[发明专利]一种体外预应力加固装置及其施工方法

说明书

本发明公开了一种体外预应力加固装置，包括锚固在混凝土桥梁病害区域周边的预应力加固件，该加固件由多个预应力单元组成，预应力单元包括左右间隔对称设置的两组带有预应力束孔道的锚固块，两组锚固块之间的连线呈矩形结构；在每组锚固块之间设有单元预应力束，单元预应力束的两端分别从该锚固块上的预应力束孔道内穿出并固定，在两根单元预应力束的中部分别卡固有弧形定位槽板，在两个所述弧形定位槽板之间穿设有调整螺杆，延伸出两弧形定位槽板之外的调整螺杆上旋拧有调整螺母。本发明的加固装置和施工方法提供了解决多种裂缝形态的统一处置方案，可以在纵、竖或横向单个断面上设置多个预应力单元，实现在箱梁上施加两向或三向预应力。

技术领域

本发明涉及公路和市政桥梁加固技术，尤其是涉及解决混凝土箱梁出现竖向、横向、斜向等裂缝时使用的一种体外预应力加固装置，本发明还涉及使用该加固装置加固混凝土箱梁裂纹的施工方法。

背景技术

根据对公路预应力混凝土箱梁病害的调查，从总的趋势来看，跨径大于60m的箱梁极易出现开裂现象，不同的桥梁只是裂缝性质、开裂部位和轻重程度有所不同。而混凝土箱梁上的裂缝极少出现单一裂缝形态的情况，通常情况下是多种裂缝形态并存。当这些裂缝发展到一定程度之后，桥梁将不能满足使用要求，需要及时进行加固处理，以恢复使用功能。

目前常用的混凝土桥梁加固技术中，体外预应力加固作为一种主动加固技术具有能够减少梁体下挠及封闭混凝土裂缝的优点，但该技术也存在着施工复杂、操作空间要求较高的缺点。横张预应力加固作为一种可以克服上述缺点的技术在工程实践中也得到了一定的应用，例如在发明专利《混凝土梁板横向张拉环氧涂层钢筋有粘结预应力加固方法》（申请号 201010275479.1，公布号 CN 101929131 A）中就提出了一种横向张拉技术，以环氧涂层钢筋替代钢绞线或普通热轧钢筋作为横张预应力筋对结构施加预应力，虽然该方法相比现有的预应力加固技术具有造价较低和施工方便的优点，但是该种方法存在的不足之处并不利于其在工程实践中的应用，主要体现在如下方面：

（1）锚固点不牢靠。该方法中将预应力钢筋与预先锚固在梁上的钢板进行焊接，该焊接点处在桥梁运营过程中容易产生疲劳现象而导致失效，从而使梁体上施加的预应力丧失。

（2）预应力钢筋不易更换。该方法中将横张预应力直接焊接在锚固钢板上，在预应力钢筋出现损坏的情况下不容易进行更换。

（3）不能施加较大的预应力。由于钢筋强度以及张拉设备的限制，不能施加较大的预应力。

（4）只适合解决平面裂缝问题。该方法主要用于腹板竖向裂缝的处理，难以同时处置腹板竖向裂缝和顶板纵向裂缝。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种新型体外预应力加固装置，本发明还提供使用该加固装置加固混凝土箱梁裂纹的施工方法。本发明的体外预应力加固方法既保留了横向预应力技术的优点，又依靠可以纵、横向拼接的横张预应力单元实现在混凝土箱梁内形成三向预应力体系及在不同位置施加不同预应力度的目的。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的体外预应力加固装置，包括锚固在混凝土桥梁病害区域周边的预应力加固件，所述预应力加固件由多个预应力单元组成，所述预应力单元包括左右间隔对称设置的两组带有预应力束孔道的锚固块，两组锚固块之间的连线呈矩形结构；在每组锚固块之间分别设置有单元预应力束，所述单元预应力束的两端分别从该锚固块上的预应力束孔道内穿出并固定，在两根单元预应力束的中部分别卡固有定位槽板，在两个所述定位槽板之间穿设有预应力调整螺杆，延伸出两个所述定位槽板之外的预应力调整螺杆上旋拧有调整螺母。

若病害区域较大，则需要安装多个预应力单元，两预应力单元的两个相邻锚固块之间分别设置有连接预应力束，在所述连接预应力束的中部分别卡固有辅助定位槽板，在两个所述辅助定位槽板之间穿设有辅助调整螺杆，延伸出两个所述定位槽板之外的锚固螺杆上旋拧有辅助调整螺母。