一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法
阅读：812发布：2022-02-05
专利汇可以提供一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 桥梁 结构分离式 钢 - 混凝土 组合桁架加固法，其特征在于：①混凝土梁上、下翼缘连接处界面处理；②混凝土梁上、下翼缘连接处混凝土植筋；③制作钢板(10)、低高度钢箱梁(12)以及 焊接 栓钉(9)；④绑扎 钢筋 网(11)，安装到位；⑤制作安装上下弦 节点 板(17)及其连接构件；在钢板(10)和低高度钢箱梁(12)浇注结合面上涂结构胶，并撒细砂；⑥安装上下翼缘的钢板(10)和低高度钢箱梁(12)、竖杆(16)、体外索(14)和锚具；⑦制作安装桁架斜腹杆(15)；⑧施工桁架支座；⑨ 自密实混凝土 拌制、喷射、养护；⑩张拉体外索(14)，得到体外预应 力 钢-混凝土组合桁架加固的结构。具有不影响车辆运行、体外预 应力 筋可以更换和多次张拉、梁体整体工作性能优越、耐久性好、工艺简单、维修养护方便等优点。，下面是一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法专利的具体信息内容。
1.一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于：
A、混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处界面处理；
B、混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处混凝土植筋；
C、制作钢板、低高度钢箱梁以及焊接栓钉；
D、绑扎钢筋网，安装到位；
E、制作安装上弦节点板、下弦节点板及其连接构件；在钢板和低高度钢箱梁浇注结合面上涂结构胶，并撒细砂；
F、安装上翼缘和下翼缘的钢板和低高度钢箱梁、竖杆、体外索和锚具；
G、制作安装桁架斜腹杆；
H、施工桁架支座；
I、自密实混凝土依次进行拌制、喷射与养护；
J、张拉体外预应力筋，得到体外预应力钢—混凝土组合桁架加固的结构。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于通过在钢板上焊接栓钉、在原混凝土梁表面植筋以及在原混凝土梁与加固钢板之间浇注混凝土来使加固部分与原结构形成整体共同工作，所述原混凝土梁包括已经存在的T梁、小箱梁。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于通过组合结构加固技术，分离式主梁上翼缘加固成钢板—混凝土组合结构，下翼缘加固成低高度钢箱梁—混凝土组合结构，变分离式主梁为箱型组合截面。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于所述步骤C中的钢板宜采用厚度为10-16mm的Q235钢、Q345钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定；栓钉宜选用符合国家现行标准电弧螺栓焊用《圆柱头焊钉》GB/T 10433规定的圆柱头焊钉。
5.根据权利要求1所述的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于所述步骤J中的体外预应力筋宜采用符合国家现行标准的非成品无粘结预应力钢绞线，配合带喇叭管的专用锚具，实现单根钢绞线更换及多次张拉，具有良好的耐久性和适用性。
6.根据权利要求5所述的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于无粘结预应力钢绞线是由无粘结预应力筋及其防腐保护材料和外护套组成，且在专用锚具的喇叭管内灌注油脂防腐。
7.根据权利要求5所述的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于体外预应力筋安装在分离式主梁下翼缘的低高度钢箱梁内部，利用钢箱梁横隔板孔洞作为体外预应力筋通过管道，利用低高度钢箱梁封端板作为锚具支承垫板。
8.根据权利要求7所述的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于低高度钢箱梁由符合要求的钢板焊接而成，每间隔1-2m设置一道横隔板。
9.根据权利要求1所述的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于根据承载力提高的需要，不设置体外预应力筋，相应权利要求1所述步骤中的步骤J取消。
10.根据权利要求1所述的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于桁架斜腹杆穿过横隔板的孔洞进行斜向布置施工，而且钢桁架的节点设置在原有横隔板区间的中点，节点板与此处钢板通过T形焊缝连接；或者节点板与加固混凝土连接方式采取栓钉连接或者单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接；或者栓钉连接为：通过被焊接在钢翼缘的栓钉使混凝土与节点板成为一体的连接方法；单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接为：通过开孔钢板连接件使混凝土与节点板一体化的连接方法，与栓钉连接共同使用，形成单开孔钢板连接件+栓钉连接；或者步骤F和G中的桁架竖杆和斜腹杆宜采用符合国家现行标准《热轧型钢》GB/T 706—2008规定的角钢，且角钢的边厚度不宜小于10mm；或者角钢与节点板采取焊接连接方式，焊缝采取三面围焊；或者所述混凝土为自密实混凝土；自密实混凝土拌制采用商品混凝土搅拌站进行搅拌，其原材料为：（1）水泥：采用普通42.5硅酸盐水泥；（2）粉煤灰：Ⅰ级粉煤灰；（3）砂：河砂，中砂，细度模数2.58，Ⅱ区级配合格，堆
3 3
积密度1576kg/m，表观密度2610kg/m ；（4）石：碎石，5—20mm连续级配合格，针片状含量
3 3
为9.2%，压碎指标3.4，堆积密度1470kg/m，表观密度2700kg/m ；（5）减水剂：高效减水剂，减水率大于25%；或者自密实混凝土拌制完成后应进行检测，坍落度应在240mm～270mm；
坍落扩展度在600mm～700mm；U型仪试验高度差△h小于30mm；V漏斗通过时间在4s～
25s，粗骨料粒径为5mm～20mm，针片状含量小于10%，细骨料的细度模数大于2.3；或者喷射自密实混凝土时采用分级加压，一次加压不超过0.2～0.4Mpa；喷射自密实混凝土压力控制在2.0～5.0MPa，注射速度控制在15～20L/min；或者在钢板和低高度钢箱梁的浇注面上涂结构A级胶，并撒细砂，结构胶安全性能需满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)粘贴钢板或型钢用胶粘剂要求，所述细砂为粒径大于0.075mm的颗粒超过全重
