腹板的混凝土存在空缺的初始缺陷，需对其缺陷部位清除至密实处；

本发明的特征还在于步骤A包括：将原混凝土梁底部和侧面腹板混凝土凿毛，且凿毛深度不小于6mm，然后用水清洗混凝土表明的浮渣、尘土；

本发明的特征还在于步骤A包括：原混凝土梁底部和侧面腹板的钢筋有锈蚀现象，需对钢筋表面除锈；

本发明的特征还在于步骤A包括：原混凝土梁底部的钢筋锈蚀面积与原截面面积的比值超过1/12补配钢筋。

本发明的特征还在于所述步骤B、C中的植筋间距为25～40cm纵横向等间距布置。