一種用于加固psc連續(xù)箱梁橋的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架及施工方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于加固PSC連續(xù)箱梁橋的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架及施工方法(PSC：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土)，屬于建筑施工【技術(shù)領(lǐng)域】。所述可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架布置在PSC連續(xù)箱梁橋的主梁箱室內(nèi)；可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架在每根上弦桿上布置對(duì)接調(diào)整裝置，通過(guò)對(duì)接調(diào)整裝置來(lái)調(diào)整每根上弦桿的長(zhǎng)度以達(dá)到調(diào)整鋼桁架預(yù)應(yīng)力的大小和分布，從而使布置于PSC連續(xù)箱梁橋的主梁箱室內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架通過(guò)自身的強(qiáng)度、剛度和預(yù)應(yīng)力來(lái)提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于加固PSC連續(xù)箱梁橋的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架及施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于加固PSC連續(xù)箱梁橋的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架及施工方法(PSC:預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土)，該可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架布置在PSC連續(xù)箱梁橋的主梁箱室內(nèi)；可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架在每根上弦桿上布置對(duì)接調(diào)整裝置，通過(guò)對(duì)接調(diào)整裝置來(lái)調(diào)整每根上弦桿的長(zhǎng)度以達(dá)到調(diào)整鋼桁架預(yù)應(yīng)力的大小和分布，從而使布置于PSC連續(xù)箱梁橋的主梁箱室內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架通過(guò)自身的強(qiáng)度、剛度和預(yù)應(yīng)力來(lái)提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力，即在不中斷或減少中斷交通情況下采用可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架來(lái)加固既有的PSC連續(xù)箱梁橋并使承載力提高；可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架的自身結(jié)構(gòu)和施工方法的設(shè)計(jì)使提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力更高效、更簡(jiǎn)單、更安全和更經(jīng)濟(jì)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)橋梁進(jìn)行加固改造的主要技術(shù)方案如下:
[0003]I)增大梁截面加固法:當(dāng)橋的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時(shí)，通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。但其缺點(diǎn)也非常明顯，由于增大截面不可避免增加了結(jié)構(gòu)自重，所以對(duì)于本論文所研究的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋加固不是很適用。
[0004]2)加厚橋面補(bǔ)強(qiáng)法:該技術(shù)是將原有橋面鋪裝層拆除，在橋面板上澆筑一層新的鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層，用于提高橋梁的抗彎剛度，這種加固補(bǔ)強(qiáng)方式稱(chēng)為“加厚法”。但這種方法由于加厚部分使橋梁自重和恒載彎矩增加較多，并且仍然是原結(jié)構(gòu)下緣受拉鋼筋應(yīng)力控制設(shè)計(jì)，故此加固方法一般只適用于跨徑較小的T形梁橋或板橋。該方法同樣對(duì)于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋加固不適用。
[0005]3)增大梁肋加固法:增大梁肋加固法常用于T形截面橋，對(duì)于這部分橋梁，可以將梁的下緣加寬加強(qiáng)，增大截面面積，并在新混凝土截面中增設(shè)受力主筋。但增大截面不可避免增加了結(jié)構(gòu)自重，所以對(duì)于本論文所研究的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋加固不是很適用。