85%，且细度模数为2.2～1.6；或者所述步骤A包括：将原混凝土梁表面的粉刷层和装饰层清除，直至露出混凝土表面；原混凝土梁的混凝土存在空缺的初始缺陷，需对其缺陷部位清除至密实处；将原混凝土梁的加固区域混凝土凿毛，且凿毛深度不小于6mm，然后用水清洗混凝土表面的浮渣、尘土；原混凝土梁的钢筋有锈蚀现象，需对钢筋表面除锈；原混凝土梁的钢筋锈蚀面积与原截面面积的比值超过1/12需要补配钢筋；或者所述步骤B中的植筋间距为25～40cm纵横向等间距布置；或者所述步骤C中的栓钉间距按照与植筋间距相同，栓钉纵横向间距为25cm～40cm，焊接栓钉纵横向等间距布置，栓钉与植筋交替形成梅花型布置形状；或者所述步骤D中的钢筋网直径为10mm，钢筋网纵横向布置距离为植筋距离的一半，加固混凝土厚度小于15cm时，布置一层钢筋网，大于15cm时按照间距10cm均匀布置；
或者在所述步骤F后面加入步骤：将低高度钢箱梁的钢板外围与植筋焊接，增加界面连接可靠度。
一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法
技术领域
背景技术
[0002] 长期以来，为解决运量与运能不足的矛盾，我国铁路部门先后采用了提高货车轴重、加大行车密度、增加列车编组等方式提高运能，然而，面对我国幅员辽阔、资源分布极不平衡的情况，如何提高运能依然是我国铁路目前亟待解决的问题之一。
[0003] 重载铁路输送能力大，经济和社会效益显著，发展铁路重载运输，已成为世界各国铁路运输发展的方向，也是我国加速提高铁路运输能力的主要途径。加快煤运通道建设和既有线扩能改造力度，形成运力强大、组织先进、功能完善的煤炭运输系统是我国《中长期铁路网规划》的重要发展内容之一。我国铁路货运的发展方向是重载化，具体来说就是要大轴重化、高牵引质量化、大运量化。要保证重载铁路高效、安全地运营，组成重载铁路系统的各要素必须保持高标准，加之我国特有的高行车密度，这对我国重载铁路技术提出了更高的要求。
[0004] 铁路桥梁、路基所受的动载强度加大，受载频率增高，引起荷载效应加大、材料应力幅加大，导致既有铁路桥梁和路基以及轨道的使用寿命缩短，结构的强度、刚度、稳定性等方面的安全储备下降，各种病害出现的几率加大、危害性加剧。如我国大秦线、朔黄线经过几年的重载运行，已经产生了桥梁横隔板断裂、梁体裂纹、墩台裂损、梁端顶死、支座倾斜、涵洞裂损、涵洞变形以及桥涵过渡段路基下沉、区间路堤和路堑地段下沉、路肩宽度不足、基床翻浆冒泥及道床板结、排水不良等多种类型病害。随着我国铁路重载运输轴重的加大、牵引质量的不断提高以及行车密度的不断增加，既有铁路桥梁和路基的使用条件将更加恶化，桥梁和路基病害产生的几率将进一步加大。因此，既有铁路桥梁的加固改造已成为亟待解决的问题。
[0005] 目前桥梁工程中常用的加固方法有加大截面加固法、粘钢加固法、FRP材料粘贴加固法、改变结构传力途径加固法以及外包钢加固法等。受结构形式或材料特性的影响，这些传统加固方法均有一定的局限性。
[0006] (1)采用加大截面加固法时，如果设计中未能从整体结构的角度上分析，仅仅为局部加大而加大，这样会造成整体结构其它部分形成薄弱层而发生重大破坏；加大构件截面，其质量和刚度将发生变化，结构的固有频率也随之改变，很有可能进入到地震或风震的频率中而产生共振现象。
[0007] (2)粘钢加固法虽然施工工艺较简单，可在一定程度上提高结构的承载力，但对梁体表面平整度、清洁度要求较高，而且加固的有效性主要取决于粘结材料的强度及耐久性，抗疲劳性能也不够稳定。
[0008] (3)FRP加固对结构刚度的提高不明显，抗剪及连接问题均比较突出，且FRP材料与混凝土之间粘结面的耐久性和防火性能较差。
[0009] 综上所述，传统加固方法存在新旧两种材料连接可靠性不足、提高的承载力有限、耐久性较差等缺陷。在粘贴钢板、FRP材料及胶液固化期间需要封闭交通，这恰恰是重载铁路运营部门所忌讳的，因为铁路中断一天，其经济损失将达上亿元。本发明的铁路分离式主梁体外预应力钢—混凝土组合桁架加固技术可以在大幅提高原桥承载力的同时，改善桥梁的疲劳耐久性和疲劳性，在偏心活载作用下受力比较均匀、跨越能力大，体外预应力可以实现单根更换以及多次张拉，施工不中断交通、快速方便、加固后外观效果好，是一种技术上可靠、经济上合理、施工便利的有效加固方法。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于提供一种桥梁结构的快速加固施工技术，具有不影响列车运行、体外预应力筋可以更换和多次张拉、梁体整体工作性能优越、耐久性好、工艺简单、制作速度快、施工质量容易保证、维修养护方便等优点，并且省去了混凝土模板安装以及费用，节约了施工时间。
[0011] 本发明的解决方案是在现有技术的基础上，提供一种新型桥梁结构的快速加固施工技术，两片混凝土T梁的混凝土T梁顶板形成主梁上翼缘，两片混凝土T梁的混凝土T梁底板形成下翼缘，其特征在于：A、混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处界面处理；B、混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处混凝土植筋；C、制作钢板、低高度钢箱梁以及焊接栓钉；D、绑扎钢筋网，安装到位；E、制作安装上弦节点板、下弦节点板及其连接构件；在钢板和低高度钢箱梁浇注结合面上涂结构胶，并撒细砂；F、安装上翼缘和下翼缘的钢板和低高度钢箱梁、竖杆、体外索和锚具；G、制作安装桁架斜腹杆；H、施工桁架支座；I、自密实混凝土依次进行拌制、喷射与养护；J、张拉体外预应力筋，得到体外预应力钢—混凝土组合桁架加固的结构。根据本发明的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固技术，具有不影响车辆运行、体外预应力筋可以更换和多次张拉、梁体整体工作性能优越、耐久性好、工艺简单、制作速度快、施工质量容易保证、维修养护方便等优点，并且省去了混凝土模板安装以及费用，节约了施工时间。
[0012] 本发明的特征还在于通过在钢板上焊接栓钉、在原混凝土梁表面植筋以及在原混凝土梁与加固钢板之间浇注混凝土来使加固部分与原结构形成整体共同工作，所述原混凝土梁包括已经存在的T梁、小箱梁。
[0013] 本发明的特征还在于通过组合结构加固技术，分离式主梁上翼缘加固成钢板—混凝土组合结构，下翼缘加固成低高度钢箱梁—混凝土组合结构，变分离式主梁为箱型组合截面。
[0014] 本发明的特征还在于所述步骤C中的钢板宜采用厚度为10-16mm的Q235钢、Q345钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定；栓钉宜选用符合国家现行标准电弧螺栓焊用《圆柱头焊钉》GB/T 10433规定的圆柱头焊钉。
[0015] 本发明的特征还在于所述步骤J中的体外预应力筋宜采用符合国家现行标准的非成品无粘结预应力钢绞线，配合带喇叭管的专用锚具，实现单根钢绞线更换及多次张拉，具有良好的耐久性和适用性。
[0016] 本发明的特征还在于无粘结预应力钢绞线是由无粘结预应力筋及其防腐保护材料和外护套组成，且在专用锚具的喇叭管内灌注油脂防腐。
[0017] 本发明的特征还在于体外预应力筋安装在分离式主梁下翼缘的低高度钢箱梁内部，利用钢箱梁横隔板孔洞作为体外预应力筋通过管道，利用低高度钢箱梁封端板作为锚具支承垫板。
