混凝土T形截面梁桥空间双K字撑横向增强装置

摘要

一种混凝土T形截面梁桥空间双K字撑横向增强装置，包括安装于T形截面梁桥相邻马蹄之间的横撑，横撑的中央安装有主连接板；所述的主连接板在竖直方向上与竖撑的一端固定，竖撑的另一端固定在马蹄与顶板的交汇处；主连接板在水平方向上与水平撑的一端固定，水平撑的另一端固定在马蹄与横隔板底部的交汇处。本发明通过采用空间双K字撑对混凝土T形截面梁桥的横向联系进行增强，一方面通过竖向K字撑对顶板进行支承，另一方面通过水平K字撑对原有混凝土横隔板进行支承，使得本发明与原有桥梁共同作用，减小了重车过桥时混凝土横隔板的受力，起到了保护作用，并使得受力稳定，从而有效防止了开裂的发生。

权利要求

1.一种混凝土T形截面梁桥空间双K字撑横向增强装置，其特征在于：包括安装于T形截面梁桥相邻马蹄之间的横撑(1)，横撑(1)的中央安装有主连接板(3)；

所述的主连接板(3)在竖直方向上与竖撑(5)的一端固定，竖撑(5)的另一端固定在马蹄与顶板的交汇处；主连接板(3)在水平方向上与水平撑(6)的一端固定，水平撑(6)的另一端固定在马蹄与横隔板底部的交汇处；

所述的马蹄在与横撑(1)的连接处、顶板在与竖撑(5)的连接处、横隔板在与水平撑(6)的连接处分别设置预埋板(2)；

所述的横撑(1)、竖撑(5)、水平撑(6)与预埋板(2)之间通过连接板(4)连接；

所述的主连接板(3)与横撑(1)、竖撑(5)、水平撑(6)之间，预埋板(2)与连接板(4)之间，以及连接板(4)与横撑(1)、竖撑(5)、水平撑(6)之间均采用焊接或螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的混凝土T形截面梁桥空间双K字撑横向增强装置，其特征在于：所述的预埋板(2)采用混凝土外表面环氧树脂粘结钢板，并采用膨胀螺栓加压固定。

3.根据权利要求1所述的混凝土T形截面梁桥空间双K字撑横向增强装置，其特征在于：所述的横撑(1)与竖撑(5)采用角钢，水平撑(6)采用钢板。

说明书

混凝土T形截面梁桥空间双K字撑横向增强装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种混凝土T形截面多梁桥的横向联系增强装置，具体涉及一种混凝土T形截面梁桥空间双K字撑横向增强装置。

背景技术

[0002] T型梁桥是以T型梁为主要承重结构的梁式桥。预应力混凝土T形截面梁桥由于其施工简便、适用性强、造价合理，在我国得到了广泛使用。而在最近几年，其上部结构特别是横向联系部分开裂，渗水，甚至断裂时有发生([1]邢丽丽,常忠.国内近期桥梁垮塌案例分析与启示[J],福建建筑,2011(9):27-28；[2]刘渊,马少飞.T梁桥横隔板病害对全桥受力的影响分析[J],公路交通科技,2012(4):38-40；[3]吕玉匣,刘炎海.横隔板对多主梁结构受力行为的影响分析[J],兰州交通大学学报,2004,23(1):38-42)，引起了工程界的注意。已有的对策多从裂缝处治、设计受力改善等方面出发([4]文勇,刘德军.横隔板对简支T梁横向动力特性的影响[J],科技资讯,2011(1):29-31；[5]刘润阳,T梁横隔板不同连接状态对主梁受力的影响[J],铁道建筑,2009(3):46-48)，对于横向联系的增强装置等直接参与协同工作、改善原有结构受力的装置等相关研究缺乏,目前采取的措施为简单的钢板连接([6]李之达,李其林,李耘宇.简支T梁桥横向联系与加固[J],湘潭大学自然科学学报,

[0003] 2010,32(3):39-43；[7]Abendroth R.E.,Klaiber F.W.,Shafer M.W.[0004] Diaphragm effectivenesss in prestressed-concrete girder bridges,Journal of Structural Engineering,1995,121(9):1352-1369)，并只在试验条件中进行研究，尚未应用于已建桥梁的加固中。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种能够提高已建桥梁的横向联系强度，减小原有横隔板的受力，有效防止发生开裂的混凝土T形截面梁桥空间双K字撑横向增强装置。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：包括安装于T形截面梁桥相邻马蹄之间的横撑，横撑的中央安装有主连接板；

[0007] 所述的主连接板在竖直方向上与竖撑的一端固定，竖撑的另一端固定在马蹄与顶板的交汇处；主连接板在水平方向上与水平撑的一端固定，水平撑的另一端固定在马蹄与横隔板底部的交汇处。

