[发明专利]考虑体外预应力加固的箱梁及其预应力加固方法

说明书

考虑体外预应力加固的箱梁，包括底板、顶板、翼缘板和两块腹板，在底板的上表面和/或腹板的内侧面上固定设置有若干个钢筋混凝土块，所有的钢筋混凝土块沿前后方向间隔布置，钢筋混凝土块内预埋有若干个前后通透的波纹管，所有的钢筋混凝土块的波纹管内对应穿设有预应力钢绞线，前端和后端的钢筋混凝土块分别设置有将预应力钢绞线两端锚固的锚具。本发明还公开了考虑体外预应力加固的箱梁的预应力加固方法。本发明增加了桥梁跨中压应力储备，恢复并提高桥梁刚度，改善桥梁线形，控制桥梁下挠；避免二次施工、缩短体外预应力加固施工周期、保证施工质量以及改善施工条件，减少了再次施工时对原料、场地的要求及环境保护具有重要的指导作用。

技术领域

本发明属于土木工程结构设计及施工技术领域，具体涉及一种考虑体外预应力加固的箱梁及其预应力加固方法。

背景技术

近年来我国公路建设发展迅猛，至2017年底公路通车总里程已突破460万公里，实现了由“初步连通”向“覆盖成网”的重大跨越，其中高速公路通车里程突破13万公里，居世界第一位。交通系统是关乎国计民生的生命线工程，而桥梁结构是该生命线工程正常运转的关键性枢纽，其服务质量及使用寿命水平对保障我国交通事业的健康发展尤为重要。预应力混凝土箱梁因其结构性能优良、抗扭能力强等优点在我国桥梁建设中得到广泛的应用。但随着桥梁结构服役期增加，由于混凝土收缩徐变及预应力损失影响，主跨下挠过大，严重影响行车的舒适及安全性，甚至使得桥梁结构的受力状态改变，加速桥梁结构的破坏，引起一系列安全隐患。

体外预应力是指预应力筋布置在结构构件截面之外，是后张法预应力体系的一个重要分支。体外预应力体系一般由体外预应力筋、防腐管道、转向块、锚固系统和限位减震装置等组成。

传统体外预应力布置在构建的截面外，可在一定程度上解决主跨下挠过大的问题，但由于混凝土转向块（齿块）自重的影响，将会造成挠度的额外损失，同时二次施工空间、施工质量和工期等无法保证。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种考虑体外预应力加固的箱梁及其预应力加固方法。在箱梁设计及预制阶段考虑体外预应力加固荷载影响，通过体外预应力体系提前优化设计加固箱梁，有效减少后期二次体外预应力体系自重的影响，避免额外挠度的产生；并且有效避免了桥梁体外预应力加固二次施工产生的质量、工期、造价以及对构筑物所处位置环境及生态的破坏问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：考虑体外预应力加固的箱梁，包括底板、顶板、翼缘板和两块腹板，相对于普通混凝土结构，在底板的上表面和/或腹板的内侧面上固定设置有若干个钢筋混凝土块，以底板的长度方向为前后方向，所有的钢筋混凝土块沿前后方向间隔布置，钢筋混凝土块内预埋有若干个前后通透的波纹管，最前端和最后端的一个钢筋混凝土块为锚固块，两个锚固块之间的钢筋混凝土块为转向块，所有的转向块和两个转向块内的波纹管内对应穿设有预应力钢绞线，前端锚固块的前侧和后端锚固块的后侧分别设置有将预应力钢绞线的前端和后端锚固的锚具。

预应力钢绞线和锚具上均涂有防锈漆，涂有防锈漆的锚具外部包裹有砂浆或混凝土保护层。

还包括若干个减震限位装置，每个减震限位装置均位于相邻的两个钢筋混凝土块之间；每个减震限位装置均包括钢筋支架，钢筋支架的一端连接在腹板内侧面或底板上侧面，钢筋支架的另一端设置有橡胶块，预应力钢绞线穿过橡胶块内部。

考虑体外预应力加固的箱梁的预应力加固方法，包括以下步骤：

（1）在箱梁设计时把锚固块、转向块和减震限位装置的数量、位置进行优化设计及布置，方便后期预应力钢绞线的张拉；

（2）对箱梁的底模清理、起拱，侧模拼接、清理、打磨、刷油；

（3）钢筋进场、加工，钢筋骨架的制作，波纹管埋设，钢筋骨架的绑扎；

（4）端模安装，芯模拼接、安装，顶板钢筋安装，模板固定，模板堵缝；