CN105714697B - 基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，包括2块预埋钢板、钢带、4块翼板、预应力钢板加热装置、温度传感器、百分表和控制器；2块翼板分别与钢带左部上边缘和下边缘连接并构成左部组合结构，另外2块翼板分别与钢带右部上边缘和下边缘连接并构成右部组合结构，左部组合结构与1块预埋钢板连接，右部组合结构与另1块预埋钢板连接；控制器分别与温度传感器、百分表和加热装置电连接。本发明具有可用于在桥梁加固现场对预应力钢板加热，有效降低了施工难度，提高了施工效率和加固效果的特点。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁加固技术领域，尤其是涉及一种加热精度高、施工难度低，加固效果好的基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法。
背景技术
在进行桥梁板加固时，通常是将用于加固桥梁板的预应力钢板预先加热，然后将加热好的预应力钢板放置到桥梁板下部安装，由于在安装的过程中，预应力钢板的温度会快速下降，提高了施工的难度，并且存在需要多次反复加热才能满足施工要求的问题，降低了施工效率。
中国专利授权公开号：CN104314014A，授权公开日2015年1月28日，公开了一种预应力钢板加固混凝土桥梁的方法，依照以下步骤进行：混凝土表面处理对桥梁两个相邻梁板上需固定钢板的区域进行清理，剔除表层疏松物，清除表面浮浆，除去表面粉尘；钻孔植埋螺杆根据设计要求确定螺杆孔位置并进行钻孔；接着采用结构胶植埋螺杆，直至结构胶凝固稳定；根据植埋的螺杆位置以及膨胀系数的计算，对待粘贴的钢板进行配套打孔，然后对钢板的粘贴面除锈和粗糙处理；钢板加热、固定对钢板加热至50至60℃，然后立即穿套在前述螺杆中；粘贴钢板在混凝土表面与粘贴钢板之间涂灌结构胶，保证两者之间填充紧密；然后用螺母拧紧固定；钢板表面防腐处理。该发明的不足之处是，施工难度高，施工效率低。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服现有技术中对预应力钢板的加热方法导致施工难度高、施工效率低的不足，提供了一种加热精度高、施工难度低，加固效果好的基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，包括2块预埋钢板、预应力钢板、4块翼板、预应力钢板加热装置、温度传感器、百分表和控制器；2块翼板分别与预应力钢板左部上边缘和下边缘连接并构成左部组合结构，另外2块翼板分别与预应力钢板右部上边缘和下边缘连接并构成右部组合结构，左部组合结构与1块预埋钢板连接，右部组合结构与另1块预埋钢板连接；控制器分别与温度传感器、百分表和预应力钢板加热装置电连接；
包括如下步骤：混凝土桥梁板开槽打孔，安装预埋钢板，测量螺栓位置及开孔，将4块翼板焊接到预应力钢板左部及右部的两侧，预应力钢板临时固定，安装百分表，加热预应力钢板，安装预应力钢板。
在桥梁板加固现场，预应力钢板加热装置给预应力钢板加热，控制器中设有长度阈值W，使温度传感器与预应力钢板相接触，用支架将箱体稳定支撑；
控制器控制预应力钢板加热装置加热，温度传感器检测预应力钢板的温度，百分表检测预应力钢板伸长的长度w′，控制器计算焊缝抗剪强度，当w′≥W时，控制器控制各条加热电缆停止加热；
使温度传感器、百分表与预应力钢板分离，将预应力钢板安装到桥梁板上，使导热隔板与预应力钢板分离。
使用本发明后，可以在对预应力钢板进行加热的过程中，将预应力钢板安装到桥梁板上，有效保证预应力钢板的长度达到施工要求，不需多次反复加热预应力钢板，降低了施工的难度，提高了施工效率和加固效果。
作为优选，混凝土桥梁板开槽打孔、安装预埋钢板、测量螺栓位置及开孔包括如下详细步骤：
混凝土桥梁板开槽打孔、安装预埋钢板、测量螺栓位置及开孔包括如下详细步骤：
混凝土桥梁板开槽打孔：先在混凝土桥梁板下表面左部和右部分别开凿可容纳预埋钢板的混凝土槽，2个混凝土槽的深度均为0.8至1.1cm；在2个混凝土槽内打若干个第一螺栓孔，每个第一螺栓孔的深度均为10.8-11.8cm；
安装预埋钢板：在2块预埋钢板上打第二螺栓孔，在2块预埋钢板上表面涂上结构胶，在各个第一螺栓孔中分别植入化学螺栓，使两个混凝土槽的各个化学螺栓分别穿过两块预埋钢板的各个第二螺栓孔，拧紧各个化学螺栓的螺母，使两块预埋钢板分别与两个混凝土槽粘接；
测量螺栓位置及开孔：测量各个化学螺栓的位置，并在左部组合结构和右部组合结构上开第三螺栓孔。
作为优选，预应力钢板临时固定、安装百分表、加热预应力钢板和安装预应力钢板包括如下详细步骤：
