一种基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法与流程

本发明涉及桥梁加固领域。更具体地说，本发明涉及一种基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法。

背景技术：

1、钢结构普遍应用于建筑与桥梁领域。欧美地区的钢构桥梁建设始于19世末和20世纪初，耐久性病害突出、设计荷载标准提高，亟需维修与加固。限于养护理念和市场的原因，欧美国家加固设计及施工案例不多，以局部更换损伤构件、补焊/栓钢板法、粘贴碳纤维材料法或拆除重建等为主。

2、劲形骨架法主要应用于新建工程领域中，在旧桥加固领域尚无应用。如大跨径拱桥、无支架悬挂模板现浇工程中，其理念是先用钢管或其他型材合拢成框架后，再在内部浇筑混凝土形成钢混结构物。

3、我国钢桥占比不大，目前以早期的文物桥维修、近期的钢桥面板维修为重点研究方向。中国桥梁加固技术在欧美国家发展迎来了机遇，但在钢结构桥梁加固领域需根据欧美桥梁特征研发新的技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，将旧钢桥作为后期加固混凝土的浇筑支架，最终形成高承载力、高耐久性的钢混结构物；广泛适用于钢桁架梁桥、钢桁架拱桥、钢板i梁桥、钢箱梁桥等。

2、本发明解决此技术问题所采用的技术方案是：一种基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，包括以下步骤：

3、准备待加固的旧钢桥；

4、结构重新设计；

5、节点的加固处理和耐久性提高措施；

6、旧钢桥构件上新增剪力键和绑扎钢筋；

7、封闭旧钢桥交通，浇筑混凝土并养护；

8、完成加固。

9、作为本发明进一步的方案是：所述待加固的旧钢桥类型包括钢桁架梁桥、钢桁架拱桥、钢板i梁桥、钢箱梁桥，不限于结构技术状况等级均可进行加固，只要其自身或进行简单加固后能承受后期施工荷载即可。

10、作为本发明进一步的方案是：所述结构重新设计，是在对旧钢桥进行结构分析并做加固设计。具体包括且不限于：

11、a)设计施工步骤，需考虑旧钢桥是否能承受后期施工荷载、混凝土是否需要分次浇筑、是否拆除桥面板从而卸载等；

12、b)结构体系是否变化，主要研究杆件连接节点是否变化；

13、c)构件的加固设计，根据各杆件在新荷载标准下的受力情况，设计各构件的加固尺寸；

14、d)因构件加固后抗失稳能力加强，分析原桥可拆除的冗余构件。

15、作为本发明进一步的方案是：所述节点的加固处理，节点的变化将直接影响桥梁整体结构受力体系是否变化。包括：直接补强加固原节点、原栓接或销接节点外包或内填uhpc钢筋混凝土更换为整体节点，还可通过激光扫描，3d打印预制节点块后粘贴加固等。。

16、作为本发明进一步的方案是：所述耐久性提高措施，包括且不限于钢结构外包混凝土、钢构件除锈刷漆、安装阴极保护措施等。

17、作为本发明进一步的方案是：旧钢桥构件上新增剪力键是将新增的钢筋混凝土与旧桥钢构件进行连接，以实现共同受力；新增剪力键包括且不限于在旧钢桥构件上焊剪力钉、焊剪力型钢、钻孔后穿对拉螺栓等。

18、作为本发明进一步的方案是：新增钢筋混凝土，是在旧桥钢构件内部或外部新增材料，共同受力，以实现构件的承载力提高。绑扎钢筋和浇筑混凝土具体包括且不限于：绑扎钢筋、封闭旧桥交通后从下往上压注混凝土或从上往下灌注混凝土；要求混凝土采用轻质高强材料，在提高承载力的同时，尽量减小新增结构的重量。

19、本发明至少包括以下有益效果：

20、1)相对于传统的钢桥加固方法，该方法成本低、工效高、提载效果明显。同等加固目标下，钢筋混凝土造价较全部为钢材或碳纤维材料低；混凝土浇筑实现化整为零、避免了高空运输和安装型钢的麻烦；钢混叠合的结构能有效提高结构的承载力和稳定性。

21、2)该方法不限于旧桥技术状况等级，均可进行加固，只要旧桥自身或进行简单加固后能承受后期施工荷载即可。针对计划拆除重新的钢桥，优势更为明显，能有效避免资源浪费和环境污染。

22、3)该方法在加固旧桥的同时，能提高桥梁剩余寿命，尤其在钢杆件外包混凝土加固工程中优势更为明显。

23、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，其特征在于，所述待加固的旧钢桥类型包括钢桁架梁桥、钢桁架拱桥、钢板i梁桥、钢箱梁桥，不限于结构技术状况等级均可进行加固，只要其自身或进行简单加固后能承受后期施工荷载即可。

3.如权利要求1所述的基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，其特征在于，所述结构重新设计，具体包括：

4.如权利要求1所述的基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，其特征在于，所述节点的加固处理，包括：直接补强加固原节点、原栓接或销接节点外包、内填钢筋uhpc混凝土更换为整体节点或通过激光扫描、3d打印预制节点块后粘贴加固。

5.如权利要求1所述的基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，其特征在于，所述耐久性提高措施，包括钢结构外包混凝土、钢构件除锈刷漆、安装阴极保护措施。

6.如权利要求1所述的基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，其特征在于，旧钢桥构件上新增剪力键是将新增的钢筋混凝土与旧桥钢构件进行连接；新增剪力键包括在旧钢桥构件上焊剪力钉、焊剪力型钢、钻孔后穿对拉螺栓。

7.如权利要求1所述的基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，其特征在于，绑扎钢筋和浇筑混凝土具体包括：绑扎钢筋、封闭旧桥交通后从下往上压注混凝土或从上往下灌注混凝土；混凝土采用轻质高强材料。

技术总结本发明公开了一种基于劲形骨架设计理念的钢桥加固方法，包括以下步骤：准备待加固的旧钢桥；结构重新设计；节点的加固处理和耐久性提高措施；旧钢桥构件上新增剪力键和绑扎钢筋；封闭旧钢桥交通，浇筑混凝土并养护；完成加固。本发明将旧钢桥作为后期加固混凝土的浇筑支架，最终形成高承载力、高耐久性的钢混结构物。广泛适用于钢桁架梁桥、钢桁架拱桥、钢板I梁桥、钢箱梁桥等。技术研发人员：陈进,赵靖,金玉娟,陈锋,刘学魁,陈亮,闫明辉,程振清,徐文豪受保护的技术使用者：中交特种工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27