[0018] 本发明的特征还在于低高度钢箱梁由符合要求的钢板焊接而成，每间隔1-2m设置一道横隔板。
[0020] 本发明的特征还在于桁架斜腹杆穿过横隔板的孔洞进行斜向布置施工，而且钢桁架的节点设置在原有横隔板区间的中点，节点板与此处钢板通过T形焊缝连接。
[0021] 本发明的特征还在于节点板与加固混凝土连接方式采取栓钉连接或者单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接。
[0022] 本发明的特征还在于栓钉连接为：通过被焊接在钢翼缘的栓钉使混凝土与节点板成为一体的连接方法；单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接为：通过开孔钢板连接件使混凝土与节点板一体化的连接方法，与栓钉连接共同使用，形成单开孔钢板连接件+栓钉连接。
[0023] 本发明的特征还在于所述步骤F和G中的桁架竖杆和斜腹杆宜采用符合国家现行标准《热轧型钢》GB/T 706—2008规定的角钢，且角钢的边厚度不宜小于10mm。
[0024] 本发明的特征还在于角钢与节点板采取焊接连接方式，焊缝采取三面围焊。
[0025] 本发明的特征还在于所述混凝土为自密实混凝土。自密实混凝土拌制采用商品混凝土搅拌站进行搅拌。其原材料为：水泥：采用普通42.5硅酸盐水泥；粉煤灰：Ⅰ级粉煤3
灰；砂：河砂，中砂，细度模数2.58，Ⅱ区级配合格，堆积密度1576kg/m，表观密度2610kg/
3
m ；石：碎石，5—20mm连续级配合格，针片状含量为9.2%，压碎指标3.4，堆积密度1470kg/
3 3
m，表观密度2700kg/m ；减水剂：高效减水剂，减水率大于25%。
灰；砂：河砂，中砂，细度模数2.58，Ⅱ区级配合格，堆积密度1576kg/m，表观密度2610kg/
3
m ；石：碎石，5—20mm连续级配合格，针片状含量为9.2%，压碎指标3.4，堆积密度1470kg/
3 3
m，表观密度2700kg/m ；减水剂：高效减水剂，减水率大于25%。
[0026] 本发明的特征还在于自密实混凝土拌制完成后应进行检测，坍落度应在240mm～270mm；坍落扩展度在600mm～700mm；U型仪试验高度差△h小于30mm；V漏斗通过时间在
4s～25s，粗骨料粒径为5mm～20mm，针片状含量小于10%，细骨料的细度模数大于2.3。
4s～25s，粗骨料粒径为5mm～20mm，针片状含量小于10%，细骨料的细度模数大于2.3。
[0027] 本发明的特征还在于喷射自密实混凝土时采用分级加压，一次加压不超过0.2～0.4Mpa；喷射自密实混凝土压力控制在2.0～5.0MPa，注射速度控制在15～20L/min。
[0028] 本发明的特征还在于在钢板和低高度钢箱梁的浇注面上涂结构A级胶，并撒细砂。结构胶安全性能需满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)粘贴钢板或型钢用胶粘剂要求。所述细砂为粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85%，且细度模数为2.2～1.6。
[0029] 本发明的特征还在于所述步骤A包括：将原混凝土梁表面的粉刷层和装饰层清除，直至露出混凝土表面；原混凝土梁的混凝土存在空缺的初始缺陷，需对其缺陷部位清除至密实处；将原混凝土梁的加固区域混凝土凿毛，且凿毛深度不小于6mm，然后用水清洗混凝土表面的浮渣、尘土；原混凝土梁的钢筋有锈蚀现象，需对钢筋表面除锈；原混凝土梁的钢筋锈蚀面积与原截面面积的比值超过1/12需要补配钢筋。
[0030] 本发明的特征还在于所述步骤B中的植筋间距为25～40cm纵横向等间距布置。
[0031] 本发明的特征还在于所述步骤C中的栓钉间距按照与植筋间距相同，栓钉纵横向间距为25cm～40cm，焊接栓钉纵横向等间距布置，栓钉与植筋交替形成梅花型布置形状。
[0032] 本发明的特征还在于所述步骤D中的钢筋网直径为10mm，钢筋网纵横向布置距离为植筋距离的一半，加固混凝土厚度小于15cm时，布置一层钢筋网，大于15cm时按照间距10cm均匀布置。
[0033] 本发明的特征还在于在所述步骤F后面加入步骤：将低高度钢箱梁的钢板外围与植筋焊接，增加界面连接可靠度。
[0034] 本发明还在于在加固钢板上纵横向等间距25—40cm焊接栓钉、在原混凝土梁表面纵横向等间距25—40cm植筋、栓钉与植筋交替形成梅花型布置形状,然后在原混凝土梁与加固钢板之间浇注混凝土。这样，充分利用了新、旧材料的性能，而且新老混凝土及钢板与新混凝土之间都有必要的连接构造，受力性能可靠。新老混凝土通过植筋协同工作，钢板和后浇的混凝土通过栓钉相连接，而新混凝土则作为钢板与原结构之间的连接层，这样原结构和新混凝土、钢板形成了共同工作的整体，使加固后的结构具有承载力高、刚度大、抗震性能好、自重增加较小、施工快速方便、耐久性好等优点。
[0035] 本发明还在于加固施工时，钢板可作为混凝土浇筑模板，从而大大加快施工速度；同时由于钢板外不需要保护层，因此不存在混凝土裂缝外露的问题。同时几乎不降低原桥桥下净空高度；不要求原结构表面平整，加固部分可以与结构共同工作；可大幅度提高梁截面承载力和抗弯刚度；施工简便，造价较低；加固后结构外观效果好。
[0036] 本发明还在于分离式主梁上翼缘加固成钢板—混凝土组合结构，下翼缘加固成低高度钢箱梁—混凝土组合结构，变分离式主梁为箱型组合截面。因为箱梁抗弯、抗扭刚度以及整体性大大优于单片分离式主梁，所以本发明的方法把分离式主梁加固成箱型组合截面，兼有组合梁与箱梁的特点，抗弯刚度和抗扭刚度明显增大，在偏心活载作用下受力比较均匀，跨越能力大。
[0037] 本发明还在于利用两片或者多片分离式主梁之间的空隙安装钢桁架，桁架斜腹杆穿过横隔板的孔洞进行斜向布置施工，而且钢桁架的节点设置在原有横隔板区间的中点，相当于将原有横隔板间距缩小一半，提高原桥梁承载力达30-40%。这样，可以在不中断列车运行的情况下进行施工，创造了巨大的经济效益和社会效益。因为铁路中断一天，其经济损失将达上亿元。本发明的技术既可以充分利用钢桁架自重小、刚度大、承载能力高、跨越能力大等优点，又保留了日后运营过程中的检修空间，是一种技术上可靠、经济上合理、施工便利的有效方法。
[0038] 本发明还在于加固的钢桁架与分离式主梁的上翼缘和下翼缘连接形成组合桁架结构。试验研究和工程实践表明，铁路列车脱轨直接与桥梁横向刚度相关，因此必须保证铁路桥梁足够的横向刚度。本发明的组合桁架结构不仅有利于降低桁高、减小构件截面尺寸和节省钢材，减小上部结构自重，有利于下部结构的受力、降低工程造价，而且用于铁路桥梁还能减少噪音，减小冲击系数。分离式主梁的上翼缘和下翼缘和主桁架形成稳定的空间结构，使桥梁的横向抗弯刚度、抗扭刚度更大，具有良好的稳定性、整体性及抗震性能，更适合于跨度更大的跨线桥和曲线桥。