预应力钢板临时固定：松开混凝土桥梁板左部的混凝土槽的各个化学螺栓的螺母，使各个化学螺栓的螺杆穿过左部组合结构的各个螺栓孔，并拧上各个化学螺栓的螺母，使预应力钢板位于预埋钢板下方；
安装百分表：混凝土桥梁板右部下方的桥柱上设有百分表，使预应力钢板右端与百分表的测量杆相接触；
加热预应力钢板：将预应力钢板放入预应力钢板加热装置中，控制器中设有长度阈值W，使温度传感器与预应力钢板相接触，用支架将预应力钢板加热装置稳定支撑；
控制器控制预应力钢板加热装置对预应力钢板加热，温度传感器检测预应力钢板的温度，百分表检测预应力钢板伸长的长度w′，当w′≥W时，控制器控制预应力钢板加热装置停止加热；
安装预应力钢板：使温度传感器、百分表与预应力钢板分离，将混凝土桥梁板右部的混凝土槽的各个化学螺栓的螺杆穿入右部组合结构的各个第三螺栓孔，拧紧所有化学螺栓的螺母；撤下预应力钢板加热装置，完成混凝土桥梁板的加固。
作为优选，所述预应力钢板加热装置包括横截面呈凹字形的长条形箱体，设于箱体的底板上表面上的若干条加热电缆和设于各条加热电缆上的导热隔板；长条形箱体两端开口，各条加热电缆沿箱体的长度方向延伸；控制器与各条加热电缆电连接。
作为优选，箱体内设有横截面呈凹字形的空腔，空腔内填充有玻璃纤维棉。
作为优选，所述导热隔板两侧边缘与箱体内侧壁相接触，导热隔板采用铁材料制成。
作为优选，各个化学螺栓上均设有植筋胶。
作为优选，右部组合结构上的各个第三螺栓孔均为沿预应力钢板长度方向延伸的椭圆形孔。
作为优选，还包括报警器和存储器，报警器和存储器均与控制器电连接；还包括温度传感器故障检测步骤：
存储器中设有温度传感器的标准温度信号曲线；
(9-1)控制器获得温度传感器的温度信号曲线S(t)，控制器提取S(t)中与各个时间间隔相对应的温度信号值M1，…，Mn；设定温度信号值的序号为i，i＝1，…，n；
(9-2)控制器利用公式计算每个温度信号值Mi的平稳率ratioi；
当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个温度信号值的ratioi均位于[1-A1，1+A1]范围之外，则控制器控制报警器发出温度传感器异常的报警信息。
作为优选，左部组合结构和右部组合结构的2块翼板均通过焊缝与预应力钢板连接，设定焊缝抗剪强度为预应力钢板的抗拉强度为f，左部组合结构和右部组合结构的轴心静力荷载均为M，M＝fA，A为预应力钢板的横截面积；
当w′≥W时替换为：
当w′≥W并且时，控制器控制预应力钢板加热装置停止加热；其中，H1为焊缝长度，H2为焊缝高度。
因此，本发明具有如下有益效果：可用于在桥梁加固现场对预应力钢板加热，有效降低了施工难度，提高了施工效率和加固效果。
附图说明
图1是本发明的预应力钢板加热装置的一种结构示意图；
图2是本发明的预应力钢板和4块翼板的一种结构示意图；
图3是本发明的预埋钢板的一种结构示意图；
图4是本发明的一种原理框图；
图5是本发明的实施例1的一种流程图。
图中：预埋钢板1、预应力钢板2、翼板3、预应力钢板加热装置4、温度传感器5、百分表6、控制器7、条形箱体8、加热电缆9、导热隔板10、空腔11、把手12、第三螺栓孔13、报警器14、存储器15、第二螺栓孔16。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
如图1、图2所示的实施例是一种基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，包括2块预埋钢板1、预应力钢板2、4块翼板3、预应力钢板加热装置4、温度传感器5、百分表6和控制器7；
如图2所示，2块翼板分别与预应力钢板左部上边缘和下边缘连接并构成左部组合结构，另外2块翼板分别与预应力钢板右部上边缘和下边缘连接并构成右部组合结构，左部组合结构与1块预埋钢板连接，右部组合结构与另1块预埋钢板连接；右部组合结构上的各个第三螺栓孔13均为沿预应力钢板长度方向延伸的椭圆形孔。如图4所示，控制器分别与温度传感器、百分表和预应力钢板加热装置电连接；
如图1所示，预应力钢板加热装置包括横截面呈凹字形的长条形箱体8，设于箱体的底板上表面上的3条加热电缆9和设于各条加热电缆上的导热隔板10；长条形箱体两端开口，各条加热电缆沿箱体的长度方向延伸；控制器与各条加热电缆电连接，箱体上设有2对把手12。
箱体内设有横截面呈凹字形的空腔11，空腔内填充有玻璃纤维棉。导热隔板两侧边缘与箱体内侧壁相接触，导热隔板采用铁材料制成。各个化学螺栓上均设有植筋胶。
如图5所示，包括如下步骤：
步骤100，混凝土桥梁板开槽打孔
