空心板梁铰缝快速维修加固结构及其加固方法 |
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| 申请号 | CN202311868482.8 | 申请日 | 2023-12-29 | 公开(公告)号 | CN117702646A | 公开(公告)日 | 2024-03-15 |
| 申请人 | 上海市政养护管理有限公司; | 发明人 | 王有为; 茅卫生; 王路博; 陶戴邦; 黄聪; 桂志伟; 季斌; 张跃明; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及空心板梁铰缝快速维修加固结构及其加固方法，包括铰缝维修用预制维修件、板梁植筋、UHPC 混凝土 层及 沥青 层；在灌注带 位置 自下至上铺设的UHPC混凝土层以及沥青层；预制构件铺设在UHPC混凝土层内，板梁植筋的上端与纵向 钢 筋的延伸结构相 接触 ，板梁植筋的下端适用于延伸至灌注带内；预制构件的数量为多个，在顺 桥面 方向按第二预设间隔设置，UHPC混凝土填充层至少填充至与预制构件的上表面相齐平。通过在槽钢沿纵向间隔设置有多根横向 钢筋 ，并且在槽钢的纵向两端设置有纵向钢筋，并预先制成预制构件，预制构件在确保具有足够结构强度，铰缝修复 质量 可靠的同时，具有成本低廉、易于本领域实施人员制备，能够有效解决常规维修工艺作业时间长的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铰缝维修用预制维修件，其特征在于，包括预制构件； |
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| 说明书全文 | 空心板梁铰缝快速维修加固结构及其加固方法技术领域背景技术[0002] 桥梁是现代城市存在和赖以发展的必要条件，是居民生活及活动开展的基本保障，其设施好坏与大家的工作和生活紧密相关。空心板梁因其预制工艺简单、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类公路工程的梁桥中，在早期的城市 高架桥、城市地面中小桥中也有较多的应用。早期的空心板为铰接空心板，多采用小铰缝构 造，铰缝承担着梁板间传递内力并约束位移的关键作用。而铰缝的整体刚度与空心板相差 甚远，无法承受长期反复变形所需的受力和变形，因而高速板梁桥中铰缝破坏非常普遍。铰 缝破坏后，空心板梁在活载作用下的荷载横向分配性能劣化，甚至出现单梁受力的不利情 况，对结构安全造成严重威胁，需要对其进行维修加固。 [0003] 若按施工建设阶段的方法对铰缝进行更换维修，则需长期封闭交通，轻则降低道路通行能力，重则造成拥堵事件甚至是安全事故，影响城市形象。日常养护维修阶段中，作 业时间受到很大限制，在这样一个背景前提下，虽然维修方法与施工建设阶段基本相同，但 材料只得使用快速混凝土，该类材料成本高昂，养生期内放热量极大，在行车荷载干扰下， 容易形成早期微裂缝，耐久性较差。且快速混凝土多为人工现场拌制，质量难以把控。与此 同时，由于受到作业时间限制，现场维修作业只能化繁为简，钢筋绑扎质量或植筋数量较难 满足原设计要求，甚至有时混凝土和沥青来不及养护充分即被迫开放交通，造成施工质量 难达预期效果。从对若干条高速公路空心板梁铰缝维修质量的调研情况来看，得到养护维 修阶段的施工质保期通常为1～3年，部分交通繁忙路段使用年限不足1年。 [0004] 为解决现有空心板梁铰缝养护维修工艺中存在的时间受限、修复材料质量不稳定且具脆性破坏等弊端，拟基于“预制构件+UHPC混凝土浇筑”理念开展研究攻关，在现有的维 修理念的基础上进行理论创新，并通过工艺创新来实现快速高效修复目的。 