一种基于UHPC与缓粘结钢绞线的空心板桥综合加固系统及其施工方法

技术领域

本发明属于桥梁维修加固装置技术领域，具体涉及一种基于UHPC与缓粘结钢绞线的空心板桥综合加固系统及其施工方法。

背景技术

空心板梁因其预制简单、安装方便、造价较低以及建筑高度较小等诸多优点而广泛应用于各等级公路的中小跨径桥梁中。早期建造的空心板多为小铰缝构造，属于空心板的易损构件，铰缝病害通常表现为铰缝开裂渗水、桥面铺装层反射裂缝，甚至出现单板受力，严重影响了空心板桥的运营安全和使用寿命。

针对空心板桥铰缝病害，根据其损伤程度的不同，包括铰缝注浆、型钢加固、铺装层加强、铰缝重做、横向预应力等方式。但从实际应用效果来看也存在一些问题，如铰缝注浆处治效果取决于铰缝的清洁程度，且对于重载交通时效果有限；型钢加固常面临钢构件锈蚀，与梁板的连接松动等问题；横向预应力加固后运营阶段的预应力损失情况尚有待商榷；铺装层加强和铰缝重做是目前处治单板受力效果相对较好的方式，同时对交通的影响也较大，存在较大的安全隐患。

针对上述技术问题，需要进行改进。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，设计巧妙，牢固性好的基于 UHPC与缓粘结钢绞线的空心板桥综合加固系统及其施工方法。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于UHPC与缓粘结钢绞线的空心板桥综合加固系统，包括若干空心板，相邻空心板之间形成有铰缝，空心板底部装配有模板，模板安装有钢筋骨架组件，模板内浇筑有UHPC现浇层，铰缝内插接有注浆管，注浆管伸入模板内。

作为本发明的一种优选方案，所述钢筋骨架组件包括U型箍筋，U型箍筋通过植筋方式植入空心板的腹板内部，作为UHPC现浇层的箍筋，同时起到UHPC现浇层与空心板的连接，和UHPC现浇层浇筑时固定模板的作用。

作为本发明的一种优选方案，所述钢筋骨架组件包括L型短筋，L型短筋和U型箍筋相互绑扎连接，L型短筋为植入空心板底板的钢筋，起到连接UHPC现浇层和空心板的目的。

作为本发明的一种优选方案，所述钢筋骨架组件包括纵向钢筋，纵向钢筋纵向布置于U 型箍筋上部，作为UHPC现浇层的纵向受拉钢筋。

作为本发明的一种优选方案，所述钢筋骨架组件包括缓粘结钢绞线，缓粘结钢绞线横向布设于UHPC现浇层内部，并且缓粘结钢绞线和纵向钢筋与U型箍筋绑扎固定。

作为本发明的一种优选方案，所述UHPC现浇层的两侧布设有锚具，缓粘结钢绞线的两端穿过锚具。

一种基于UHPC与缓粘结钢绞线的空心板桥综合加固系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，表面清理；清理铰缝内松散的混凝土及杂物，并采用高压水枪进行冲洗；清理空心板板底表面的浮浆及松软层，对空心板板底进行凿毛；

步骤二，植筋；对空心板底板进行钻孔作业，清孔后注入A级植筋胶，植入U型箍筋和 L型短筋；

步骤三，UHPC现浇层施工；待植筋完成且固化牢固后，安装纵向钢筋和缓粘结预应力筋，并与U型箍筋绑扎牢固；随后安装UHPC现浇层的模板，模板采用吊模方式，与U型箍筋连接牢固，模板安装完成后尚需提前安装注浆管；最后采用低压灌注的方式浇筑UHPC现浇层，并按要求做好养生。

步骤四，铰缝注浆；待UHPC现浇层达到设计强度后，通过注浆管进行铰缝注浆施工。

步骤五，缓粘结预应力筋张拉，完成施工；待铰缝注浆完成且浆液满足设计强度后，安装锚具，张拉缓粘结预应力筋，随后对锚头进行防护，完成加固施工。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤一中，凿毛后凸凹面高差不小于6mm，且骨料外露范围不少于75％。

本发明的有益效果是：

1.本发明属于空心板的综合加固系统，通过UHPC现浇层良好的抗拉性能提高空心板自身的抗弯承载能力，同时通过UHPC现浇层和横向张拉预应力提高空心板桥的横向整体性。