[0039] 本发明还在于采取栓钉连接或者单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接方式使横隔板处加固混凝土与节点板成为一体。其特征在于栓钉连接为：通过被焊接在钢翼缘的栓钉使混凝土与节点板成为一体的连接方法；单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接为：通过被焊接在钢翼缘的开孔钢板连接件使混凝土与节点板一体化的连接方法，与栓钉连接共同使用，形成单开孔钢板连接件+栓钉连接。
[0040] 本发明还在于钢桁架斜腹杆和竖杆宜采用符合国家现行标准《热轧型钢》GB/T706—2008规定的角钢，且角钢的边厚度不宜小于10mm；加固用钢板宜采用厚度为10-16mm的Q235钢、Q345钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定；栓钉宜选用符合国家现行标准电弧螺栓焊用《圆柱头焊钉》GB/T 10433规定的圆柱头焊钉。
[0041] 本发明还在于连接分离式主梁下翼缘的钢箱梁—组合结构中的低高度钢箱梁由符合要求的钢板焊接而成，每间隔1—2m设置一道钢箱梁横隔板。设置横隔板会对箱形梁形成约束作用，减少畸变效应，提高箱梁的整体作用和稳定性。
[0042] 本发明还在于低高度钢箱梁的横隔板预留了体外预应力穿过通道。设计中钢箱梁横隔板除满足自身受力和构造要求外，应预留体外预应力穿过通道。一般钢箱梁横隔板中间都有圆形孔洞，可以满足体外预应力穿过要求。
[0043] 本发明还在于低高度钢箱梁的封端板作为体外预应力的张拉锚具支承垫板。这样，张拉施工方便快速，更换简单，体外预应力线形容易实现。
[0044] 本发明还在于体外预应力筋宜采用符合国家现行标准的非成品无粘结预应力钢绞线，无粘结预应力钢绞线是由无粘结预应力筋及其防腐保护材料和外护套组成，配合带喇叭管的专用锚具，且应在专用锚具的喇叭管内灌注油脂防腐。铁路桥梁所受的动载强度加大，受载频率增高，引起荷载效应加大、材料应力幅加大，导致既有铁路桥梁和路基以及轨道的使用寿命缩短，结构的强度、刚度、稳定性等方面的安全储备下降，各种病害出现的几率加大、危害性加剧，耐久性以及疲劳性问题突出。体外预应力体系可以随时检测、调校索的应力，检查索的腐蚀情况，在必要时还能进行单根钢绞线更换及多次张拉，有效的解决了铁路桥梁的耐久性以及疲劳性问题。
[0045] 本发明还在于可以根据桥梁承载力提高的实际需要，决定是否布置体外预应力。这样，对一些损伤较为严重，需要大幅度提高桥梁承载力的桥梁，可以采取体外预应力和钢桁架同时加固，对一些损伤较轻的桥梁则可以取消体外预应力。本发明的加固技术可以同时十分方便的实现上述想法，因为其他构造一样，只是有是否安装张拉体外预应力的区别。
[0046] 本发明还在于在安装钢板和低高度钢箱梁前，在钢板和低高度钢箱梁的浇注面上涂结构A级胶，并撒细砂。结构胶安全性能需满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)粘贴钢板或型钢用胶粘剂要求。所述细砂为粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85%，且细度模数为2.2～1.6。这样，原结构和新混凝土、钢板形成了共同工作的整体，受力良好。
[0047] 本发明还在于所用加固混凝土为自密实混凝土。自密实混凝土拌制采用商品混凝土搅拌站进行搅拌。自密实混凝土拌制完成后应进行检测，坍落度应在240mm～270mm；坍落扩展度在600mm～700mm；U型仪试验高度差△h小于30mm；V漏斗通过时间在4s～25s，粗骨料粒径为5mm～20mm，针片状含量小于10%，细骨料的细度模数大于2.3。
[0048] 本发明还在于浇注自密实混凝土采取喷射方式。喷射自密实混凝土时采用分级加压，一次加压不超过0.2～0.4Mpa；喷射自密实混凝土压力控制在2.0～5.0MPa，喷射速度控制在15～20L/min。自密实混凝土突破了传统振捣混凝土在成型方式上的局限，完全依靠自身重力(或只需外力轻微振动)便可自由流淌，穿越钢筋间隙填充模板每个角落，硬化后得到满足要求的强度和良好的耐久性能。自密实混凝土不仅从材料的性能保证了加固的效果，还从施工工艺上保证钢板—混凝土组合结构加固构件和原混凝土结构构件形成一个整体，解决了制约钢板—混凝土组合结构加固技术使用的瓶颈。
[0049] 本发明还在于在加固混凝土中布置钢筋网，直径为10mm，钢筋网纵横向布置距离为植筋距离的一半。加固混凝土厚度小于15cm时，布置一层钢筋网，大于15cm时按照间距10cm均匀布置。这样，可以有效防止加固混凝土劈裂破坏，保证组合结构整体工作性能。
[0050] 本发明还在于将低高度钢箱梁的周边与植筋焊接。这样，能增加界面连接可靠度。
[0051] 本发明的铁路分离式主梁体外预应力钢—混凝土组合桁架加固法，其特征在于根据本发明的方法，与其相关的工序包括以下主要步骤：
[0052] 步骤A：混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处界面处理
[0053] 在所述步骤A中包括以下步骤：
[0054] (1)将上翼缘和下翼缘连接处的粉刷层和装饰层清除，直至露出混凝土表面；
[0055] (2)若上翼缘和下翼缘连接处的混凝土存在空洞等初始缺陷，需对其缺陷部位清除至密实处；
[0056] (3)将混凝土凿毛，且凿毛深度不小于6mm，然后用水清洗混凝土表明的浮渣、尘土；
[0057] (4)若结构加固部位的钢筋有锈蚀现象时，需对钢筋表明除锈；当结构中钢筋锈蚀面积与原截面面积的比值超过1/12时，需补配钢筋。
[0058] 步骤B：混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处混凝土植筋
[0059] 其操作要点：
[0060] (1)采用植筋技术时，桥梁主要构件的混凝土强度等级不得低于C25，其它构件混凝土强度等级不得低于C20。
[0061] (2)桥梁受力植筋用胶粘剂应采用A级胶；仅按构造要求植筋时可采用B级胶。
[0062] (3)植筋间距宜按照25cm～40cm纵横向等间距布置。
[0063] 步骤C：制作钢板、低高度钢箱梁以及焊接栓钉
[0064] 在所述步骤C中包括以下步骤：
[0065] (1)混凝土上翼缘连接处加固成钢板—混凝土组合结构，下翼缘连接处加固成钢箱梁—混凝土组合结构，因此需要分别制作符合设计要求的钢板和低高度钢箱梁；
[0066] (2)根据加固承载力的提高要求，钢板宜采用厚度为10-16mm的Q235钢、Q345钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定；
[0067] (3)把符合要求的钢板焊接成低高度钢箱梁；焊接宜采用自动焊接或半自动焊接，采用的焊丝和相应的焊剂应与主体金属力学性能相适应，并应符合现行国家标准的规定；
[0068] (4)低高度钢箱梁每间隔1-2m设置一道横隔板，根据需要，在横隔板上预留体外预应力钢筋穿过孔道；
[0069] (5)选用符合国家现行标准电弧螺栓焊用《圆柱头焊钉》GB/T 10433规定的圆柱头焊钉；
[0070] (6)在钢板上和低高度钢箱梁周边按照植筋间距，即按照25cm～40cm纵横向等间距焊接栓钉，注意与植筋交替形成梅花型布置形状；