[0006]4)錨噴混凝土:錨噴混凝土是借助噴射機(jī)械，通過(guò)管道高壓高速?lài)娚涞揭彦^固好鋼筋網(wǎng)的受?chē)娒嫔?，使其凝結(jié)硬化形成一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，增大原橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。但此種加固方法僅在漿砌片石拱橋加固中運(yùn)用較多，并很好解決石拱橋常見(jiàn)災(zāi)害。
[0007]5)增設(shè)縱梁加固法:在墩臺(tái)地基安全性能好，并且有足夠承載力的情況下，可增設(shè)承載力較高和剛度較大的縱梁，新梁與舊梁相連接，共同受力。此種為保證新舊混凝土能夠共同工作，必須做好新舊橋之間的橫向連接，加固施工期間要中斷交通，而且存在新增縱梁與原梁受力不同步問(wèn)題。
[0008]6)黏貼鋼板加固法:是指用膠黏劑把薄鋼板黏貼在混凝土結(jié)構(gòu)表面，通過(guò)粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度，把荷載傳遞到鋼板，使鋼板和混凝土協(xié)同工作的一種加固方法。但是存在黏貼鋼板被動(dòng)受力問(wèn)題，當(dāng)黏貼鋼板發(fā)揮應(yīng)有的作用時(shí)，被加固梁體往往已變形較大，因此，在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋已經(jīng)發(fā)生較大跨中下?lián)锨闆r下，加固效果不是很理想。
[0009]7)黏貼碳纖維加固法:碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)是將碳纖維布(或板)用樹(shù)脂類(lèi)膠結(jié)材料黏貼于混凝土表面，利用碳纖維的高強(qiáng)度來(lái)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，提高其承載力。雖然碳纖維具有高強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)形狀適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋加固時(shí)，如果要使得碳纖維發(fā)揮作用必須使鋼箱梁發(fā)生較大的變形。因此，采用此加固大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋雖然可以大幅度提高其極限承載力，但對(duì)提高正常使用狀態(tài)承載力不夠明顯。
[0010]8)體外預(yù)應(yīng)力加固法:體外預(yù)應(yīng)力加固梁式橋，是改變了梁體原有的受力狀態(tài)的加固方法。對(duì)于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋采用體外預(yù)應(yīng)力加固，一般將預(yù)應(yīng)力設(shè)置在箱梁的箱室內(nèi)，但由于箱梁跨中的梁高比較小，使得體外預(yù)應(yīng)力的布置角度受到一定限制，體外預(yù)應(yīng)力的豎向分力有限，而且加固設(shè)計(jì)不當(dāng)還會(huì)引起箱梁局部截面應(yīng)力超限，造成附加安全隱患。
[0011]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通運(yùn)輸量猛增，車(chē)輛承載能力不斷攀升；同時(shí)，規(guī)范設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)值較低導(dǎo)致大量橋梁承載力不足，使用短期間易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞。針對(duì)目前常規(guī)橋梁加固方案用于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋技術(shù)改造、大幅度提高其承載力方面還存在一定缺陷和不足這一情況。本專(zhuān)利以既有大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象，搜集并分析導(dǎo)致其承載力不足的主要破壞機(jī)理及缺陷，設(shè)計(jì)出一種用于加固PSC連續(xù)箱梁橋的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架及施工方法及施工方法，使提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力更高效、更簡(jiǎn)單、更安全和更經(jīng)濟(jì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是克服目前在提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力面還存在一定缺陷和不足這一情況，設(shè)計(jì)出一種用于加固PSC連續(xù)箱梁橋的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架及施工方法；
[0013]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征如下:
[0014]一種用于加固PSC連續(xù)箱梁橋的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架及施工方法，主要利用可調(diào)整預(yù)應(yīng)力的變截面連續(xù)鋼桁架梁內(nèi)襯于PSC連續(xù)箱梁橋的箱室內(nèi)，形成以可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架的結(jié)構(gòu)提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的作用；其構(gòu)件包括:連續(xù)箱梁1、中跨箱室2、邊跨箱室
3、橋墩4、基礎(chǔ)5、中腹橫隔板6、中腹預(yù)留孔7、邊跨橫隔板8、邊跨預(yù)留孔9、可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10、中腹弦桿加強(qiáng)塊11、頂升裝置12、頂板13、腹板14、底板15、豎桿16、上橫梁17、剪刀撐桿18、下橫梁19、上弦桿20、下弦桿21、對(duì)接調(diào)整裝置22、頂盤(pán)23、頂升螺栓24、頂升座25、端板26、高強(qiáng)螺栓27、螺母28、斜腹桿29 ；
[0015]連續(xù)箱梁I作用在橋墩4上，橋墩4作用于基礎(chǔ)5上，基礎(chǔ)5作用于地基上，連續(xù)箱梁1、橋墩4和基礎(chǔ)5形成標(biāo)準(zhǔn)的三跨連續(xù)箱梁橋；
[0016]連續(xù)箱梁I為PSC材料結(jié)構(gòu)，其由頂板13、腹板14、底板15、中跨箱室2、邊跨箱室
3、中腹橫隔板6、中腹預(yù)留孔7、邊跨橫隔板8和邊跨預(yù)留孔9組成，頂板13位于連續(xù)箱梁I的上部、腹板14位于連續(xù)箱梁I的兩側(cè)及底板15位于連續(xù)箱梁I的下部，中腹橫隔板6為位于橋墩4頂上部對(duì)應(yīng)連續(xù)箱梁I箱室內(nèi)的橫隔板，邊跨橫隔板8位于連續(xù)箱梁I兩側(cè)邊跨的端部，頂板13、腹板14、底板15、中腹橫隔板6和邊跨橫隔板8的組合形成封閉部分為中跨箱室2和邊跨箱室3 ；
[0017]可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10為型鋼材料結(jié)構(gòu)，其由豎桿16、上橫梁17、剪刀撐桿18、下橫梁19、上弦桿20、下弦桿21和斜腹桿29連接組成，上弦桿20沿著連續(xù)箱梁I的頂板13下方水平布置并且上弦桿20和頂板13之間預(yù)留間隙以布置頂升裝置12，下弦桿21沿著連續(xù)箱梁I的底板15曲面上方成折線布置并且下弦桿21和底板15預(yù)留間隙；豎桿16將上下的上弦桿20和下弦桿21連接起來(lái)，斜腹桿29連接于豎桿16、上弦桿20和下弦桿21組成的四邊形結(jié)構(gòu)的斜對(duì)角并增強(qiáng)四邊形結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性；上橫梁17將上部左右的上弦桿20連接起來(lái)，下橫梁19將下部左右的下弦桿21連接起來(lái)；剪刀撐桿18對(duì)角連接于上橫梁17、下橫梁19和左右的豎桿16組成的四邊形結(jié)構(gòu)，可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10間隔一處上橫梁17布置一道剪刀撐桿18，用于增大可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的剛度和穩(wěn)定性。
[0018]通過(guò)單獨(dú)穿過(guò)中腹橫隔板6的中腹預(yù)留孔7的上弦桿20和下弦桿21將中跨箱室2和邊跨箱室3的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10連接成整體，使連續(xù)箱梁I內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10形成連續(xù)鋼桁架梁結(jié)構(gòu)；由于在兩側(cè)的中腹橫隔板6之間的上弦桿20和下弦桿21受到拉力最大，在兩側(cè)的中腹橫隔板6之間的上弦桿20和下弦桿21采用高強(qiáng)鋼材，并分別在兩側(cè)的中腹橫隔板6的上弦桿20和下弦桿21的上緣和下緣焊接中腹弦桿加強(qiáng)塊11 ；
[0019]頂升裝置12為鋼材料，其由頂盤(pán)23、頂升螺栓24和頂升座25組成，頂盤(pán)23與頂升螺栓24連接，頂升座25為內(nèi)含螺紋的封底筒式螺母結(jié)構(gòu)，頂升螺栓24可擰入頂升座25，頂升裝置12的頂升座25焊接在可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10兩側(cè)的每一根豎桿16頂端，用過(guò)旋轉(zhuǎn)頂升螺栓24將頂盤(pán)23頂起作用于連續(xù)箱梁I的頂板13，使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的預(yù)應(yīng)力通過(guò)每一處的頂升裝置12傳遞給連續(xù)箱梁I ;
