一种充气式水下加固膜及其加固方法

本发明设计涉及桥梁墩桩加固，尤其涉及一种充气式水下桥墩快速加固膜及其加固方法。

背景技术：

1、桥梁建设是经济发展的重要基础，自进入21世纪以来，中国桥梁建设快速发展。随着桥梁使用年限的增长以及桥梁负荷的日趋增大，桥梁均很容易出现破损，其中桥梁的墩桩，由于长期浸泡在水下使用环境的原因，极易出现保护层脱落、柱体钢筋腐蚀等病害，严重危机桥梁安全。因此研究可行的、快速便捷的、低成本的桥梁水下加固装置具有重要意义。

2、目前我国的桥梁水下加固大多是针对附着在河床上的桩基，比如申请号为：202210243929.1的专利，进行桥梁水下墩桩损伤加固时仅采用了一种快速封底技术，其待加固区域仍采用传统方法；再如申请号为：202120696029.3的专利，其加固装置较为复杂，同时无法根据不同大小的待加固桥梁水下墩桩来灵活调整自身尺寸，局限性较高；综上此类加固较为简单，通常会导致难加工、周期长等问题的出现，故在这种情况下，需要一种可拆卸式、施工简便高效的加固技术，以便于桥梁水下墩桩的加固。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足，本发明提供了一种充气式水下加固膜及其加固方法，以解决现有技术中加固设备无法简单拆卸、装配施工复杂、无法灵活适应不同尺寸的墩桩的技术问题。

2、本发明提供了一种充气式水下加固膜，包括：加固区部分、封底区部分、定位支撑件；

3、加固区部分包括：固定用充气膜块、连接用充气膜块；固定用充气膜块成矩形，四周一周圈均设有连接件，表面设有充气口、定位穿孔，通过充气口可给固定用充气膜块充气，定位穿孔与固定充气膜块之间密封连接，定位穿孔可供固定螺栓穿过，固定螺栓将固定用充气膜块与定位支撑件连接；连接用充气膜块成矩形，四周一周圈均设有连接件，表面设有充气口，通过充气口可给连接用充气膜块充气；固定用充气膜块与连接用充气膜块之间、连接用充气膜块与连接用充气膜块之间可通过连接件连接；加固区部分通过数个固定用充气膜块、连接用充气膜块拼接成周圈密封的圆筒状；封底区部分包括：混凝土包裹布、绳索；混凝土包裹布可围成锥桶状，混凝土包裹布大口边缘设置连接件可与固定用充气膜块、连接用充气膜块连接；绳索缠绕混凝土包裹布对混凝土包裹布进行紧固定型。

4、进一步地，所述固定用充气膜块包括：双层防水布、充气气囊；双层防水布成矩形，四周密封连接、中间中空；充气气囊设置在双层防水布的中间中空部分；双层防水布每条边上均设有一条密封拉链；双层防水布的表面开设有充气口，充气口与充气气囊连通；定位穿孔贯穿双层防水布、充气气囊；

5、所述连接用充气膜块包括：双层防水布、充气气囊；双层防水布成矩形，四周密封连接、中间中空；充气气囊设置在双层防水布的中间中空部分；双层防水布每条边上均设有一条密封拉链；双层防水布的表面开设有充气口，充气口与充气气囊连通；固定用充气膜块与连接用充气膜块之间通过拉链拉合。

6、进一步地，所述混凝土包裹布的大口边缘的连接件为密封拉链。

7、进一步地，所述定位穿孔内设有橡胶块；橡胶块厚度与固定用充气膜块充气后厚度相同，橡胶块上开设有螺纹孔供固定螺栓旋入。

8、进一步地，所述定位支撑件包括：外侧支撑板、内侧支撑板、支撑杆；支撑杆一端在固定用充气膜块充气后可径向支撑在墩桩表面，另一端与内侧支撑板的一面连接，支撑杆垂直于内侧支撑板平面中心位置；内侧支撑板另一面与固定用充气膜块的定位穿孔处的内壁贴合，内侧支撑板覆盖定位穿孔，表面设有螺纹孔供固定螺栓旋入；外侧支撑板的一面与固定用充气膜块的定位穿孔处的外壁贴合，外侧支撑板覆盖定位穿孔，表面设有螺纹孔供固定螺栓旋入；外侧支撑板、内侧支撑板可实现对固定用充气膜块的夹持。