[0071] (7)如果需要，在钢板上制作微膨胀自密实混凝土注射孔。
[0072] 步骤D：绑扎钢筋网，安装到位
[0073] 为防止加固混凝土劈裂破坏，需在加固混凝土中布置钢筋网，直径宜采用10mm，布置距离宜为植筋距离的一半，即按照12.5cm～20cm纵横向等间距布置。加固混凝土厚度小于15cm时，布置一层钢筋网，大于15cm时按照间距10cm均匀布置。
[0074] 步骤E：制作安装上弦节点板、下弦节点板及其连接构件
[0075] 其操作要点：
[0076] (1)节点板与上翼缘的钢板和下翼缘的低高度钢箱梁直接焊接成T形接头；
[0077] (2)节点板处受力复杂，此处的钢板需要与混凝土加强连接，宜采用栓钉连接或者单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接；
[0078] (3)此处的栓钉连接为：通过被焊接在钢翼缘的栓钉使混凝土与节点板成为一体的连接方法；单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接为：通过开孔钢板连接件使混凝土与节点板一体化的连接方法，与栓钉连接共同使用，形成单开孔钢板连接件+栓钉连接。
[0079] 步骤F：在上翼缘钢板和下翼缘低高度钢箱梁浇注结合面上涂结构胶，并撒细砂；
[0080] 其操作要点：
[0081] (1)在钢板和低高度钢箱梁浇注结合面上涂结构胶。所述结构胶为满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)粘贴钢板或型钢用胶粘剂安全性能指标的A级胶。
[0082] (2)在钢板和低高度钢箱梁浇注结合面上撒细砂。所述细砂为粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85%，且细度模数为2.2～1.6。
[0083] 步骤G：安装上下弦杆、竖杆、体外索和锚具
[0084] 其操作要点：
[0085] (1)上弦杆指上翼缘的钢板，下弦杆指下翼缘的低高度钢箱梁，竖杆宜采用符合国家现行标准《热轧型钢》GB/T 706—2008规定的角钢，且角钢的边厚度不宜小于10mm；
[0086] (2)利用低高度钢箱梁封端板作为锚具支承垫板；
[0087] (3)制作低高度钢箱梁时注意预留体外预应力筋安装孔道；
[0088] (4)低高度钢箱梁的横隔板通常留有圆形空洞，可以用作体外预应力筋管道；
[0089] (5)无粘结预应力钢绞线是由无粘结预应力筋及其防腐保护材料和外护套组成，宜选用符合国家现行标准的非成品无粘结预应力钢绞线，选用带喇叭管的专用锚具，可以实现单根钢绞线更换及多次张拉，且应在专用锚具的喇叭管内灌注油脂防腐。
[0090] (6)将低高度钢箱梁的钢板外围与植筋焊接，增加界面连接可靠度。
[0091] (7)施工步骤为：先吊装上弦钢板及节点板，然后在下弦节点板上焊接竖杆，然后整体吊装竖杆和下弦杆件，通过竖杆焊接在上弦节点板上。
[0092] 步骤H：制作安装桁架斜腹杆
[0093] 其操作要点：
[0094] (1)桁架斜腹杆宜采用符合国家现行标准《热轧型钢》GB/T706—2008规定的角钢，且角钢的边厚度不宜小于10mm；
[0095] (2)角钢与节点板采取焊接连接方式，焊缝采取三面围焊。
[0096] 步骤I：施工桁架支座
[0097] 在所述步骤I中包括以下步骤：
[0098] (1)制作焊接钢桁架的支点锚箱；
[0099] (2)可以采取两种办法设置支座：在原有桥梁下部结构上施工用于放置支座混凝土支墩；或者加大钢桁架的支点锚箱高度。
[0100] (3)定位支座，将钢桁架支承于上。根据本发明的方法，钢桁架可以有效提高原有主梁的刚度，增强横向整体工作性能，并且承担的荷载直接传给重新增加的支座，与原有主梁形成分离式结构。
[0101] 步骤J：自密实混凝土拌制
[0102] 自密实混凝土拌制：采用商品混凝土搅拌站进行搅拌。其原材料为：
[0104] (2)粉煤灰：Ⅰ级粉煤灰；
[0105] (3)砂：河砂，中砂，细度模数2.58，Ⅱ区级配合格，堆积密度1576kg/m3,表观密度3
2610kg/m ；
2610kg/m ；
[0106] (4)石：碎石，5—20mm连续级配合格，针片状含量为9.2%，压碎指标3.4，堆积密度3 3
1470kg/m，表观密度2700kg/m ；
1470kg/m，表观密度2700kg/m ；
[0107] (5)减水剂：高效减水剂，减水率大于25%。
[0108] 混凝土拌制完成之后，应进行坍落度试验、L型流动仪试验、U型仪试验、V漏斗试验，其检测结果应满足以下标准：坍落度应控制在240mm～270mm；坍落扩展度应控制在600mm～700mm；U型仪试验高度差△h应小于30mm；V漏斗通过时间应控制在4s～25s。
[0109] 步骤K：喷射自密实混凝土
[0110] 在所述步骤G中包括以下步骤：
[0111] (1)注射前半个小时，用水充分湿润原结构混凝土以及钢板；
[0112] 自密实混凝土注射采用机械连续注射，喷射自密实混凝土压力控制在2.0～5.0MPa，喷射速度控制在15～20L/min。尽量保证连续几个喷射孔同时注射，注射时可用木锤对外包钢板稍加敲击振动，必要时用长钎进行适当插捣，确保喷射混凝土的密实；
[0113] (2)注射时应注意结构各部位变形，应连续浇注一个加固构件完毕，并且中间间断时间不能超过混凝土初凝时间。
[0114] 步骤L：混凝土养护
[0115] 混凝土浇注完成后，应及时施水养护，保证7～14天养护期：前7天每天应该施水养护最少4次：早上上班，中午吃饭前，傍晚吃晚饭前，晚上11～12点间。后7天，每天施水养护早、中、晚三次。
[0118] 图1是铁路预应力混凝土简支T梁桥立面图；
[0119] 图2是铁路预应力混凝土简支T梁桥普通断面图；
[0120] 图3是铁路预应力混凝土简支T梁桥横隔板断面图；
[0121] 图4是简支T梁桥普通断面植筋示意图；
[0122] 图5是简支T梁桥横隔板断面植筋示意图；
[0123] 图6是简支T梁桥普通断面加固后结构示意图；
[0124] 图7是简支T梁桥横隔板断面加固后结构示意图；
[0125] 图8是钢桁架施工顺序图；
[0126] 图9是简支T梁桥上翼缘和下翼缘以及腹部加固后桥梁立面图；
[0127] 图10是钢板—混凝土界面连接细部构造大样图；
[0128] 图11是简支T梁桥桁架上弦节点板细部构造大样图；
[0129] 图12是简支T梁桥桁架下弦节点板细部构造大样图；
[0130] 图13是栓钉连接细部构造大样图；
[0131] 图14是单开孔钢板连接件+栓钉连接细部构造大样图；
[0132] 图15是简支T梁桥加固后端部支承图；
[0133] 图中附图标记表示为：1—混凝土T梁顶板；2—混凝土T梁腹板；3—混凝土T梁底板；4—横隔板；5—上翼缘加固界面；6—下翼缘加固界面；7—横隔板下翼缘加固界面；8—植筋；9—栓钉；10—钢板；11—钢筋网；12—低高度钢箱梁；13—低高度钢箱梁横隔板；