[0020]對(duì)接調(diào)整裝置22為高強(qiáng)鋼材，其由端板26、高強(qiáng)螺栓27和螺母28組成，對(duì)接調(diào)整裝置22布置于可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的每一根上弦桿20的中部；可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的上弦桿20加工時(shí)中部斷開(kāi)30cm的間隙，并在斷開(kāi)的兩側(cè)端口分別焊接一塊端板26，端板26預(yù)留有螺栓孔供高強(qiáng)螺栓27穿過(guò)，螺母28擰在高強(qiáng)螺栓27兩端并作用在端板26 ;通過(guò)調(diào)整接調(diào)整裝置22的高強(qiáng)螺栓27兩端的螺母28，使上弦桿20產(chǎn)生預(yù)壓力以調(diào)整可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的預(yù)壓力大小。
[0021]根據(jù)以上發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征，其施工方法如下:
[0022]在連續(xù)箱梁1、橋墩4和基礎(chǔ)5組成標(biāo)準(zhǔn)三跨連續(xù)箱梁橋上，在每一個(gè)中腹橫隔板6處的上緣和下緣分別鉆鑿形成中腹預(yù)留孔7，在兩端的邊跨橫隔板8處上緣和下緣分別鉆鑿形成邊跨預(yù)留孔9;
[0023]將豎桿16、上橫梁17、剪刀撐桿18、下橫梁19、已焊接端板26的上弦桿20、下弦桿21和斜腹桿29在連續(xù)箱梁I的箱室內(nèi)從橋墩4豎向位置向兩側(cè)進(jìn)行拼裝組成可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10，在可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的豎桿16上布置焊接頂升座25并布置好頂升裝置12，使頂升螺栓24處于擰緊于頂升座25狀態(tài)并且不讓頂盤(pán)23與頂板13接觸受力；在拼裝可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10時(shí)，在連接每一根上弦桿20同時(shí)，通過(guò)高強(qiáng)螺栓27和螺母28連接好已焊接上弦桿20上的兩側(cè)的端板26形成對(duì)接調(diào)整裝置22 ;使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10內(nèi)襯于連續(xù)箱梁I的中跨箱室2和兩側(cè)的邊跨箱室3內(nèi)；
[0024]在連續(xù)箱梁I兩側(cè)邊跨的兩端，可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的上弦桿20和下弦桿21分別穿過(guò)邊跨橫隔板8處的上緣和下緣的邊跨預(yù)留孔9并固定；在在連續(xù)箱梁I的橋墩4上部對(duì)應(yīng)的箱室內(nèi)，用單獨(dú)的上弦桿20和下弦桿21分別穿過(guò)中腹橫隔板6的上緣和下緣的中腹預(yù)留孔7,并與中跨箱室2和邊跨箱室3內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼祐1架10的上弦桿20和下弦桿21連接，使中跨箱室2和邊跨箱室3的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10形成整體；分別在兩側(cè)的中腹橫隔板6的上弦桿20和下弦桿21的上緣和下緣焊接中腹弦桿加強(qiáng)塊11 ；
[0025]從橋墩4豎向位置開(kāi)始向兩側(cè)的方向，逐一調(diào)整對(duì)接裝置22的螺母28，使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力并使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10在跨中產(chǎn)生預(yù)拱度，并調(diào)整頂升裝置12的頂升螺栓24，使頂盤(pán)23頂升并與頂板13接觸受力，從而使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10達(dá)到主動(dòng)受力狀態(tài)并與連續(xù)箱梁I共同作用承受荷載作用，達(dá)到提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的效果。
[0026]當(dāng)布置可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的連續(xù)箱梁1，在長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的預(yù)壓力損失和預(yù)拱度減小導(dǎo)致PSC連續(xù)箱梁橋承載力再次出現(xiàn)不足時(shí)，可再次逐一預(yù)緊每一個(gè)對(duì)接調(diào)整裝置22的螺母28，減小兩側(cè)端板26間隙使上弦桿20預(yù)壓力提高，從而再次增大可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的預(yù)應(yīng)力和預(yù)拱度，使PSC連續(xù)箱梁橋承載力再次得到提高；若在長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)PSC連續(xù)箱梁橋承載力再次出現(xiàn)不足，且通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)接調(diào)整裝置22的兩側(cè)端板26間的間隙后仍不足于產(chǎn)生要求的預(yù)壓力值時(shí)，通過(guò)調(diào)整整頂升裝置12的頂升螺栓24來(lái)彌補(bǔ)，將頂升螺栓24外旋使頂盤(pán)23頂升以頂壓頂板13，即通過(guò)調(diào)整頂盤(pán)23與頂板13間豎向壓力來(lái)調(diào)整可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的預(yù)應(yīng)力大小，最終使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10達(dá)到主動(dòng)受力狀態(tài)并與連續(xù)箱梁I共同作用承受荷載作用，達(dá)到提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的效果。
