一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法.pdf

本发明公开了一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，属于桥梁工程领域。首先封闭待加固桥面的U形肋空腔，向每个U形肋空腔内钻通孔，其中部分通孔定为压浆孔，其余部分为排气孔。通过压浆孔向所在的空腔压入双组份的膨胀性高聚物化学浆液，排气孔有浆液溢出时立即堵住该排气孔，待压浆管中浆液不再流动后，继续稳压5分钟。该加固部分桥面完成压浆15分钟后，即可开放该部分桥面的交通。本发明的加固施工方法速度快，对交通影响很小，操作简单。加固后，可增加U形肋部分的刚度，减小车轮荷载作用下的局部变形，改善U形肋与钢桥面板焊接处的应力状态，减小疲劳开裂的风险，并减缓已有疲劳裂纹的扩展，从而提高正交异性板桥面的使用寿命。

1.  一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，包括如下步骤：①根据对车流的调控方案，确定整个桥面中分批加固的部分；②检查并封闭U形肋的空腔；③向每个U形肋空腔内钻通孔，其中部分通孔定为压浆孔，其余部分为排气孔，并予以标识；④封闭该加固部分桥面的交通；⑤通过压浆孔向所在的空腔压入双组份的膨胀性高聚物化学浆液，排气孔有浆液溢出时立即堵住该排气孔，待压浆管中浆液不再流动后，继续稳压5分钟；⑥封堵已压浆空腔的通孔；⑦该加固部分桥面全部完成压浆15分钟后，开放该部分桥面的交通。

2.  如权利要求1所述的一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，其特征是：在步骤⑤中，一个空腔的所有压浆孔都外接压浆管，并同时压浆。

3.  如权利要求1所述的一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，其特征是：在步骤③中，每个空腔的通孔数量多于2个，压浆孔和排气孔相间隔设置。

4.  如权利要求1所述的一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，其特征是：在步骤③中的通孔间距不小于1米。

5.  如权利要求1所述的一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，其特征是：当步骤③中的通孔位于U形肋侧面时，通孔中心到U形肋底板下表面垂直距离为6公分。

6.  如权利要求1所述的一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，其特征是：步骤④提前到步骤③之前。

7.  如权利要求1所述的一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，其特征是：步骤⑤中所述的高聚物为聚氨酯。

