[实用新型]基于钢板-混凝土锚固块的体外预应力加固构造

说明书

技术领域

本实用新型属于箱梁加固技术领域，尤其是涉及一种基于钢板-混凝土锚固块的体外预应力加固构造。

背景技术

我国高速公路大规模建设始于上世纪90年代中期，目前许多地方公路桥梁已经运营近30年，甚至达到40-50年，已达到或接近设计基准期，或存在各种原因引起结构病害与损伤，都需要进行维修加固。据第二次全国公路普查统计，国内27.8万座公路桥梁中，三、四类需要维修加固的桥梁约占10％左右。预应力混凝土连续箱梁是桥梁上部结构的一种重要形式，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓、桥面裂缝少、行车舒适性好，能满足大跨径桥梁受力要求等特点，因而在公路、城市和铁路的桥梁工程中得到广泛应用。

从已建成桥梁的运营状况来看，预应力混凝土箱梁结构存在一些较为典型的病害。调研分析表明，由于多种原因，如设计上的不足、施工质量控制不严、交通量日益增大等原因，一些连续箱梁桥在运营十几年甚至几年后就出现了不同程度的病害，如箱梁跨中下挠、腹板混凝土出现斜裂缝以及箱梁底板混凝土开裂等，从而导致结构承载力下降，桥梁的耐久性、实用性和安全性难以保证。因此，为了保证这些病害桥梁能正常使用，就必须对其进行加固，以恢复桥梁的承载能力。

体外预应力加固是目前所采用的一种较好的加固方法。体外预应力加固的原理是通过增设的体外索进行张拉，以提高原结构的预应力水平，改变原结构的内力分布，抵消部分恒荷载应力，起到卸载作用，从而大幅提高桥梁的承载能力。现有采用体外预应力筋加固箱梁底板的加固构造，通常包括锚固块和转向块等构造。但是，在体外预应力加固构造中，体外索布置于承载结构的主跨本体之外，预应力钢筋束仅在锚固块和转向块处同梁体发生作用，体外索与梁体截面混凝土之间的变形不协调，容易产生局部应力集中现象，由于预应力筋需要转向，会产生预应力损失。另一方面，在体外预应力加固构造中，锚固块和转向块中任何一个结构失效都将导致整个加固工作的失败：当转向块和锚固块采用混凝土结构时，转向块在预应力钢筋束产生的力的作用下容易开裂破坏；当采用钢制的转向块和锚固块时，钢制块件与混凝土合理而有效的连接也是一个关键问题，连接不便且连接效果不易保证，但其连接效果直接决定最终的加固效果。另外，采用现有体外预应力筋锚固构造锚固的预应力钢筋束通常只布设在箱梁的两侧，当箱梁宽度较大时，很难提供足够的预应力；而如果预应力钢筋束布置在箱梁靠近中间的位置时，又会产生很大的横向拉力。

综上，现有的体外预应力加固方法均不同程度地存在弊端，适用条件受限。因而，需设计一种结构简单、设计合理且施工简便、加固效果好的基于钢板-混凝土锚固块的体外预应力加固构造，能有效解决现有箱梁体外预应力加固方法存在的施工不便、加固效果较差等问题，能对箱梁进行有效加固。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于钢板-混凝土锚固块的体外预应力加固构造，其结构简单、设计合理且施工简便、加固效果好，能解决现有箱梁体外预应力加固方法存在的施工不便、加固效果较差等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于钢板-混凝土锚固块的体外预应力加固构造，其特征在于：包括多道均位于待加固箱梁底板下方的体外预应力筋和两个分别供多道所述体外预应力筋两端锚固的锚固结构，多道所述体外预应力筋均布设在同一水平面上且其均沿待加固箱梁的纵桥向布设，两个所述锚固结构对称布设在待加固箱梁的需加固区前后两端下方；所述待加固箱梁的底板底部设置有两个分别供两个所述锚固结构固定的锚头钢板，两个所述锚头钢板呈对称布设且二者均为沿待加固箱梁横桥向布设的水平钢板；

所述锚固结构包括一个位于待加固箱梁下方的锚固钢板和一个位于锚固钢板内侧的混凝土锚固块，所述锚固钢板沿待加固箱梁的横桥向布设且其呈竖直向布设，所述锚固钢板位于锚头钢板下方且其上部固定在锚头钢板上；所述混凝土锚固块沿待加固箱梁的横桥向布设且其呈水平布设，所述混凝土锚固块的前侧上部固定在锚头钢板上且其后侧上部与待加固箱梁的底板紧固连接；所述混凝土锚固块内设置有多个分别供多道所述体外预应力筋穿过的预应力孔道；

每道所述体外预应力筋的两端分别锚固在两个所述锚固结构的锚固钢板上。

上述基于钢板-混凝土锚固块的体外预应力加固构造，其特征是：两个所述锚固结构的锚固钢板外侧均设置有多个分别对多道所述体外预应力筋的端部进行锚固的预应力锚具。