[0027]本發(fā)明的有益效果:
[0028]本發(fā)明一種用于加固PSC連續(xù)箱梁橋的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架及施工方法，通過(guò)上弦桿上的對(duì)接調(diào)節(jié)裝置來(lái)內(nèi)襯于箱梁的鋼桁架產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力和預(yù)拱度，使對(duì)PSC連續(xù)箱梁橋加固作用，使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架加固達(dá)到主動(dòng)受力的效果，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加固方法被動(dòng)受力的缺陷，可以有效改善PSC連續(xù)箱梁橋下?lián)蠁?wèn)題，從而提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力；
[0029]利用PSC連續(xù)箱梁橋原有箱梁的箱室進(jìn)行布置可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架加固結(jié)構(gòu)，施工過(guò)程不中斷橋面上的交通，減少施工對(duì)交通順暢的影響；

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1三跨PSC連續(xù)箱梁橋順橋向剖面構(gòu)造圖；
[0031]圖2可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架整體構(gòu)造圖；
[0032]圖3可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架整體內(nèi)襯于PSC連續(xù)箱梁構(gòu)造圖；
[0033]圖4可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架的連續(xù)箱梁1-1節(jié)段里面圖；
[0034]圖5可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架的連續(xù)箱梁1-1節(jié)段立體圖；
[0035]圖6可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架的連續(xù)箱梁I1-1I橫斷面圖；
[0036]圖7可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架的連續(xù)箱梁1-1節(jié)段內(nèi)部剖析詳圖；
[0037]圖中:1為連續(xù)箱梁、2為中跨箱室、3為邊跨箱室、4為橋墩、5為基礎(chǔ)、6為中腹橫隔板、7為中腹預(yù)留孔、8為邊跨橫隔板、9為邊跨預(yù)留孔、10為可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架、11為中腹弦桿加強(qiáng)塊、12為頂升裝置、13為頂板、14為腹板、15為底板、16為豎桿、17為上橫梁、18剪刀撐桿、19為下橫梁、20為上弦桿、21為下弦桿、22為對(duì)接調(diào)整裝置、23為頂盤(pán)、24為頂升螺栓、25為頂升座、26為端板、27為高強(qiáng)螺栓、28為螺母、29為斜腹桿。

【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)于本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明；
[0039]利用上述設(shè)計(jì)的一種用于加固PSC連續(xù)箱梁橋的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架及施工方法，具體步驟如下:
[0040]步驟一:勘測(cè)承載力不足的既有PSC連續(xù)箱梁橋箱室內(nèi)部構(gòu)造和尺寸以及跨中下?lián)现岛托枰岣叱休d力的大小，以確定可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10構(gòu)造尺寸和預(yù)拱度以及每個(gè)對(duì)接調(diào)整裝置22需調(diào)節(jié)產(chǎn)生的預(yù)壓力值；據(jù)以上確定可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10生產(chǎn)參數(shù)和施工參數(shù)；
