[发明专利]一种混凝土桥梁横向加固构造

说明书

技术领域

本发明属于混凝土桥梁加固研究技术领域，特别涉及一种混凝土桥梁横向加固构造。

背景技术

混凝土梁桥设计理念成熟，施工经验丰富，建造成本较低，在今后相当长的一段时间内，混凝土梁桥是我国桥梁建设中一种主要的结构形式。但随着我国经济社会发展，交通流量大幅增长，车辆荷载等级不断提高，既有桥梁结构的安全储备下降，各种桥梁病害相继出现，严重影响行车安全。

我国公路混凝土T梁、箱梁桥的横向连接广泛采用混凝土横隔板，混凝土横隔板在增强桥梁横向刚度、保证桥梁整体性方面至关重要，但混凝土横隔板自重大、易开裂，一般需要在封闭交通的条件下方能进行施工，并且随着桥梁运营时间延长，混凝土横隔板病害已成为T梁和箱梁桥最常见病害之一，这种病害如不加以重视，将会导致横隔板无法发挥正常功能，甚至出现单梁受力的情况，使得结构存在极大的安全隐患，但混凝土横隔板维修加固施工工艺复杂，费用较为昂贵，在养护加固过程中难以得到足够重视。

双柱式桥墩是混凝土桥梁中较为常见的下部结构形式，但是双柱式桥墩可能存在横向刚度不足的问题，原因在于：在设计中仅考虑了竖向承载力，对桥梁横向刚度考虑不足；基础和承台的刚体转动影响墩身横向振幅大小；横向风荷载作用在桥梁上时增大了墩顶横向位移。为了解决双柱式桥墩横向刚度不足的问题，需要对双柱式桥墩进行必要的横向加固。

使用合理的桥梁加固措施可以提高桥梁的承载能力，改善结构受力性能，延长使用寿命，相较于重建桥梁，具有显著的经济效益。目前，混凝土梁桥的常用加固方法包括加大截面加固法、粘钢加固法、FRP材料粘贴加固法、预应力加固法等。受结构形式及材料性能的影响，每种加固方式均有一定的局限性。

(1)采用增大截面法时，施工难度较大且质量难以保证；加固增大了桥梁自重，导致桥梁的固有频率发生变化；减小了桥梁下部空间。

(2)粘钢加固法具有基本不改变原有结构尺寸，施工简便的优点。但加固效果受加固表面的平整度及粘结材料的强度、耐久性影响较大。

(3)FRP材料具有很高的强度，但无法提高结构整体刚度，且材料抗剪强度低，防火性差；FRP材料粘贴加固法的界面粘结性能、疲劳性能、耐久性等问题还有待深入研究。

(4)预应力加固法在后期养护中存在预应力筋防腐问题，在一定程度上增加了养护费用。

因此，探寻更加合理的加固方法和加固材料是桥梁加固领域的迫切需求，研究和探讨利用一种新型钢横梁来加固既有混凝土桥梁，应用于混凝土桥梁养护加固技术领域，是本领域技术人员的研究目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服传统混凝土桥梁加固方法的缺点与局限，采用一种新型钢横梁对混凝土桥梁进行横向加固，提供一种设计合理、结构简单、安全可靠、造价较低、施工速度快、施工质量有保证、易于后期维护的新型桥梁横向加固构造。

本发明实现上述目的所采用的技术方案是：在一个桥梁主体与相邻一个桥梁主体之间或者桥梁主体内部横向设置有加固梁，所述加固梁是工字型结构或者是X型结构，加固梁通过连接件与桥梁主体连接固定。

上述工字型的加固梁的上、下翼缘是空心管状结构、腹板是平面板或者波折形板。

上述加固梁的上、下翼缘管内填充有自密实混凝土或泡沫钢。泡沫钢也可在上、下翼缘管端部或者受力集中处局部填充，填充面积为空管截面面积的1/6～1。

上述加固梁的腹板前后表面设置有加劲肋，加劲肋与加固梁的腹板垂直。

上述X型结构的加固梁是由加固底板、加固侧板、连接杆以及拼接板组成，加固底板沿着两个相邻桥梁主体之间的侧壁设置，在加固底板的中部垂直设置有加固侧板，连接杆的一端通过拼接板连接呈X型结构，另一端分别与加固侧板连接。

在两个相对设置的加固侧板之间还设置有加强板。

上述的桥梁主体是T形梁、箱梁或者是双柱式混凝土桥墩。

本发明的混凝土桥梁的横向加固构造，通过连接在两个T形梁、箱型梁或者是双柱式混凝土桥墩之间的X型加固梁或者工字型加固梁来加固T形梁、箱型梁或双柱式混凝土桥墩，加固过程不会破坏被加固桥梁的外形，施工工艺简单，施工工期短，经济性好，钢横梁自重轻，桥梁自重增加小，施工可在不影响交通的前提下进行，具有良好的社会效益；加固完成后可增加桥梁整体性、有效改善T形梁及箱型梁荷载横向分布，解决“单梁受力”的问题，增加双柱式混凝土桥墩横向刚度，且钢横梁便于运营维护，可拆卸、更换，在混凝土桥梁横向加固领域具有广阔的应用前景。

附图说明