一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法
技术领域
本发明涉及一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，属于桥梁工程领域。
背景技术
随着我国经济的快速发展，一批大跨径跨江跨海公路桥梁相继开工，并陆续建成通车，在我国桥梁建筑史上出现了空前的建设大跨径桥梁的高潮。钢箱梁的抗扭刚度大，弯曲应力图合理，剪应力小，特别适用于大跨径桥梁、弯桥和窄墩柱桥。再考虑到轻量化、预制加工和经济性，公路大跨度悬索桥和斜拉桥基本上都选择流线型的钢箱梁做加劲梁。
由于钢箱梁的结构柔度较大，钢桥面板一般是采用正交异性板结构，即在钢桥面板下面通过纵向U形肋，横肋及横隔板来加劲以提高其刚度。但是即使如此，正交异性板中却普遍存在疲劳开裂问题。这是由于当前桥面板和纵横加劲肋主要通过焊接的形式连接，在轮载作用下，焊缝处会产生较大的应力。由于焊缝本身的疲劳强度不高，再加上焊接残余应力和焊接技术的初始缺陷较多，从而在焊缝处产生较大的应力集中现象。这都将导致焊缝处严重的疲劳开裂。
疲劳裂纹的加固方法主要包括钢板补强法、夹心层结构补强法、碳纤维加固法、内隔板及L形角钢加固纵肋、钢板补强法等。但这些方法除了自身的一些缺点外，普遍存在着实施起来施工周期长，影响交通等不足。
工程中急需一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，希望在减小车轮荷载作用下局部变形的同时，能尽量减少对交通的影响。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法。该施工方法包括以下施工过程。首先，对出现疲劳裂纹后需要加固的桥梁制定车流调控方案，如果道路是分幅的，可每次加固一幅，将双向的车流都集中到另一幅；若道路是单幅的，可只关闭数个车道，从而确定整个桥面中分批需要加固的部分。接着，检查所有的U形肋四周，包括端部，若发现有开口或缝隙，及时封堵，保证内部整个空腔的密闭性。随后，向每个U形肋空腔内钻通孔，其中部分通孔定为压浆孔，其余部分为排气孔，并予以标识。封闭加固部分桥面的交通。通过压浆孔向所在的空腔压入双组份的膨胀性高聚物化学浆液，排气孔有浆液溢出时立即堵住该排气孔，待压浆管中浆液不再流动后，继续稳压5分钟，此时内部高聚物已逐渐具有一定的强度，停止压浆。封堵已压浆空腔的通孔。一般情况下，注浆15分钟后高聚物的强度可以达到最终强度的95%，因此，该加固部分桥面全部完成压浆15分钟后，开放该部分桥面的交通，并可根据调控方案，进行下一部分桥面的加固。
为加快速度，并确保在较短时间内快速注入高聚物浆液，在步骤⑤中，可以一个空腔的所有压浆孔都外接压浆管，并同时压浆。
因压浆作业至少需要有一个压浆孔和一个排气孔，因此在步骤③中，可以要求每个空腔的通孔数量多于2个，压浆孔和排气孔相间隔设置。
因在一定压力作用下，膨胀性高聚物浆液会快速的流动，主动填充所在空间，通孔之间距离可以较大，因此可以将通孔间距定为不小于1米。
考虑到U形肋底部弯折处存在一定的加工残余应力，也是较易开裂的部位，U形肋上的通孔不易离U形肋底板太近，步骤③中的通孔位于U形肋侧面时，可对通孔的位置提出进一步的要求，通孔中心到U形肋底板下表面垂直距离为6公分。因偏高的话不便压浆作业。
也可把步骤④提前到步骤③之前，但应尽量减小封闭交通的时间。除了在桥面上开通孔的情况外，可只在压浆过程中中断交通。
因目前双组份的膨胀性聚氨酯化学浆液应用较广泛，因此提出，步骤⑤中所述的高聚物可以为聚氨酯。
U形肋底板受拉，为不削弱其作用，通孔避免开在U形肋底板上。
与现有技术相比，本发明的一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法，具有以下有益效果：
1. 高聚物填充到U形肋空腔后，增加了U形肋部分的刚度，使所受到的局部荷载向更长的纵向分配，车轮下的局部变形减小，从而减小了局部应力，减轻了疲劳应力的严重程度，增加了桥面的疲劳寿命；
2. 高聚物相对其他材料，重量较轻，使增加的桥面重量较小；
3. 加固施工速度快，理想情况下，只需对加固部分桥面封闭交通半小时左右，大大减小了对交通的影响；
4．施工简单，只需要打孔，及比较简单的专业化的压浆作业，便于施工及质量控制。
附图说明
  图1  实施例一对应的通孔布置示意图；
             图2  实施例二对应的通孔布置示意图。
附图中：1—钢箱的顶板，2—U形肋，3—桥面的面层，4—压浆孔，5—排气孔，6—高聚物。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案进行了描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
一种快速加固U形肋正交异性板桥面的施工方法,其对应的通孔布置示意图见图1。在该实施例中，压浆加固所需的压浆孔（4）和排气孔（5）布置在钢箱梁内。待加固钢箱梁的正交异性板桥面由钢箱的顶板（1）、U形肋(2)及桥面的面层（3）组成。首先，制定车流调控方案，从而确定整个桥面中本批需要加固的部分。接着，检查所有的U形肋（2）的四周，包括端部，若发现有开口或缝隙，及时封堵，保证每个U形肋（2）内部整个空腔的密闭性。随后，准备在每个U形肋（2）的一侧钻包括压浆孔（4）和排气孔（5）的通孔。在两个横隔板之间的钢箱内，从其中的一个横隔板量起，每隔1米在U形肋（2）的一个外侧壁上做竖向标志线，再从U形肋（2）底板下表面向上垂直测量6公分，画水平线标志线。竖向标志线与水平标志线交点位置即为钻孔位置。在所示的钻孔位置钻直径为6mm的小孔。将通孔相间隔地分为压浆孔（4）和排气孔（5），并做标志。封闭加固部分桥面的交通。沿着一根U形肋(2)从钢箱梁的一端数起，当压浆孔（4）的数量等于所准备的压浆枪数量后，在下一个压浆孔（4）中慢速压入部分双组份的膨胀性高聚物化学浆液，将U形肋（2）内的空腔从此处隔断。依次对整根U形肋（2）的空腔进行分隔。随后的正式压浆，每次就只针对一个分隔后的小空腔。正式注浆时，所有的压浆枪的注浆嘴抵触在对应的压浆孔（4），同时向所在的小空腔压入双组份的膨胀性高聚物化学浆液，排气孔有浆液溢出时立即堵住该排气孔，待压浆管中浆液不再流动后，继续稳压5分钟，此时内部高聚物（6）已逐渐具有一定的强度，停止压浆。封堵已压浆空腔的通孔。该加固部分桥面全部完成压浆15分钟后，开放该部分桥面的交通，并可根据调控方案，进行下一部分桥面的加固。
 实施例二
本实施例与实施例一类似，其对应的通孔布置示意图见图2。主要区别是通孔设置在U形肋（2）上方的桥面，即通孔穿过桥面的面层（3）及钢箱的顶板（1），钻孔作业在桥面上进行。首先，制定车流调控方案，从而确定整个桥面中本批需要加固的部分。接着，检查所有的U形肋（2）四周，包括端部，若发现有开口或缝隙，及时封堵，保证每个U形肋（2）内部整个空腔的密闭性。封闭加固部分桥面的交通。从钢箱梁的一端开始，沿每个U形肋（2）上方中心位置向钢箱梁的另一端画标志线，再在该标志线上每间隔一米画横向短交叉线。交叉点位置即为钻孔位置。在所示的钻孔位置钻直径为8mm的小孔。将通孔相间隔地分为压浆孔（4）和排气孔（5），并做标志。沿着一根U形肋(2)从钢箱梁的一端数起，当压浆孔（4）的数量等于所准备的压浆枪数量后，在下一个压浆孔（4）中慢速压入部分双组份的膨胀性聚氨酯化学浆液，将U形肋（2）内的空腔从此处隔断。依次对整根U形肋（2）的空腔进行分隔。每次压浆就只针对一个分隔后的小空腔。正式注浆时，所有的压浆枪的注浆嘴抵触在对应的压浆孔（4），同时向所在的小空腔压入双组份的膨胀性聚氨酯化学浆液，排气孔有浆液溢出时立即堵住该排气孔，待压浆管中浆液不再流动后，继续稳压5分钟后停止压浆。可用环氧砂浆封堵已压浆空腔的通孔。该加固部分桥面全部完成压浆15分钟后，开放该部分桥面的交通，并可根据调控方案，进行下一部分桥面的加固。