发明内容 [0005] 有鉴于此，本申请提出了一种铰缝维修用预制维修件，包括预制构件；所述预制构件包括槽钢、横向钢筋、纵向钢筋以及混凝土填充部；所述槽钢的长度方向为纵向，所述槽 钢的宽度方向为横向；所述槽钢的内部沿纵向间隔设置有所述横向钢筋，且所述横向钢筋 至少与所述槽钢的其中一侧内壁连接；所述纵向钢筋数量为两个，分别设置在所述槽钢纵 向的两端，所述纵向钢筋的一端延伸出所述槽钢的外部，且所述纵向钢筋的延伸结构至少 为预设长度；所述混凝土填充部填充满所述槽钢内除设置有所述横向钢筋、所述纵向钢筋 的其余空间。 [0006] 在一种可能的实现方式中，所述横向钢筋设置在所述槽钢的同一侧内壁上，且多个所述横向钢筋按第一预设间隔设置；所述延伸结构的预设长度至少为50mm；所述横向钢 筋的长度至少大于等于所述槽钢宽度的一半。 [0008] 一方面，本申请公开了一种空心板梁铰缝快速维修加固结构，适用于设置在待维护桥面的已破除区域，以破除区域为灌注带，包括上述任意实现方式中所述的铰缝维修用 预制维修件、板梁植筋、UHPC混凝土层以及沥青层；在所述灌注带位置自下至上铺设的所述 UHPC混凝土层以及所述沥青层；所述UHPC混凝土层中采用UHPC混凝土；所述预制构件铺设 在所述UHPC混凝土层内，所述板梁植筋的上端固定至所述UHPC混凝土层内，并与所述纵向 钢筋的延伸结构相接触，所述板梁植筋的下端适用于延伸至所述灌注带内；具体的，所述预 制构件的数量为多个，所述预制构件在顺桥面方向按第二预设间隔设置，且所述UHPC混凝 土填充层至少填充至与所述铰缝维修用预制维修件的上表面相齐平。 [0009] 在一种可能的实现方式中，所述预制构件的底部设置有支撑钢筋，所述支撑钢筋用以将所述预制构件从所述灌注带的顶部端面垫起至预设脱空距离，所述预制构件的底部 与所述灌注带之间形成容置空间，UHPC混凝土能够填充满所述容置空间。 [0010] 另一方面，本申请还公开了一种空心板梁铰缝快速维修加固方法，用于制备任意实现方式中所述的空心板梁铰缝快速维修加固结构，所述灌注带中包括自下至上铺设的空 心板梁与普通混凝土层，包括如下步骤：破除待维护桥面上的沥青铺装层，破除区域为灌注 带；将所述预制构件运至所述灌注带中，所述预制构件按顺桥向按第二预设间隔摆放，所述 预制构件铺设在两个以上的所述空心板梁之间形成的铰缝之上；在每个所述预制构件的 左、右两侧植入所述板梁植筋；所述纵向钢筋的延伸结构与所述板梁植筋一一对应，且互相 固定；从所述灌注带的一端，顺桥向灌注UHPC混凝土，并在所述灌注带重新铺设沥青层。 [0011] 在一种可能的实现方式中，待所述UHPC混凝土与所有预制构件齐平时，停止浇筑，并及时清除顶部多余混凝土，以使所述预制构件的顶部与所述UHPC混凝土层的顶部端面相 齐平。 [0012] 在一种可能的实现方式中，在“将所述预制构件运至所述灌注带中，所述预制构件的长度方向垂直于顺桥面方向，且所述预制构件按顺桥向等间隔摆放，所述纵向钢筋的延 伸结构与所述板梁植筋一一对应，且互相固定；”的步骤中；将植入的所述板梁植筋与所述 纵向钢筋的延伸结构交叉搭接，使用扎丝将所述板梁植筋与所述纵向钢筋的延伸结构固定 连接；所述板梁植筋的底部穿过所述普通混凝土层，延伸至所述空心板梁内。 [0013] 在一种可能的实现方式中，还包括布料装置；所述布料装置包括布料车框架、输料斗以及第一行走轮；所述布料车框架呈长方体框架结构，所述布料车框架的长度略长于所 述灌注带在顺桥向的宽度；所述第一行走轮安装在所述布料车框架的底部四角处；所述输 料斗架设安装在所述布料车框架内，且所述输料斗的底部在所述布料车框架的长度方向等 间隔开设有注料孔；所述布料装置沿顺桥向在所述灌注带上行进，并通过所述输料斗持续 向所述灌注带内灌注混凝土，所述第一行走轮在所述灌注带两侧的原有路基上移动。 [0014] 在一种可能的实现方式中，还包括抹平装置；所述抹平装置包括抹平车框架、抹平梁以及第二行走轮；所述抹平车框架呈长方体框架结构，所述抹平车框架的长度略长于所 述灌注带在顺桥向的宽度；所述第二行走轮安装在所述抹平车框架的底部四角处；所述抹 平梁安装在所述抹平车框架的中部，所述抹平梁朝下设置，且底面平整；所述第二行走轮在 所述灌注带两侧的原有路基上移动；所述抹平装置沿顺桥向在所述灌注带上行进，且所述 抹平装置位于布料装置后侧，所述抹平装置通过所述抹平梁将所述预制构件的顶部与所述 UHPC混凝土层的顶部端面抹平；所述第二行走轮在所述灌注带两侧的原有路基上移动。 [0015] 本申请的有益效果：通过在槽钢沿纵向间隔设置有多根横向钢筋，并且在槽钢的纵向两端设置有纵向钢筋，并预先制成预制构件，此结构的预制构件在确保具有足够结构 强度，铰缝修复质量可靠的同时，具有成本低廉、易于本领域实施人员制备，能够有效解决 常规维修工艺作业时间长的问题。 [0016] 进一步的，灌注UHPC混凝土后的预制构件，在破除原有的沥青、混凝土层后，在灌注带内间隔铺设预制构件，铺设完成后，灌注UHPC混凝土，并最终抹平混凝土，重新铺沥青 层即可迅速、有效的完成维修以及应急抢修，有利于快速恢复交通。 [0017] 维修结构体系创新地采用预制构件加快速UHPC混凝土湿接头组合形式，降低了预制构件的施工难度，加快了维修速度，提升了维修作业效率，使得预制构件用于铰缝养护维 修阶段成为可能。其次，对预制构件参数进行了标准化定义，不仅确保新型维修结构体系具 有良好的受力性能，更有助于将养护维修作业推向规模化生产，从而大幅降低空心板梁铰 缝维修加固成本；再次，结合现场实施情况对预制构件的安装、UHPC浇筑等工艺工序进行了 创新和改良，进一步提高了施工质量。 [0018] 综上，采用本发明的空心板梁铰缝快速维修加固结构体系及工艺，能够有效解决常规维修工艺作业时间长、混凝土因养护时间不充分而出现强度不足、维修成本高昂等难 题，该工艺具备施工迅速、修复质量可靠、经济适用等特点，极适用于高速公路铰缝维修加 固和应急抢修工程，有利于快速恢复交通。能够实现对破坏部位进行高效率、高质量、低成 本的维修与加固，提高设施使用寿命并减少返修次数，将原本因维修质量不可控、维修耗时 长引起的大修变为中修、中修变为小修、小修变为日常养护，从而真正实现设施全生命周期 修复与加固的目标。 附图说明[0021] 图1示出本申请实施例的预制构件的立体结构示意图； [0022] 图2示出本申请实施例的预制构件填充混凝土后的结构示意图； [0023] 图3示出本申请实施例的预制构件的剖面示意图； [0024] 图4示出本申请实施例的预制构件的侧视图； [0025] 图5示出本申请实施例的预制构件的俯视图； [0026] 图6示出本申请实施例的空心板梁铰缝快速维修加固结构在顺桥向的结构示意图； [0027] 图7示出本申请实施例的空心板梁铰缝快速维修加固结构在横桥向的结构示意图； [0028] 图8示出本申请实施例的湿接头的结构示意图； [0029] 图9示出本申请实施例的布料装置的正视图； [0030] 图10示出本申请实施例的布料装置的侧视图； [0031] 图11示出本申请实施例的抹平装置的正视图； [0032] 图12示出本申请实施例的抹平装置的侧视图； [0033] 图13示出本申请实施例的布料装置、抹平装置在灌注带施工的俯面示意图。 具体实施方式[0034] 以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除 非特别指出，不必按比例绘制附图。 [0035] 其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方 位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。 [0036] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者 隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。 [0037] 在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。 [0038] 另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于 本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。 [0039] 如图1‑图8所示，该铰缝维修用预制维修件，包括：预制构件10，预制构件10包括槽钢11、横向钢筋13、纵向钢筋14以及混凝土填充部16，槽钢11的长度方向为纵向，槽钢11的 宽度方向为横向，槽钢11的内部沿纵向间隔设置有横向钢筋13，且横向钢筋13至少与槽钢 11的其中一侧内壁连接，纵向钢筋14数量为两个，分别设置在槽钢11纵向的两端，纵向钢筋 14的一端延伸出槽钢11的外部，且纵向钢筋14的延伸结构至少为预设长度，混凝土填充部 16填充满槽钢11内除设置有横向钢筋13、纵向钢筋14的其余空间。 [0040] 如图1、图5所示，在此实施例中，通过在槽钢11沿纵向间隔设置有多根横向钢筋13，并且在槽钢11的纵向两端设置有纵向钢筋14，再在槽钢11中填充满混凝土填充部16，预 先制成预制构件10，此结构的预制构件10在确保具有足够结构强度，铰缝修复质量可靠的 同时，具有成本低廉、易于本领域实施人员制备，能够有效解决常规维修工艺作业时间长的 问题。 [0041] 进一步的，在破除原有的沥青层21、混凝土层后(破除图6中21、22)，在灌注带51内间隔铺设有灌注C50钢纤维混凝土的预制构件10，铺设完成后，灌注UHPC混凝土，并最终抹 平UHPC混凝土，重新铺沥青层21即可迅速、有效的完成维修以及应急抢修，有利于快速恢复 交通。 [0042] 对于预制构件10的纵向长度，通常与一条标准规格的车道宽度相匹配，即预制构件10的尺寸优选为3750mm。但是对于复杂多变的道路情况，本申请实施人员能够自行选择 最适宜的尺寸，生产加工预制构件10即可，与预制构件10的具体尺寸在本文中不做限定。 [0043] 还需指出的是，本文中所指的顺桥向，为平行于桥两端通行的方向，横桥向则为垂直于桥两端通行的方向。 [0044] 如图3所示，在其中一个具体实施例中，横向钢筋13设置在槽钢11的同一侧内壁上，且多个横向钢筋13按第一预设间隔设置，纵向钢筋14的延伸结构预设长度至少为50mm， 横向钢筋13的长度至少大于等于槽钢11宽度的一半。 [0045] 在此实施例中，横向钢筋13均设置在槽钢11的同一侧内壁，以便于批量生产时焊接方便，利于提高生产加工的效率。因此，横向钢筋13具体设置在槽钢11不同侧、两端均连 接至槽钢11内壁均为可实行的方式，在本申请中则不做过多限定。 [0046] 如图1所示，在其中一个具体实施例中，还包括连接钢筋12，连接钢筋12横向铺设在槽钢11内靠近两端位置，纵向钢筋14通过连接钢筋12固定在槽钢11上。 [0047] 如图6、图7所示，一方面的，本申请还公开了一种空心板梁铰缝快速维修加固结构，包括上述任一实施例中的铰缝维修用预制维修件、板梁植筋25、UHPC混凝土层22、沥青 层21，UHPC混凝土层22以及沥青层21在灌注带上自下至上铺设，空心板梁铰缝快速维修加 固结构，适用于铺设在灌注带上，灌注带包括自下至上铺设的空心板24以及普通混凝土层 23，UHPC混凝土层22中采用UHPC混凝土，预制构件10铺设在UHPC混凝土层22内。 [0048] 具体的，预制构件10的数量为多个，预制构件10在顺桥面方向按第二预设间隔设置，且预制构件10的长度方向垂直于空心板梁24的设置方向，预制构件10铺设在两个以上 的空心板梁24之间形成的铰缝之上，板梁植筋25的下端固定至空心板梁24内，板梁植筋25 的上端贯穿普通混凝土层23，延伸至UHPC混凝土层22，并与湿接头相接触UHPC混凝土填充 层至少填充至与槽钢11的上表面相齐平。 [0049] 此处需要明确的是，湿接头为预制构件10的湿接头，即板梁植筋25与纵向钢筋14的延伸结构两种构件所组成的整体结构，即为本文中所指的预制构件的湿接头，预制构件 10的湿接头通过UHPC混凝土凝固后完全固定。 [0050] 如图3、图4所示，在其中一个具体实施例中，预制构件10的底部设置有支撑钢筋15，支撑钢筋15用以将预制构件10从UHPC混凝土层22的最低端面垫起至预设脱空距离，预 制构件10的底部与普通混凝土层23之间形成容置空间，UHPC混凝土能够填充满容置空间， 容置空间的高度即支撑钢筋15的直径。 [0051] 另一方面，本申请还公开了一种空心板梁24铰缝快速维修加固方法，用于制备上述任意实施例中的空心板梁24铰缝快速维修加固结构，包括如下步骤：破除待维护桥面上 的沥青层21，破除区域为灌注带51，将预制构件10运至灌注带51中，预制构件10按顺桥向按 第二预设间隔摆放，在每个预制构件10灌注带51的左、右两侧，分别植入板梁植筋25，湿接 头与板梁植筋25一一对应，且互相固定，从灌注带51的一端，顺桥向灌注UHPC混凝土，并在 灌注带51重新铺设沥青层21。 [0052] 此处需要特别指出的是，板梁植筋25植入灌注带左、右两侧的顺序，在本领域实施人员顺桥向摆放预制构件10之后，根据预制构件10的摆放位置确认植筋孔，再将板梁植筋 25植入植筋孔内，也就是说，同一侧相邻的植筋孔相隔间距优选也为第二预设间隔，与预制 构件10的间隔距离相同。UHPC混凝土为现有技术中的超高性能混凝土，本申请中仅做使用， 并未多UHPC混凝土的配制具有任何改进，故在本文中多此不做赘述。 [0053] 此外，槽钢11的内部空间浇筑的混凝土填充部16，混凝土填充部16优选为C50钢纤维混凝土，在工厂内将C50钢纤维混凝土浇筑在槽钢11内部之后，以实现预制构件10的提前 预制和养护，方便到抢修现场及时使用。 [0054] 在其中一个具体实施例中，待UHPC混凝土与所有预制构件10齐平时，停止浇筑，并及时清除顶部多余混凝土，以使预制构件10的顶部与UHPC混凝土层22的顶部端面相齐平。 [0055] 如图13所示，在其中一个具体实施例中，在“将预制构件10运至灌注带51中，预制构件10按顺桥向等间隔摆放，湿接头与板梁植筋25一一对应，且互相固定，”的步骤中，将植 入的板梁植筋25与湿接头交叉搭接(如图8所示)，使用扎丝将板梁植筋25与湿接头固定连 接。 [0056] 更具体的，将板梁植筋25通过打孔的方式插入至普通混凝土层23中，且板梁植筋25弯折呈倒置“L”型，纵向钢筋14的延伸部分搭接至板梁植筋25的内侧弯折处，在UHPC混凝 土浇筑前，能够对预制构件10更好的限位；在UHPC混凝土浇筑并凝固后，接触面积增大以使 结构强度进一步提高。 [0057] 为更好地浇筑UHPC超高性能混凝土，设计一种移动式多点布料的布料装置30和一种整跨抹平的抹平装置40，方便UHPC超高性能混凝土地快速多点浇筑和抹平。 [0058] 如图9、图10所示，在其中一个具体实施例中，布料装置30包括布料车框架31、输料斗33以及第一行走轮32，布料车框架31呈长方体框架结构，布料车框架31的长度略长于灌 注带51在顺桥向的宽度，第一行走轮32安装在布料车框架31的底部四角处，输料斗33架设 安装在布料车框架31内，且输料斗33的底部在布料车框架31的长度方向等间隔开设有注料 孔34，布料装置30沿顺桥向在灌注带51上行进，并通过输料斗33持续向灌注带51内灌注混 凝土，第一行走轮32在灌注带51两侧的原有路基52上移动。 [0059] 如图11、图12所示，在其中一个具体实施例中，抹平装置40包括抹平车框架41、抹平梁43以及第二行走轮42，抹平车框架41呈长方体框架结构，抹平车框架41的长度略长于 灌注带51在顺桥向的宽度，第二行走轮42安装在抹平车框架41的底部四角处，抹平梁43安 装在抹平车框架41的中部，抹平梁43朝下设置，且底面平整，第二行走轮42在灌注带51两侧 的原有路基52上移动，抹平装置40沿顺桥向在灌注带51上行进，且抹平装置40位于布料装 置30后侧，抹平装置40通过抹平梁43将预制构件10的顶部与UHPC混凝土层22的顶部端面抹 平，第二行走轮42在灌注带51两侧的原有路基52上移动。 [0060] 在“重新铺设沥青层21”的步骤之前，在灌注带51位置采用回弹仪测算混凝土强度达到30MPa后，浇筑沥青。 [0061] 如图13所示，施工时，预制构件10摆放完毕后，由布料装置30沿行车方向依次布料，使得湿接头布置均匀，防止集中堆积和布料不均的情况。布料同时，抹平装置40紧跟其 后，对整桥跨内的湿接头进行及时抹平。上述方法的使用可以使得预制构件10与既有路面 的高质量连接，有效规避了现场浇筑作业带来的平整度偏差问题，降低了运营阶段的车辆 冲击效应，提升了设施使用耐久性。 [0062] 更具体的，一种空心板梁铰缝快速维修加固结构，由预制剪力棒构件、混凝土湿接头和UHPC超高性能混凝土组成，所述预制构件10由槽钢11构件和混凝土组成，所述槽钢11 构件采用8#槽钢11，混凝土采用C50钢纤维混凝土；所述预制构件10的内部一侧焊接有混凝 土湿接头，湿接头的宽度≥50mm，预制构件10的两端包裹有混凝土湿接头，湿接头的宽度≥ 50mm。 [0063] 具体的，所述预制构件10的结构高度为：h‑4cm、宽度为：b‑8cm，其中，h为既有槽钢11构件的高度，b为既有槽钢11构件的宽度。 [0064] 具体的，所述预制构件10长度根据养护实际需求，采用包括3.75m的标准规格，构件内部一侧焊接横向钢筋13，钢筋采用Φ8@400钢筋。 [0065] 具体的，所述预制构件10内部两端焊接水平向钢筋，钢筋采用Φ8钢筋，其露出混凝土面长度≥50mm，用于湿接头的钢筋连接。 [0066] 具体的，所述预制构件10底部焊接4根Φ8钢筋，钢筋间距约为1m，用于支撑构件脱空1cm。 [0068] 具体的，所述混凝土湿接头的钢筋连接形式为新植入的板梁植筋25与预制构件10留出的横向钢筋13交叉搭接；板梁植筋25在预制构件10拼装就位后植入，采用Φ12的竖直 向钢筋，埋入桥梁结构的深度≥200mm。 [0069] 具体的，本申请的空心板梁24铰缝快速维修加固方法为步骤大致可概括为：(1)预制剪力棒构件生产，(2)标定切割位置，(3)凿除拟维修铰缝位置处桥面沥青层铺装，(4)清 除表面杂物，(5)拼装预制构件10并调平，(6)植入植筋孔中的板梁植筋25，(7)钢筋绑扎搭 接，(8)灌入快速UHPC混凝土并养护，(9)浇筑重载沥青并养护。 [0070] 首先，维修结构体系创新地采用预制构件10加快速UHPC混凝土湿接头组合形式，降低了预制构件10的施工难度，加快了维修速度，提升了维修作业效率，使得预制构件10用 于铰缝养护维修阶段成为可能。其次，对预制构件10参数进行了标准化定义，不仅确保新型 维修结构体系具有良好的受力性能，更有助于将养护维修作业推向规模化生产，从而大幅 降低空心板梁24铰缝维修加固成本；再次，结合现场实施情况对预制构件10的安装、UHPC浇 筑等工艺工序进行了创新和改良，进一步提高了施工质量。 [0071] 综上，采用本申请的空心板梁铰缝快速维修加固结构及其方法，能够有效解决常规维修工艺作业时间长、混凝土因养护时间不充分而出现强度不足、维修成本高昂等难题， 该工艺具备施工迅速、修复质量可靠、经济适用等特点，极适用于高速公路铰缝维修加固和 应急抢修工程，有利于快速恢复交通。能够实现对破坏部位进行高效率、高质量、低成本的 维修与加固，提高设施使用寿命并减少返修次数，将原本因维修质量不可控、维修耗时长引 起的大修变为中修、中修变为小修、小修变为日常养护，从而真正实现设施全生命周期修复 与加固的目标。 [0072] 更具体的，本申请的空心板梁铰缝快速维修加固结构，用于梁顶上的既有铰缝构造的快速加固和维修。 [0073] 首先，更换维修的结构体系创新地采用预制构件10和快速UHPC混凝土湿接头组合形式。预制构件10由槽钢11、混凝土和钢筋组成，槽钢11构件采用8#槽钢11，混凝土采用C50 钢纤维混凝土。预制构件10配筋包含横向钢筋13和纵向钢筋14两种。横向钢筋13采用，钢筋 采用Φ8HRB400级钢筋，间距是400mm，用于实现槽钢11构件与混凝土的牢固连接。纵向钢筋 14采用Φ8HRB400级钢筋，伸出预制构件10的截面长度为50mm，用于与板梁植筋25连接。预 制构件10被湿接头从前后左右四个侧面及底面5个方向包裹，湿接头为整体浇筑，利用自流 性填充预制构件10的底部空间，底面湿接头厚度为1cm。 [0074] 不同于UHPC混凝土，本工艺所采用的快速UHPC混凝土是由UHPC混合料、快硬剂、缓凝剂组成，通过配合比试验确保其标养(温度为20℃，相对湿度大于90％)2小时的抗压强度 不低于30MPa。快速UHPC混凝土用作湿接头，能够有效提升原有混凝土与预制构件10的粘结 能力、减少植筋工作量、降低混凝土养护时间，还具备UHPC混凝土和其它快速混凝土无法比 拟的后期低收缩性能，可最大限度地确保施工耐久性。而UHPC的自流性，为新旧结构连接提 供了可靠粘结能力，故预制构件10的配筋将得以简化，通过取消底部留出钢筋可以有效提 高构件生产及安装过程的实用性。与此同时，预制构件10的使用也使得施工现场的钢筋布 设、钢筋焊接、混凝土浇筑等工作量减少，作业时间得以大幅缩减。 [0075] 其次，对预制构件10的构件尺寸、钢筋布设等关键参数进行标准化定义。构件尺寸方面，采用的预制构件10高4.0cm、宽8cm。预制构件10的型钢组件长度采用3.75m的标准规 格，所对应的混凝土长度则为3.75m、宽7cm。基本能满足现阶段空心板梁24铰缝的快速维修 加固要求；钢筋布设方面，预制构件10配筋包含横向钢筋13、纵向钢筋14两种。横向钢筋13 采用，钢筋采用Φ8HRB400级钢筋，间距是400mm，用于实现槽钢11与混凝土结构的牢固连 接。纵向钢筋14采用Φ8HRB400级钢筋，伸出构件1的截面长度为50mm，用于板梁植筋25的钢 筋连接。以上构件标准化措施，不仅确保新型维修结构体系具有良好的受力性能，更有助于 将养护维修作业推向规模化生产，降低型钢伸缩缝更换维修成本。 [0076] 以某环城高速铰缝维修加固工程为实例，具体实施过程如下： [0077] 一、预制构件10制作 [0078] (1)预制构件10组成 [0079] 预制构件10由槽钢11构件、混凝土和钢筋组成，槽钢11构件采用8#槽钢11，混凝土采用C50钢纤维混凝土。 [0080] (2)预制构件10尺寸 [0081] 预制构件10高度取4.0cm、宽度取8cm、长度为375cm。槽钢11构件宽度为8cm、高度4cm、壁厚0.5cm，长度采用3.75m标准规格。对应的混凝土长度为3.75m宽度是7cm，高度是 3.5cm。 [0082] (3)预制构件10配筋 [0083] 预制构件10配筋包含横向钢筋13和纵向钢筋14两种。横向钢筋13采用，钢筋采用Φ8HRB400级钢筋，间距是400mm，用于实现槽钢11与混凝土结构的牢固连接。纵向钢筋14采 用Φ8HRB400级钢筋，伸出构件1的截面长度为50mm，用于板梁植筋25的钢筋连接。 [0084] (4)预制构件10加工 [0085] ①采购槽钢11组件 [0086] 采购8#槽钢11，构件尺寸为80mm*40mm*5mm。 [0087] ②切割槽钢11组件 [0088] 切割槽钢11，将其切割成3.75m长度的预定标准规格。 [0089] ③安装底模 [0090] 采用轧花钢模，增大预制构件10底面粗糙程度。 [0091] ④钢筋下料 [0092] 按预制构件10配筋要求进行钢筋下料。 [0093] ⑤钢筋布设及搭接 [0094] 按预制构件10配筋要求布设钢筋，并将钢筋焊接成整体骨架结构 [0095] ⑥安装侧模 [0096] 采用钢模，确保接缝部位不漏浆。 [0097] ⑦浇筑混凝土并养护 [0098] 涂刷脱模剂后，浇筑C50钢纤维混凝土，浇筑过程中不得扰动钢筋，确保振捣密实。 [0099] ⑧养护 [0100] 洒水覆盖保湿养护时间不少于14d，待强度达到50MPa后方可吊装运输。 [0101] ⑨拆模 [0102] 混凝土强度达到1.2MPa后即可拆除侧模。 [0103] 预制构件10加工环节采用通用施工工艺，不作进一步赘述。 [0104] 二、破除沥青层21 [0105] (1)标定：现场标定出待维修加固的桥梁区域。 [0106] (2)切割：采用路面切割机按照标定的切割位置对路面进行切割，切割深度控制在4cm。 [0107] (3)铣刨：采用小型铣刨机将施工区域的沥青层铣刨，铣刨深度为8cm(铣刨深度通常为原有沥青层的厚度)，不得破坏混凝土铺装层，并保证边线沥青完整齐平。 [0108] 三、清除表面垃圾 [0111] 四、植入灌注带51中的板梁植筋25 [0112] (1)顺桥向灌注带51中，板梁植筋25植入数量为两侧各两根，亦使用冲击钻在横向留出筋旁的梁顶上钻孔，孔深不少于150mm，孔径不少于17mm。 [0113] (2)用空压机吹净孔内粉尘，然后注入植筋胶。 [0114] (3)清孔完成后，随即插入Φ12竖直向钢筋。 [0115] 五、拼装预制构件10 [0116] (1)人工搬运预制构件10至灌注带51内，单根质量约为35kg。 [0117] (2)顺桥向依次摆放预制构件10，构件摆放整齐，间距控制在3～4cm。 [0118] 六、钢筋搭接 [0119] 将新植入的板梁植筋25与预制构件10留出的锚固钢筋交叉搭接。使用扎丝将上述钢筋进行连接，搭接部位长度不少于5d，即6cm。 [0120] 七、灌入快速UHPC混凝土并养护 [0121] (1)灌入快速UHPC混凝土 [0122] 检查湿接头搭接质量，确认无问题后，拌合快速UHPC混凝土，待混合料拌和均匀后，工人用前文设计的布料装置30，从灌注带51的一端灌入快速UHPC混凝土，并在布料装置 30之后，抹平装置40在布料装置30之后跟进，对新铺装路面进行抹平处理，待灌注带均填满 后，且UHPC混凝土与所有预制构件10的顶面齐平之后，停止浇筑，并及时清除多余混凝土。 [0123] (2)养护 [0124] 喷洒养护剂后覆盖保湿养护。养护时长视气候条件而定，通常20℃的条件下养护2小时后强度可达到30MPa。 [0125] 八、浇筑沥青 [0126] 现场采用回弹仪测算混凝土强度达到30MPa后即可浇筑沥青。沥青浇筑厚度为3cm。 [0127] 以上现场施工作业时长约345分钟，不足6小时。 [0128] 由于采取了以上维修结构体系及工艺，取得了如下有益的技术效果： [0129] 1、作业时间降低至6小时以内，有利于快速开放交通； [0130] 2、设施耐久性和使用寿命大幅提升，返修频次大大降低，有利于高速公路的正常通行； [0131] 3、有利于将现有型钢伸缩缝维修作业推向标准化、规模化生产，从而大幅降低生产作业成本。 [0132] 以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技 术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨 在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的 其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。 |
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