[0041]步驟二:據(jù)步驟一提供的參數(shù)，從橋墩4豎向位置開(kāi)始向兩側(cè)開(kāi)始拼裝可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10 ;中跨箱室2內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10在跨中進(jìn)行合攏施工；邊跨箱室3內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的上弦桿20和下弦桿21都固定于邊跨橫隔板8的邊跨預(yù)留孔9內(nèi)；再通過(guò)穿過(guò)中腹預(yù)留孔7單獨(dú)布置的弦桿20和下弦桿21分別與中跨箱室2和邊跨箱室3內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的上弦桿20和下弦桿21進(jìn)行連接，使中跨箱室2和邊跨箱室3內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10連接成整體；
[0042]步驟三:據(jù)步驟一提供的參數(shù)，調(diào)整對(duì)接調(diào)整裝置22來(lái)調(diào)整上弦桿20的預(yù)應(yīng)力使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力和預(yù)拱度，并調(diào)整頂升裝置12，使頂盤(pán)23與頂板13間的接觸受壓，可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10施工完成；
[0043]步驟四:步驟一至步驟三完成并使用后，出現(xiàn)可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的預(yù)壓力損失和預(yù)拱度減小導(dǎo)致PSC連續(xù)箱梁橋承載力再次出現(xiàn)不足時(shí)，可再次逐一預(yù)緊每一個(gè)對(duì)接調(diào)整裝置22的螺母28，減小兩側(cè)端板26間隙使上弦桿20預(yù)壓力提高，從而再次增大可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的預(yù)應(yīng)力和預(yù)拱度，使PSC連續(xù)箱梁橋承載力再次得到提高；
[0044]步驟五:當(dāng)步驟四中情況且通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)接調(diào)整裝置22的兩側(cè)端板26間的間隙后仍不足于產(chǎn)生要求的預(yù)壓力值時(shí)，通過(guò)調(diào)整整頂升裝置12的頂升螺栓24來(lái)彌補(bǔ)，將頂升螺栓24外旋使頂盤(pán)23頂升以頂壓頂板13，即通過(guò)調(diào)整頂盤(pán)23與頂板13間豎向壓力來(lái)調(diào)整可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10的預(yù)應(yīng)力大小，最終使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架10達(dá)到主動(dòng)受力狀態(tài)并與連續(xù)箱梁I共同作用承受荷載作用，達(dá)到提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的效果。
[0045]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架，主要利用可調(diào)整預(yù)應(yīng)力的變截面連續(xù)鋼桁架梁內(nèi)襯于PSC連續(xù)箱梁橋的箱室內(nèi)，形成以可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架的結(jié)構(gòu)提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的作用；其特征在于:其包括連續(xù)箱梁(I)、中跨箱室(2)、邊跨箱室(3)、橋墩(4)、基礎(chǔ)(5)、中腹橫隔板(6)、中腹預(yù)留孔(7)、邊跨橫隔板(8)、邊跨預(yù)留孔(9)、可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)、中腹弦桿加強(qiáng)塊(11)、頂升裝置(12)、頂板(13)、腹板(14)、底板(15)、豎桿(16)、上橫梁(17)、剪刀撐桿(18)、下橫梁(19)、上弦桿(20)、下弦桿(21)、對(duì)接調(diào)整裝置(22)、頂盤(pán)(23)、頂升螺栓(24)、頂升座(25)、端板(26)、高強(qiáng)螺栓(27)、螺母(28)、斜腹桿(29)； 連續(xù)箱梁(I)作用在橋墩(4)上，橋墩(4)作用于基礎(chǔ)(5)上，基礎(chǔ)(5)作用于地基上，連續(xù)箱梁(I)、橋墩(4)和基礎(chǔ)(5)形成標(biāo)準(zhǔn)的三跨連續(xù)箱梁橋；連續(xù)箱梁⑴為PSC材料結(jié)構(gòu)，其包括頂板(13)、腹板(14)、底板(15)、中跨箱室(2)、邊跨箱室(3)、中腹橫隔板￠)、中腹預(yù)留孔(7)、邊跨橫隔板(8)和邊跨預(yù)留孔(9)，頂板(13)位于連續(xù)箱梁(I)的上部、腹板(14)位于連續(xù)箱梁(I)的兩側(cè)及底板(15)位于連續(xù)箱梁(I)的下部，中腹橫隔板(6)為位于橋墩(4)頂上部對(duì)應(yīng)連續(xù)箱梁(I)箱室內(nèi)的橫隔板，邊跨橫隔板⑶位于連續(xù)箱梁⑴兩側(cè)邊跨的端部，頂板(13)、腹板(14)、底板(15)、中腹橫隔板(6)和邊跨橫隔板(8)的組合形成封閉部分為中跨箱室(2)和邊跨箱室(3)；可