先在混凝土桥梁板下表面左部和右部分别开凿可容纳50cm×34cm预埋钢板的混凝土槽，2个混凝土槽的深度均为1.1cm；在2个混凝土槽内打11个第一螺栓孔，每个第一螺栓孔的深度均为11.8cm；
步骤200，安装预埋钢板
在2块预埋钢板上打如图3所示的第二螺栓孔16，在2块预埋钢板上表面涂上结构胶，在各个第一螺栓孔中分别植入化学螺栓，使两个混凝土槽的各个化学螺栓分别穿过两块预埋钢板的各个第二螺栓孔，拧紧各个化学螺栓的螺母，使两块预埋钢板分别与两个混凝土槽粘接；
步骤300，测量螺栓位置及开孔：测量各个化学螺栓的位置，并在左部组合结构和右部组合结构上开如图2所示的第三螺栓孔13；
步骤400，预应力钢板临时固定
松开混凝土桥梁板左部的混凝土槽的各个化学螺栓的螺母，使各个化学螺栓的螺杆穿过左部组合结构的11个螺栓孔，并拧上各个化学螺栓的螺母，使预应力钢板位于预埋钢板下方；
步骤500，安装百分表
混凝土桥梁板右部下方的桥柱上设有百分表，使预应力钢板右端与百分表的测量杆相接触；
步骤600，加热预应力钢板
将预应力钢板放入预应力钢板加热装置中，控制器中设有长度阈值W和焊缝抗剪强度使温度传感器与预应力钢板相接触，用支架将预应力钢板加热装置稳定支撑；
控制器控制预应力钢板加热装置对预应力钢板加热，温度传感器检测预应力钢板的温度，百分表检测预应力钢板伸长的长度w′；
左部组合结构和右部组合结构的2块翼板均通过焊缝与预应力钢板连接，设定焊缝抗剪强度为预应力钢板的抗拉强度为f，左部组合结构和右部组合结构的轴心静力荷载均为M，M＝fA，A为预应力钢板的横截面积；
当w′≥W并且时，控制器控制预应力钢板加热装置停止加热；其中，H1为焊缝长度，H2为焊缝高度；
步骤700，安装预应力钢板
使温度传感器、百分表与预应力钢板分离，将混凝土桥梁板右部的混凝土槽的各个化学螺栓的螺杆穿入右部组合结构的各个第三螺栓孔，拧紧所有化学螺栓的螺母；撤下预应力钢板加热装置，完成混凝土桥梁板的加固。
本发明中，f＝310N/mm2，
M＝fA＝310×1000＝310kN，f是设计抗拉强度，A为1000mm2，M/(2×H1×H2)＝310KN/(2×500×10)＝31N/mm2，H1为500mm，H2为10mm。
预应力钢板的尺寸为640cm×10cm×1cm，预埋钢板和翼板的厚度均为1cm，M16的化学螺栓22个，直径1.6cm，长度19cm，配套螺帽厚度为1.2cm。
实施例2
实施例2包括实施例1的所有结构和步骤部分，如图4所示，还包括报警器14和存储器15，报警器和存储器均与控制器电连接；在实施例1的步骤600之前还包括温度传感器故障检测步骤：
存储器中设有温度传感器的标准温度信号曲线；
(9-1)控制器获得温度传感器的温度信号曲线S(t)，控制器提取S(t)中与各个时间间隔相对应的温度信号值M1，…，Mn；设定温度信号值的序号为i，i＝1，…，n；
(9-2)控制器利用公式计算每个温度信号值Mi的平稳率ratioi；
当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个温度信号值的ratioi均位于[1-A1，1+A1]范围之外，则控制器控制报警器发出温度传感器异常的报警信息，A1为0.2。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，应用于混凝土桥梁板加固方法的混凝土桥梁板加固装置包括2块预埋钢板(1)、预应力钢板(2)、4块翼板(3)、预应力钢板加热装置(4)、温度传感器(5)、百分表(6)和控制器(7)；2块翼板分别与预应力钢板左部上边缘和下边缘连接并构成左部组合结构，另外2块翼板分别与预应力钢板右部上边缘和下边缘连接并构成右部组合结构，左部组合结构与1块预埋钢板连接，右部组合结构与另1块预埋钢板连接；控制器分别与温度传感器、百分表和预应力钢板加热装置电连接；其特征是，包括如下步骤：
混凝土桥梁板开槽打孔：先在混凝土桥梁板下表面左部和右部分别开凿可容纳预埋钢板的混凝土槽，2个混凝土槽的深度均为0.8至1.1cm；在2个混凝土槽内打若干个第一螺栓孔，每个第一螺栓孔的深度均为10.8-11.8cm；
安装预埋钢板：在2块预埋钢板上打第二螺栓孔(16)，在2块预埋钢板上表面涂上结构胶，在各个第一螺栓孔中分别植入化学螺栓，使两个混凝土槽的各个化学螺栓分别穿过两块预埋钢板的各个第二螺栓孔，拧紧各个化学螺栓的螺母，使两块预埋钢板分别与两个混凝土槽粘接；
测量螺栓位置及开孔：测量各个化学螺栓的位置，并在左部组合结构和右部组合结构上开第三螺栓孔(13)；
将4块翼板焊接到预应力钢板左部及右部的两侧；