2.本发明利用缓粘结预应力筋的优点，通过缓粘结预应力筋自身缓粘结剂固化后与UHPC 现浇层的有效粘结，避免了传统体外横向预应力加固时锚固块受力复杂、后期预应力损失等问题。

附图说明

图1是本发明的横断面图；

图2是本发明的纵断面图。

图中附图标记：空心板1，铰缝2，U型箍筋3，L型短筋4，纵向钢筋5，缓粘结钢绞线6，注浆管7，UHPC现浇层8，锚具9，模板10。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如图1-2所示，一种基于UHPC与缓粘结钢绞线的空心板桥综合加固系统，包括若干空心板1，相邻空心板1之间形成有铰缝2，空心板1底部装配有模板10，模板10安装有钢筋骨架组件，模板10内浇筑有UHPC现浇层8，铰缝2内插接有注浆管7，注浆管7伸入模板10 内；本发明属于空心板的综合加固系统，通过UHPC现浇层良好的抗拉性能提高空心板自身的抗弯承载能力，同时通过UHPC现浇层和横向张拉预应力提高空心板桥的横向整体性。

具体的，相邻空心板1之间存在铰缝2开裂渗水、桥面反射裂缝病害，或同时存在铰缝 2开裂渗水、桥面反射裂缝和空心板1板底受弯裂缝病害，需要进行铰缝2加固和空心板1抗弯加固。

钢筋骨架组件包括U型箍筋3，U型箍筋3通过植筋方式植入空心板1的腹板内部，作为 UHPC现浇层8的箍筋，同时起到UHPC现浇层8与空心板1的连接，和UHPC现浇层8浇筑时固定模板10的作用。

UHPC现浇层8，为空心板1底部新浇筑超高性能混凝土(UHPC)增大截面，通过U型箍筋3和L型短筋4与空心板1进行连接，

钢筋骨架组件包括L型短筋4，L型短筋4和U型箍筋3相互绑扎连接，L型短筋4为植入空心板1底板的钢筋，起到连接UHPC现浇层8和空心板1的目的。

钢筋骨架组件包括纵向钢筋5，纵向钢筋5纵向布置于U型箍筋3上部，作为UHPC现浇层8的纵向受拉钢筋。

钢筋骨架组件包括缓粘结钢绞线6，缓粘结钢绞线6横向布设于UHPC现浇层8内部，并且缓粘结钢绞线6和纵向钢筋5与U型箍筋3绑扎固定；UHPC现浇层8浇筑且达到设计强度后进行两端张拉并锚固，待缓粘结预应力筋内部自带的缓粘结剂固化后达到免灌浆的施工效果。

UHPC现浇层8的两侧布设有锚具9，缓粘结钢绞线6的两端穿过锚具9；具体的，布置于UHPC现浇层8两侧的锚具9，作为缓粘结预应力筋6的锚固端。

本发明中的注浆管7在UHPC浇筑层8施工完成后，且缓粘结预应力筋6张拉之前进行铰缝内部注浆使用，使得铰缝内部被填充密实，在缓粘结预应力筋6张拉后处于预压状态。

一种基于UHPC与缓粘结钢绞线的空心板桥综合加固系统的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，表面清理；清理铰缝内松散的混凝土及杂物，并采用高压水枪进行冲洗；清理空心板板底表面的浮浆及松软层，对空心板板底进行凿毛；要求凿毛后凸凹面高差不小于6mm，且骨料外露范围不少于75％；

步骤二，植筋；对空心板底板进行钻孔作业，清孔后注入A级植筋胶，植入U型箍筋3和L型短筋4；

步骤三，UHPC现浇层施工；待植筋完成且固化牢固后，安装纵向钢筋5和缓粘结预应力筋6，并与U型箍筋3绑扎牢固；随后安装UHPC现浇层的模板，模板采用吊模方式，与U型箍筋连接牢固，模板安装完成后尚需提前安装注浆管7；最后采用低压灌注的方式浇筑UHPC现浇层8，并按要求做好养生。

步骤四，铰缝注浆；待UHPC现浇层8达到设计强度后，通过注浆管7进行铰缝注浆施工。

步骤五，缓粘结预应力筋张拉，完成施工；待铰缝注浆完成且浆液满足设计强度后，安装锚具9，张拉缓粘结预应力筋6，随后对锚头进行防护，完成加固施工。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：空心板1，铰缝2，U型箍筋3，L型短筋4，纵向钢筋5，缓粘结钢绞线6，注浆管7，UHPC现浇层8，锚具9，模板10等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。