[0008] 所述的马蹄在与横撑的连接处、顶板在与竖撑的连接处、横隔板在与水平撑的连接处分别设置预埋板；

[0009] 所述的横撑、竖撑、水平撑与预埋板之间通过连接板连接。

[0010] 所述的预埋板采用混凝土外表面环氧树脂粘结钢板，并采用膨胀螺栓加压固定。

[0011] 所述的横撑与竖撑采用角钢，水平撑采用钢板。

[0012] 所述的主连接板与横撑、竖撑、水平撑之间，预埋板与连接板之间，以及连接板与横撑、竖撑、水平撑之间均采用焊接或螺栓连接。

[0013] 与现有技术相比，本发明通过采用空间双K字撑对混凝土T形截面梁桥的横向联系进行增强，一方面通过竖向K字撑对顶板进行支承，另一方面通过水平K字撑对原有混凝土横隔板进行支承，使得本发明与原有桥梁共同作用，减小了重车过桥时混凝土横隔板的受力，起到了保护作用，并使得受力稳定，从而有效防止了开裂的发生。通过在主跨40m的T形截面梁桥上测试发现：在活载作用下原结构跨中下缘中横隔板应力为1.674MPa，采用本发明增强后为1.37MPa，减小幅度为18.2％；原结构跨中下缘边横隔板应力为0.572MPa，采用本发明增强后为0.463MPa，减小幅度为19.1％；原结构1/3L下缘中横隔板应力为0.603MPa，采用本发明增强后为0.511MPa，减小幅度为15.3％；原结构1/3L下缘边横隔板应力为0.223MPa，采用本发明增强后为0.219MPa，减小幅度为1.8％。在重车作用下，采用本发明后原有横隔板下缘受拉应力水平降低19％；并且通过有限元分析，在气温升降时采用本发明能使原横隔板受力明显降低。

[0014] 进一步的，本发明通过在桥梁的相应位置安装预埋板，并通过连接板与预埋板连接，从而固定在桥梁上进行支承，具有更好的承受能力。

[0015] 优化的，本发明的横撑与竖撑采用角钢，角钢在使用中具有很好的可焊性、塑性变形性能及较大的机械强度，因而承载效果更加显著。

[0016] 优化的，本发明的预埋板采用混凝土外表面环氧树脂粘结钢板通过膨胀螺栓加压固定，粘接强度更高，并且具有优异的柔韧性能，能够增强受力能力。

附图说明

[0017] 图1本发明的整体结构示意图；

[0018] 图2本发明竖向K字撑结构示意图；

[0019] 图3本发明水平K字撑结构示意图；

[0020] 附图中：1.横撑；2.预埋板；3.主连接板；4.连接板；5.竖撑；6.水平撑。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

[0022] 参见图1，本发明包括安装于T形截面梁桥相邻马蹄之间的横撑1，横撑1的中央安装有主连接板3，主连接板3在竖直方向上与竖撑5的一端固定，竖撑5的另一端固定在马蹄与顶板的交汇处；主连接板3在水平方向上与水平撑6的一端固定，水平撑6的另一端固定在马蹄与横隔板底部的交汇处。其中，横撑1与竖撑5采用角钢，水平撑6采用钢板。

[0023] 参见图2，3，本发明的马蹄在与横撑1的连接处、顶板在与竖撑5的连接处、横隔板在与水平撑6的连接处分别设置预埋板2，预埋板2采用混凝土外表面环氧树脂粘结钢板，并采用膨胀螺栓加压固定；横撑1、竖撑5、水平撑6与预埋板2之间通过连接板4连接。其中，主连接板3与横撑1、竖撑5、水平撑6之间，预埋板2与连接板4之间，以及连接板4与横撑1、竖撑5、水平撑6之间均采用焊接或螺栓连接。

[0024] 本发明主要由竖向和水平方向两组K字撑通过中央主连接板连接组成，保证协同工作机受力的稳定性。

[0025] 本发明的安装步骤：

[0026] 第一步，预埋板定位，将相应位置混凝土凿毛；

[0027] 第二步，安装第一预埋板2，在T梁顶板及马蹄相应位置打孔，注意避开钢筋，采用环氧树脂粘贴并采用化学螺栓或膨胀螺栓加压固定；

[0028] 第三步，安装竖撑5，调整角度后，安装中央主连接板3；

[0029] 第四步，安装横撑1，适当调整角度，采用高强螺栓使其与中央主连接板3及马蹄处的第二预埋板6相接；

[0030] 第五步，安装水平方向的K字撑，采用高强螺栓使水平撑7与第三预埋板8及中央主连接板3连接。

[0031] 第六步，全部撑件连接检查、高强螺栓紧固到位，完成空间双K字撑安装。

[0032] 表1为活载作用下增强装置对于横隔板应力的影响(单位：MPa)；

[0033]

[0034] 结合表1数据发现，在活载作用下原结构跨中下缘中横隔板应力为1.674MPa，采用本发明增强后为1.37MPa，减小幅度为18.2％；原结构跨中下缘边横隔板应力为0.572MPa，采用本发明增强后为0.463MPa，减小幅度为19.1％；原结构1/3L下缘中横隔板应力为0.603MPa，采用本发明增强后为0.511MPa，减小幅度为15.3％；原结构1/3L下缘边横隔板应力为0.223MPa，采用本发明增强后为0.219MPa，减小幅度为1.8％。

[0035] 由此可见，本发明能够提高已建桥梁的横向联系强度，减小原有横隔板的受力，进而有效的防止开裂发生。