预应力钢板临时固定：松开混凝土桥梁板左部的混凝土槽的各个化学螺栓的螺母，使各个化学螺栓的螺杆穿过左部组合结构的各个第三螺栓孔，并拧上各个化学螺栓的螺母，使预应力钢板位于预埋钢板下方；
安装百分表：混凝土桥梁板右部下方的桥柱上设有百分表，使预应力钢板右端与百分表的测量杆相接触；
加热预应力钢板：将预应力钢板放入预应力钢板加热装置中，控制器中设有长度阈值W，使温度传感器与预应力钢板相接触，用支架将预应力钢板加热装置稳定支撑；
控制器控制预应力钢板加热装置对预应力钢板加热，温度传感器检测预应力钢板的温度，百分表检测预应力钢板伸长的长度w′，当w′≥W时，控制器控制预应力钢板加热装置停止加热；
安装预应力钢板：使温度传感器、百分表与预应力钢板分离，将混凝土桥梁板右部的混凝土槽的各个化学螺栓的螺杆穿入右部组合结构的各个第三螺栓孔，拧紧所有化学螺栓的螺母；撤下预应力钢板加热装置，完成混凝土桥梁板的加固。
2.根据权利要求1所述的基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，其特征是，所述预应力钢板加热装置包括横截面呈凹字形的长条形箱体(8)，设于箱体的底板上表面上的若干条加热电缆(9)和设于各条加热电缆上的导热隔板(10)；长条形箱体两端开口，各条加热电缆沿箱体的长度方向延伸；控制器与各条加热电缆电连接。
3.根据权利要求2所述的基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，其特征是，箱体内设有横截面呈凹字形的空腔(11)，空腔内填充有玻璃纤维棉。
4.根据权利要求2所述的基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，其特征是，所述导热隔板两侧边缘与箱体内侧壁相接触，导热隔板采用铁材料制成。
5.根据权利要求1所述的基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，其特征是，各个化学螺栓上均设有植筋胶。
6.根据权利要求1所述的基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，其特征是，右部组合结构上的各个第三螺栓孔均为沿预应力钢板长度方向延伸的椭圆形孔。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的基于预应力钢板的混凝土桥梁板加固方法，还包括报警器(14)和存储器(15)，报警器和存储器均与控制器电连接；其特征是，还包括温度传感器故障检测步骤：
存储器中设有温度传感器的标准温度信号曲线；
(7-1)控制器获得温度传感器的温度信号曲线S(t)，控制器提取S(t)中与各个时间间隔相对应的温度信号值M1，…，Mn；设定温度信号值的序号为i，i＝1，…，n；
(7-2)控制器利用公式计算每个温度信号值Mi的平稳率ratioi；
当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个温度信号值的ratioi均位于[1-A1，1+A1]范围之外，则控制器控制报警器发出温度传感器异常的报警信息，A1为设定的常数。
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- 2016-03-14 CN CN201610144080.7A patent/CN105714697B/zh active Active
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Also Published As
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Denomination of invention: Reinforcement method of concrete bridge slab based on prestressed steel plate Effective date of registration: 20220704 Granted publication date: 20171103 Pledgee: China Construction Bank Co.,Ltd. Fuyang Branch of Hangzhou Pledgor: GEOTECHNICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980009767 |
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