14—无粘结预应力钢绞线；15—桁架斜腹杆；16—桁架竖杆；17—节点板；18—三面围焊焊缝；19—开孔钢板；20—贯通钢筋；21—上翼缘加固混凝土；22—下翼缘加固混凝土；23—支点锚箱；24—混凝土支墩；25—支座。
14—无粘结预应力钢绞线；15—桁架斜腹杆；16—桁架竖杆；17—节点板；18—三面围焊焊缝；19—开孔钢板；20—贯通钢筋；21—上翼缘加固混凝土；22—下翼缘加固混凝土；23—支点锚箱；24—混凝土支墩；25—支座。
具体实施方式
[0134] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，其中图中附图标记表示为：1—混凝土T梁顶板；2—混凝土T梁腹板；3—混凝土T梁底板；4—横隔板；5—上翼缘加固界面；6—下翼缘加固界面；7—横隔板下翼缘加固界面；8—植筋；9—栓钉；10—钢板；11—钢筋网；12—低高度钢箱梁；13—低高度钢箱梁横隔板；14—无粘结预应力钢绞线；15—桁架斜腹杆；16—桁架竖杆；17—节点板；18—三面围焊焊缝；19—开孔钢板；20—贯通钢筋；21—上翼缘加固混凝土；22—下翼缘加固混凝土；23—支点锚箱；24—混凝土支墩；25—支座。
[0135] 本发明的解决方案是在现有技术的基础上，提供一种新型桥梁结构的快速加固施工技术，两片混凝土T梁的混凝土T梁顶板形成主梁上翼缘，两片混凝土T梁的混凝土T梁底板形成下翼缘，其特征在于：A、混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处界面处理；B、混凝土梁上翼缘和下翼缘连接处混凝土植筋；C、制作钢板、低高度钢箱梁以及焊接栓钉；D、绑扎钢筋网，安装到位；E、制作安装上弦节点板、下弦节点板及其连接构件；在钢板和低高度钢箱梁浇注结合面上涂结构胶，并撒细砂；F、安装上翼缘和下翼缘的钢板和低高度钢箱梁、竖杆、体外索和锚具；G、制作安装桁架斜腹杆；H、施工桁架支座；I、自密实混凝土依次进行拌制、喷射与养护；J、张拉体外预应力筋，得到体外预应力钢—混凝土组合桁架加固的结构。
[0136] 本发明的特征还在于通过在钢板上焊接栓钉、在原混凝土梁表面植筋以及在原混凝土梁与加固钢板之间浇注混凝土来使加固部分与原结构形成整体共同工作，所述原混凝土梁包括已经存在的T梁、小箱梁。
[0137] 本发明的特征还在于通过组合结构加固技术，分离式主梁上翼缘加固成钢板—混凝土组合结构，下翼缘加固成低高度钢箱梁—混凝土组合结构，变分离式主梁为箱型组合截面。
[0138] 本发明的特征还在于所述步骤C中的钢板宜采用厚度为10-16mm的Q235钢、Q345钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定；栓钉宜选用符合国家现行标准电弧螺栓焊用《圆柱头焊钉》GB/T 10433规定的圆柱头焊钉。
[0139] 本发明的特征还在于所述步骤J中的体外预应力筋宜采用符合国家现行标准的非成品无粘结预应力钢绞线，配合带喇叭管的专用锚具，实现单根钢绞线更换及多次张拉，具有良好的耐久性和适用性。
[0140] 本发明的特征还在于无粘结预应力钢绞线是由无粘结预应力筋及其防腐保护材料和外护套组成，且在专用锚具的喇叭管内灌注油脂防腐。
[0141] 本发明的特征还在于体外预应力筋安装在分离式主梁下翼缘的低高度钢箱梁内部，利用钢箱梁横隔板孔洞作为体外预应力筋通过管道，利用低高度钢箱梁封端板作为锚具支承垫板。
[0142] 本发明的特征还在于低高度钢箱梁由符合要求的钢板焊接而成，每间隔1-2m设置一道横隔板。
[0143] 本发明的特征还在于根据承载力提高的需要，不设置体外预应力筋，相应权利要求1所述步骤中的步骤J取消。
[0144] 本发明的特征还在于桁架斜腹杆穿过横隔板的孔洞进行斜向布置施工，而且钢桁架的节点设置在原有横隔板区间的中点，节点板与此处钢板通过T形焊缝连接。
[0145] 本发明的特征还在于节点板与加固混凝土连接方式采取栓钉连接或者单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接。
[0146] 本发明的特征还在于栓钉连接为：通过被焊接在钢翼缘的栓钉使混凝土与节点板成为一体的连接方法；单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接为：通过开孔钢板连接件使混凝土与节点板一体化的连接方法，与栓钉连接共同使用，形成单开孔钢板连接件+栓钉连接。
[0147] 本发明的特征还在于所述步骤F和G中的桁架竖杆和斜腹杆宜采用符合国家现行标准《热轧型钢》GB/T 706—2008规定的角钢，且角钢的边厚度不宜小于10mm。
[0148] 本发明的特征还在于角钢与节点板采取焊接连接方式，焊缝采取三面围焊。
[0149] 本发明的特征还在于所述混凝土为自密实混凝土。自密实混凝土拌制采用商品混凝土搅拌站进行搅拌。其原材料为：水泥：采用普通42.5硅酸盐水泥；粉煤灰：Ⅰ级粉煤3
灰；砂：河砂，中砂，细度模数2.58，Ⅱ区级配合格，堆积密度1576kg/m，表观密度2610kg/
3
m ；石：碎石，5—20mm连续级配合格，针片状含量为9.2%，压碎指标3.4，堆积密度1470kg/
3 3
m，表观密度2700kg/m ；减水剂：高效减水剂，减水率大于25%。
灰；砂：河砂，中砂，细度模数2.58，Ⅱ区级配合格，堆积密度1576kg/m，表观密度2610kg/
3
m ；石：碎石，5—20mm连续级配合格，针片状含量为9.2%，压碎指标3.4，堆积密度1470kg/
3 3
m，表观密度2700kg/m ；减水剂：高效减水剂，减水率大于25%。
[0150] 本发明的特征还在于自密实混凝土拌制完成后应进行检测，坍落度应在240mm～270mm；坍落扩展度在600mm～700mm；U型仪试验高度差△h小于30mm；V漏斗通过时间在
4s～25s，粗骨料粒径为5mm～20mm，针片状含量小于10%，细骨料的细度模数大于2.3。
4s～25s，粗骨料粒径为5mm～20mm，针片状含量小于10%，细骨料的细度模数大于2.3。
[0151] 本发明的特征还在于喷射自密实混凝土时采用分级加压，一次加压不超过0.2～0.4Mpa；喷射自密实混凝土压力控制在2.0～5.0MPa，注射速度控制在15～20L/min。
[0152] 本发明的特征还在于在钢板和低高度钢箱梁的浇注面上涂结构A级胶，并撒细砂。结构胶安全性能需满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)粘贴钢板或型钢用胶粘剂要求。所述细砂为粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85%，且细度模数为2.2～1.6。
[0153] 本发明的特征还在于所述步骤A包括：将原混凝土梁表面的粉刷层和装饰层清除，直至露出混凝土表面；原混凝土梁的混凝土存在空缺的初始缺陷，需对其缺陷部位清除至密实处；将原混凝土梁的加固区域混凝土凿毛，且凿毛深度不小于6mm，然后用水清洗混凝土表面的浮渣、尘土；原混凝土梁的钢筋有锈蚀现象，需对钢筋表面除锈；原混凝土梁的钢筋锈蚀面积与原截面面积的比值超过1/12需要补配钢筋。