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)為型鋼材料結(jié)構(gòu)，其包括豎桿(16)、上橫梁(17)、剪刀撐桿(18)、下橫梁(19)、上弦桿(20)、下弦桿(21)和斜腹桿(29)，上弦桿(20)沿著連續(xù)箱梁(I)的頂板(13)下方水平布置并且上弦桿(20)和頂板(13)之間預(yù)留間隙以布置頂升裝置(12)，下弦桿(21)沿著連續(xù)箱梁(I)的底板(15)曲面上方成折線布置并且下弦桿(21)和底板(15)預(yù)留間隙；豎桿(16)將上弦桿(20)和下弦桿(21)上下連接起來(lái)，斜腹桿(29)連接于豎桿(16)、上弦桿(20)和下弦桿(21)組成的四邊形結(jié)構(gòu)的斜對(duì)角并增強(qiáng)四邊形結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性；上橫梁(17)將上部左右的上弦桿(20)連接起來(lái)，下橫梁(19)將下部左右的下弦桿(21)連接起來(lái)；剪刀撐桿(18)對(duì)角連接于上橫梁(17)、下橫梁(19)和左右的豎桿(16)組成的四邊形結(jié)構(gòu)，可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)間隔一處上橫梁(17)布置一道剪刀撐桿(18)，用于增大可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的剛度和穩(wěn)定性； 通過(guò)單獨(dú)穿過(guò)中腹橫隔板(6)的中腹預(yù)留孔(7)的上弦桿(20)和下弦桿(21)將中跨箱室(2)和邊跨箱室(3)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)連接成整體，使連續(xù)箱梁(I)內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)形成連續(xù)鋼桁架梁結(jié)構(gòu)；由于在兩側(cè)的中腹橫隔板(6)之間的上弦桿(20)和下弦桿(21)受到拉力最大，在兩側(cè)的中腹橫隔板(6)之間的上弦桿(20)和下弦桿(21)采用WH70Q高強(qiáng)鋼材，并分別在兩側(cè)的中腹橫隔板(6)的上弦桿(20)和下弦桿(21)的上緣和下緣焊接中腹弦桿加強(qiáng)塊(11)； 頂升裝置(12)為鋼材料，其包括頂盤(pán)(23)、頂升螺栓(24)和頂升座(25)，頂盤(pán)(23)與頂升螺栓(24)固接，頂升座(25)為內(nèi)含螺紋的封底筒式螺母結(jié)構(gòu)，頂升螺栓(24)可擰入頂升座(25)，頂升裝置(12)的頂升座(25)焊接在可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)兩側(cè)的每一根豎桿(16)頂端，用過(guò)旋轉(zhuǎn)頂升螺栓(24)將頂盤(pán)(23)頂起作用于連續(xù)箱梁(I)的頂板(13)，使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的預(yù)應(yīng)力通過(guò)每一處的頂升裝置(12)傳遞給連續(xù)箱梁(I)；對(duì)接調(diào)整裝置(22)為WH70Q高強(qiáng)鋼材，其包括端板(26)、高強(qiáng)螺栓(27)和螺母(28)，對(duì)接調(diào)整裝置(22)布置于可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的每一根上弦桿(20)的中部；可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的上弦桿(20)加工時(shí)中部斷開(kāi)30cm的間隙，并在斷開(kāi)的兩側(cè)端口分別焊接一塊端板(26)，端板(26)預(yù)留有螺栓孔供高強(qiáng)螺栓(27)穿過(guò)，螺母(28)擰在高強(qiáng)螺栓(27)兩端并作用在端板(26);通過(guò)調(diào)整接調(diào)整裝置22的高強(qiáng)螺栓(27)兩端的螺母(28)，使上弦桿(20)產(chǎn)生預(yù)壓力以調(diào)整可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的預(yù)壓力大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架，其特征在于:其適用于標(biāo)準(zhǔn)三跨且為單箱單室的PSC連續(xù)箱梁橋，還適用于其他一般結(jié)構(gòu)的PSC連續(xù)箱梁橋，包括:兩跨梁、三跨梁、多跨梁的橋跨類(lèi)型與單箱單室、單箱雙室、單箱多室、多箱多室的箱室類(lèi)型之間組合成各類(lèi)結(jié)構(gòu)的PSC連續(xù)箱梁橋。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種用于提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架的施工方法，其特征在于:其具體施工步驟如下: 第一步:在連續(xù)箱梁(I)、橋墩(4)和基礎(chǔ)(5)組成標(biāo)準(zhǔn)三跨連續(xù)箱梁橋上，在每一個(gè)中腹橫隔板(6)處的上緣和下緣分別鉆鑿形成中腹預(yù)留孔(7)，在兩端的邊跨橫隔板⑶處上緣和下緣分別鉆鑿形成邊跨預(yù)留孔(9)； 第二步:將豎桿(16)、上橫梁(17)、剪刀撐桿(18)、下橫梁(19)、已焊接端板(26)的上弦桿(20)、下弦桿(21)和斜腹桿(29)在連續(xù)箱梁(I)的箱室內(nèi)從橋墩(4)豎向位置向兩側(cè)進(jìn)行拼裝組成可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)，在可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的豎桿(16)上布置焊接頂升座(25)并布置好頂升裝置(12)，使頂升螺栓(24)處于擰緊于頂升座(25)狀態(tài)并且不讓頂盤(pán)(23)與頂板(13)接觸受力；在拼裝可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)時(shí)，在連接每一根上弦桿(20)同時(shí)，通過(guò)高強(qiáng)螺栓(27)和螺母(28)連接好已焊接上弦桿(20)上的兩側(cè)的端板(26)形成對(duì)接調(diào)整裝置(22);使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)內(nèi)襯于連續(xù)箱梁(I)的中跨箱室⑵和兩側(cè)的邊跨箱室(3)內(nèi)； 第三步:在連續(xù)箱梁(I)兩側(cè)邊跨的兩端，可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的上弦桿(20)和下弦桿(21)分別穿過(guò)邊跨橫隔板(8)處的上緣和下緣的邊跨預(yù)留孔(9)并固定；在在連續(xù)箱梁(I)的橋墩(4)上部對(duì)應(yīng)的箱室內(nèi)，用單獨(dú)的上弦桿(20)和下弦桿(21)分別穿過(guò)中腹橫隔板(6)的上緣和下緣的中腹預(yù)留孔(7)，并與中跨箱室(2)和邊跨箱室(3)內(nèi)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的上弦桿(20)和下弦桿(21)連接，使中跨箱室(2)和邊跨箱室(3)的可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)形成整體；分別在兩側(cè)的中腹橫隔板(6)的上弦桿(20)和下弦桿(21)的上緣和下緣焊接中腹弦桿加強(qiáng)塊(11)； 第四步:從橋墩(4)豎向位置開(kāi)始向兩側(cè)的方向，逐一調(diào)整對(duì)接裝置22的螺母(28)，使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力并使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)在跨中產(chǎn)生預(yù)拱度，并調(diào)整頂升裝置(12)的頂升螺栓(24)，使頂盤(pán)(23)頂升并與頂板(13)接觸受力，從而使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)達(dá)到主動(dòng)受力狀態(tài)并與連續(xù)箱梁(I)共同作用承受荷載作用，達(dá)到提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的效果； 第五步:當(dāng)布置可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的連續(xù)箱梁(I)，在長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的預(yù)壓力損失和預(yù)拱度減小導(dǎo)致PSC連續(xù)箱梁橋承載力再次出現(xiàn)不足時(shí)，可再次逐一預(yù)緊每一個(gè)對(duì)接調(diào)整裝置(22)的螺母(28)，減小兩側(cè)端板(26)間隙使上弦桿(20)預(yù)壓力提高，從而再次增大可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的預(yù)應(yīng)力和預(yù)拱度，使PSC連續(xù)箱梁橋承載力再次得到提高；若在長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)PSC連續(xù)箱梁橋承載力再次出現(xiàn)不足，且通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)接調(diào)整裝置(22)的兩側(cè)端板(26)間的間隙后仍不足于產(chǎn)生要求的預(yù)壓力值時(shí)，通過(guò)調(diào)整整頂升裝置(12)的頂升螺栓(24)來(lái)彌補(bǔ)，將頂升螺栓(24)外旋使頂盤(pán)(23)頂升以頂壓頂板(13)，即通過(guò)調(diào)整頂盤(pán)(23)與頂板(13)間豎向壓力來(lái)調(diào)整可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)的預(yù)應(yīng)力大小，最終使可調(diào)預(yù)應(yīng)力鋼桁架(10)達(dá)到主動(dòng)受力狀態(tài)并與連續(xù)箱梁(I)共同作用承受荷載作用，達(dá)到提高PSC連續(xù)箱梁橋承載力的效果。
【文檔編號(hào)】E01D22/00GK104233963SQ201410459426
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】張文學(xué), 陳壯, 李清, 劉嘯, 周宇航 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)