[0154] 本发明的特征还在于所述步骤B中的植筋间距为25～40cm纵横向等间距布置。
[0155] 本发明的特征还在于所述步骤C中的栓钉间距按照与植筋间距相同，栓钉纵横向间距为25cm～40cm，焊接栓钉纵横向等间距布置，栓钉与植筋交替形成梅花型布置形状。
[0156] 本发明的特征还在于所述步骤D中的钢筋网直径为10mm，钢筋网纵横向布置距离为植筋距离的一半，加固混凝土厚度小于15cm时，布置一层钢筋网，大于15cm时按照间距10cm均匀布置。
[0157] 本发明的特征还在于在所述步骤F后面加入步骤：将低高度钢箱梁的钢板外围与植筋焊接，增加界面连接可靠度。
[0158] 实施例为铁路预应力简支T梁桥。
[0159] 根据本发明的一种桥梁结构分离式钢—混凝土组合桁架加固法包括以下步骤：
[0160] 图1是铁路预应力混凝土简支T梁桥立面图；如图1所示的铁路预应力混凝土简支T梁桥的混凝土T梁顶板1与混凝土T梁底板3之间共有五块横隔板4，横隔板4垂直于混凝土T梁腹板2设置。
[0161] 图2是铁路预应力混凝土简支T梁桥普通断面图；如图2所示，本实施例的普通断面包括混凝土T梁顶板1、混凝土T梁腹板2和混凝土T梁底板3，两片混凝土T梁的两混凝土T梁腹板2之间段的混凝土T梁顶板1下部为上翼缘加固界面5；两片T形梁的混凝土T梁底板3内侧为下翼缘加固界面6。
[0162] 图3是铁路预应力混凝土简支T梁桥横隔板断面图；如图3所示，通过垂直于两片混凝土T梁横加面上的环形横隔板4把两片混凝土T梁联结成整体，环形横隔板4同时垂直于两片混凝土T梁的混凝土T梁顶板1、混凝土T梁腹板2和混凝土T梁底板3，环形横隔板4下部与两片混凝土T梁的混凝土T梁底板3内侧为横隔板下翼缘加固界面7。
[0163] 步骤A：T梁普通断面上翼缘加固界面5、下翼缘加固界面6以及横隔板下翼缘加固界面7混凝土处理
[0164] 在所述步骤A中包括以下步骤：
[0165] (1)对于T梁桥，应分为普通断面和横隔板断面两种情况分别进行界面处理；如图2所示，对于普通断面，混凝土表面处理区域为上翼缘加固界面5和下翼缘加固界面6；如图
3所示，对于横隔板断面，混凝土表面处理区域为横隔板下翼缘加固界面7；
3所示，对于横隔板断面，混凝土表面处理区域为横隔板下翼缘加固界面7；
[0166] (2)将上翼缘加固界面5、下翼缘加固界面6以及横隔板下翼缘加固界面7的粉刷层和装饰层清除，直至露出混凝土表面；
[0167] (3)若上翼缘加固界面5、下翼缘加固界面6以及横隔板下翼缘加固界面7的混凝土存在空洞等初始缺陷，需对其缺陷部位清除至密实处；
[0168] (4)将上翼缘加固界面5、下翼缘加固界面6以及横隔板下翼缘加固界面7的混凝土凿毛，且凿毛深度不小于6mm，然后用水清洗混凝土表明的浮渣、尘土；
[0169] (5)若上翼缘加固界面5、下翼缘加固界面6以及横隔板下翼缘加固界面7的钢筋有锈蚀现象时，需对钢筋表明除锈；当结构中钢筋锈蚀面积与原截面面积的比值超过1/12时，需补配钢筋。
[0170] 步骤B：T梁普通断面上翼缘加固界面5、下翼缘加固界面6以及横隔板下翼缘加固界面7混凝土植筋
[0171] 对于T梁桥，应分为普通断面和横隔板断面两种情况分别进行混凝土植筋；图4是简支T梁桥普通断面植筋示意图；如图4所示，对于普通断面，混凝土植筋区域为上翼缘加固界面5和下翼缘加固界面6。图5是简支T梁桥横隔板断面植筋示意图；如图5所示，对于横隔板断面，混凝土植筋区域为横隔板下翼缘加固界面7。其操作要点：
[0172] (1)采用植筋技术时，桥梁主要构件的混凝土强度等级不得低于C25，其它构件混凝土强度等级不得低于C20。
[0173] (2)桥梁受力植筋用胶粘剂应采用A级胶；仅按构造要求植筋时可采用B级胶。
[0174] (3)植筋8的间距宜按照25cm～40cm纵横向等间距布置。
[0175] 步骤C：制作钢板10、低高度钢箱梁12以及焊接栓钉9
[0176] 在所述步骤C中包括以下步骤：
[0177] (1)简支T梁桥分为普通断面和横隔板断面，其加固处理方式有所不同。图6是简支T梁桥普通断面加固后结构示意图；图7是简支T梁桥横隔板断面加固后结构示意图；如图6和图7所示，T梁上翼缘连接处加固成钢板—混凝土组合结构，下翼缘连接处加固成钢箱梁—混凝土组合结构，因此需要分别制作符合设计要求的钢板10和低高度钢箱梁12；
[0178] (2)根据加固承载力的提高要求，钢板10宜采用厚度为10-16mm的Q235钢、Q345钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定；
[0179] (3)把符合要求的钢板10焊接成低高度钢箱梁12；焊接宜采用自动焊接或半自动焊接，采用的焊丝和相应的焊剂应与主体金属力学性能相适应，并应符合现行国家标准的规定；
[0180] (4)如图6和图7所示，低高度钢箱梁12每间隔1m设置一道低高度钢箱梁横隔板13，根据承载力提高的需要，在低高度钢箱梁横隔板13上预留无粘结预应力钢绞线14穿过孔道；
[0181] (5)选用符合国家现行标准电弧螺栓焊用《圆柱头焊钉》GB/T 10433规定的圆柱头焊钉9；
[0182] (6)图10是钢板—混凝土界面连接细部构造大样图；如图10所示，在钢板10上和低高度钢箱梁12周边按照植筋8的间距，即按照25cm～40cm纵横向等间距焊接栓钉9，注意与植筋8交替形成梅花型布置形状；
[0183] (7)如果需要，在钢板10和低高度钢箱梁12上制作微膨胀自密实混凝土注射孔。
[0184] 步骤D：绑扎钢筋网11，安装到位
[0185] 为防止上翼缘加固混凝土21和下翼缘加固混凝土22劈裂破坏，需在上翼缘加固混凝土21和下翼缘加固混凝土22中布置钢筋网，直径宜采用10mm，布置距离宜为植筋8距离的一半，即按照12.5cm～20cm纵横向等间距布置。加固混凝土厚度小于15cm时，布置一层钢筋网，大于15cm时按照间距10cm均匀布置。
[0186] 图10是钢板—混凝土界面连接细部构造大样图；如图10所示，在钢板—混凝土界面连接细部构造大样图中，除了有植筋8和栓钉9以外，还有一层钢筋网11。
[0187] 步骤E：制作安装节点板17及其连接构件
[0188] 其操作要点：
[0189] (1)简支T梁桥上翼缘加固成钢板—混凝土组合结构，然后把节点板17焊接在钢板10上；
[0190] (2)图11是简支T梁桥桁架上弦节点板细部构造大样图，如图11所示，在钢板10上安装栓钉9后，将节点板17与T梁的上翼缘的钢板10直接焊接成T形接头；
[0191] (3)图12是简支T梁桥桁架下弦节点板细部构造大样图，如图12所示，在下翼缘的低高度钢箱梁12制作完成后，将节点板17与低高度钢箱梁12的顶板直接焊接成T形接头；
[0192] (4)节点板17受力复杂，此处的钢板10需要与上翼缘加固混凝土21和下翼缘加固混凝土22加强连接，宜采用栓钉连接或者单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接；
[0193] 本发明为了加强节点板17与上翼缘加固混凝土21、下翼缘加固混凝土22的连接，加强整体工作性能，提出栓钉连接或者单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接方式。图13是栓钉连接细部构造大样图；图14是单开孔钢板连接件+栓钉连接细部构造大样图；如图13和14所示，此处的栓钉连接为：通过被焊接在钢板10的栓钉9使上翼缘加固混凝土21和下翼缘加固混凝土22与节点板17成为一体的连接方法。单开孔钢板连接件+栓钉组合式连接为：在钢板上焊接开孔钢板19和栓钉9，安装穿过开孔钢板19的贯通钢筋20，然后浇注混凝土，焊接节点板17和钢板10，使加固混凝土与节点板成为一体。
[0194] 步骤F：在钢板10和低高度钢箱梁12浇注面上涂结构胶，并撒细砂；
[0195] 在所述步骤E中包括以下步骤：
[0196] (1)在钢板10和低高度钢箱梁12浇注面上涂结构胶。所述结构胶为满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)粘贴钢板或型钢用胶粘剂安全性能指标的A级胶。
[0197] (2)在钢板10和低高度钢箱梁12浇注面上撒细砂。所述细砂为粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85%，且细度模数为2.2～1.6。
[0198] 步骤G：安装混凝土T梁顶板1处的加固钢板10、混凝土T梁底板3处的低高度钢箱梁12、桁架竖杆16、无粘结预应力钢绞线14及其锚具
[0199] 其操作要点：
[0200] (1)桁架竖杆16宜采用符合国家现行标准《热轧型钢》GB/T 706—2008规定的角钢，且角钢的边厚度不宜小于10mm；图11是简支T梁桥桁架上弦节点板细部构造大样图；图12是简支T梁桥桁架下弦节点板细部构造大样图，如图11和图12所示，桁架竖杆16与节点板17采取焊接连接方式，焊缝采取三面围焊。
[0201] (2)利用低高度钢箱梁12的封端板作为锚具支承垫板；
[0202] (3)制作低高度钢箱梁12时注意预留无粘结预应力钢绞线14安装孔道；
[0203] (4)低高度钢箱梁横隔板13通常留有圆形空洞，可以用作无粘结预应力钢绞线14管道；
[0204] (5)无粘结预应力钢绞线14是由无粘结预应力筋及其防腐保护材料和外护套组成，宜选用符合国家现行标准的非成品无粘结预应力钢绞线，选用带喇叭管的专用锚具，可以实现单根钢绞线更换及多次张拉，且应在专用锚具的喇叭管内灌注油脂防腐。
[0205] (6)将低高度钢箱梁12的钢板外围与植筋8焊接，增加界面连接可靠度。
[0206] (7)图8是钢桁架施工顺序图，如图8所示，钢桁架施工步骤为：先整体吊装焊接好节点板17的上弦钢板10，然后在下弦节点板17上焊接桁架竖杆16，然后整体吊装焊接好桁架竖杆16和节点板17的低高度钢箱梁12，通过桁架竖杆16焊接在上弦节点板17上。
[0207] 步骤H：制作安装桁架斜腹杆15
[0208] 其操作要点：
[0209] (1)图9是简支T梁桥上翼缘和下翼缘以及腹部加固后桥梁立面图；如图9所示，桁架斜腹杆15可以穿过横隔板4的孔洞进行斜向布置施工，快速方便，待桁架斜腹杆15焊接在节点板17上后，整个钢桁架施工完成。
[0210] (2)桁架斜腹杆15宜采用符合国家现行标准《热轧型钢》GB/T 706—2008规定的角钢，且角钢的边厚度不宜小于10mm。
[0211] (3)如图11所示，桁架斜腹杆15与节点板17采取焊接连接方式，焊缝采取三面围焊。如图11所示，桁架竖杆16上端三面围焊焊缝18。
[0212] 步骤I：施工桁架支座
[0213] 图15是简支T梁桥加固后端部支承图；如图15所示，在所述步骤I中包括以下步骤：
[0214] (4)制作焊接钢桁架的支点锚箱23；
[0215] (5)在原有桥梁下部结构上施工用于放置支座25的混凝土支墩24；
[0216] (6)定位支座25，将钢桁架支承于上。根据本发明的方法，钢桁架可以有效提高原有主梁的刚度，增强横向整体工作性能，并且承担的荷载直接传给重新增加的支座，与原有主梁形成分离式结构。
[0217] 步骤J：自密实混凝土拌制
[0218] 自密实混凝土拌制：采用商品混凝土搅拌站进行搅拌。其原材料为：
[0219] (1)水泥：采用普通42.5硅酸盐水泥；
[0220] (2)粉煤灰：Ⅰ级粉煤灰；
[0221] (3)砂：河砂，中砂，细度模数2.58，Ⅱ区级配合格，堆积密度1576kg/m3，表观密度3
2610kg/m ；
2610kg/m ；
[0222] (4)石：碎石，5—20mm连续级配合格，针片状含量为9.2%，压碎指标3.4，堆积密度3 3
1470kg/m，表观密度2700kg/m ；
1470kg/m，表观密度2700kg/m ；
[0223] (5)减水剂：高效减水剂，减水率大于25%。
[0224] 混凝土拌制完成之后，应进行坍落度试验、L型流动仪试验、U型仪试验、V漏斗试验，其检测结果应满足以下标准：坍落度应控制在240mm～270mm；坍落扩展度应控制在600mm～700mm；U型仪试验高度差△h应小于30mm；V漏斗通过时间应控制在4s～25s。
[0225] 步骤K：喷射自密实混凝土
[0226] 在所述步骤J中包括以下步骤：
[0227] (1)注射前半个小时，用水充分湿润原结构混凝土以及钢板10和低高度钢箱梁12浇注面；
[0228] 自密实混凝土注射采用机械连续注射，喷射自密实混凝土压力控制在2.0～5.0MPa，喷射速度控制在15～20L/min。尽量保证连续几个喷射孔同时注射，注射时可用木锤对外包钢板稍加敲击振动，必要时用长钎进行适当插捣，确保喷射混凝土的密实；
[0229] (2)注射时应注意结构各部位变形，应连续浇注一个加固构件完毕，并且中间间断时间不能超过混凝土初凝时间。
[0230] 步骤L：混凝土养护
[0231] 混凝土浇注完成后，应及时施水养护，保证7～14天养护期：前7天每天应该施水养护最少4次：早上上班，中午吃饭前，傍晚吃晚饭前，晚上11～12点间。后7天，每天施水养护早、中、晚三次。
[0232] 步骤M：张拉无粘结预应力钢绞线14
[0233] 注意对称均匀张拉无粘结预应力钢绞线14。本发明采用无粘结预应力钢绞线14及其配套的锚具，可以实现桥梁运营过程中单根和多根更换以及重复张拉，具有良好的耐久性和适用性。
[0234] 图9是简支T梁桥上翼缘和下翼缘以及腹部加固后桥梁立面图；如图9所示，对于本实施例的铁路预应力简支T梁桥，混凝土T梁顶板1加固后成为钢板—混凝土组合结构，混凝土T梁底板3加固后成为钢箱梁—混凝土组合结构，钢桁架的节点设置在原有横隔板区间的一半处，无粘结预应力钢绞线14安装在低高度钢箱梁12内，形成如图9所示分离式体外预应力组合桁架结构。
[0235] 容易理解，虽然上面是结合铁路预应力简支T梁桥来对本发明进行的说明，然而本发明可同样地应用于其他结构形式，如混凝土小箱梁等。
[0236] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施方案，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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