9、本发明还提供了一种充气式水下加固膜的加固方法，包括如下步骤：

10、步骤1：确定桥梁墩桩水下待加固区域的底口位置，对待加固区域进行表面处理；

11、步骤2：在底口位置围拢混凝土包裹布，并通过绳索扎紧混凝土包裹布；

12、步骤3：通过混凝土包裹布大口处的密封拉链，以高度方向自下而上一层一层拼接固定用充气膜块和连接用充气膜块；通过固定螺栓将定位支撑件固定在固定用充气膜块上；

13、步骤4：搭接充气管通过充气口给充气气囊充气，直至加固区部分形成周圈密封的圆筒状、支撑杆径向支撑在墩桩表面；

14、步骤5：在混凝土包裹布围拢出的空间内浇筑适量混凝土，作为初期结构性封底；

15、步骤6：待初期结构性封底完成，在加固区部分形成周圈密封的圆筒状空间内浇筑混凝土；

16、步骤7：待混凝土凝固达到强度要求后，对加固区部分进行放气并通过密封拉链拆卸加固区部分，完成加固过程。

17、进一步地，所述步骤3中，每层拼接固定用充气膜块和连接用充气膜块中，有四块固定用充气膜块，其余为连接用充气膜块，固定用充气膜块等间距设置。

18、进一步地，所述步骤3中，每层拼接固定用充气膜块和连接用充气膜块中，有八块固定用充气膜块，其余为连接用充气膜块，固定用充气膜块等间距设置。

19、进一步地，所述步骤3中，层与层之间的固定用充气膜块错位设置。

20、本发明的有益效果：

21、本发明操作简单高效、方便快捷、危险性较低、可循环重复利用、经济性好。工人下水后将混凝土包裹布迅速围绕结构缠裹，通过拉链自下而上拼接固定用充气膜块、连接用充气膜块，然后在充气口接上充气管进行充气，从而迅速成型，同时定位连接件自动撑起，支撑充气膜块的同时围拢出环形加固浇筑空间，然后向空间内浇筑少量混凝土作为初期结构性封底，待混凝土达到预期强度后，继续二次浇筑大量混凝土，等混凝土达到最终强度，通过拉链拆除固定用充气膜块、连接用充气膜块，从而完成加固。

22、本发明相比传统加固方法，不仅能够实现桥梁水下墩桩的加固，而且还具有安装简便、安全环保、可重复利用、经济性好等优点。

技术特征：

1.一种充气式水下加固膜，其特征在于，包括：加固区部分、封底区部分、定位支撑件；

2.如权利要求1所述的充气式水下加固膜，其特征在于，所述固定用充气膜块包括：双层防水布、充气气囊；双层防水布成矩形，四周密封连接、中间中空；充气气囊设置在双层防水布的中间中空部分；双层防水布每条边上均设有一条密封拉链；双层防水布的表面开设有充气口，充气口与充气气囊连通；定位穿孔贯穿双层防水布、充气气囊；

3.如权利要求1或2所述的充气式水下加固膜，其特征在于，所述混凝土包裹布的大口边缘的连接件为密封拉链。

4.如权利要求1或2所述的充气式水下加固膜，其特征在于，所述定位穿孔内设有橡胶块；橡胶块厚度与固定用充气膜块充气后厚度相同，橡胶块上开设有螺纹孔供固定螺栓旋入。

5.如权利要求1所述的充气式水下加固膜，其特征在于，所述定位支撑件包括：外侧支撑板、内侧支撑板、支撑杆；支撑杆一端在固定用充气膜块充气后可径向支撑在墩桩表面，另一端与内侧支撑板的一面连接，支撑杆垂直于内侧支撑板平面中心位置；内侧支撑板另一面与固定用充气膜块的定位穿孔处的内壁贴合，内侧支撑板覆盖定位穿孔，表面设有螺纹孔供固定螺栓旋入；外侧支撑板的一面与固定用充气膜块的定位穿孔处的外壁贴合，外侧支撑板覆盖定位穿孔，表面设有螺纹孔供固定螺栓旋入；外侧支撑板、内侧支撑板可实现对固定用充气膜块的夹持。

6.一种如权利要求1-5中任一所述的充气式水下加固膜的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.如权利要求6所述的充气式水下加固膜的加固方法，其特征在于，所述步骤3中，每层拼接固定用充气膜块和连接用充气膜块中，有四块固定用充气膜块，其余为连接用充气膜块，固定用充气膜块等间距设置。

8.如权利要求6所述的充气式水下加固膜的加固方法，其特征在于，所述步骤3中，每层拼接固定用充气膜块和连接用充气膜块中，有八块固定用充气膜块，其余为连接用充气膜块，固定用充气膜块等间距设置。

9.如权利要求6-8中任一所述的充气式水下加固膜的加固方法，其特征在于，所述步骤3中，层与层之间的固定用充气膜块错位设置。

技术总结本发明公开了充气式水下加固膜，包括：加固区部分、封底区部分、定位支撑件；加固区部分包括：固定用充气膜块、连接用充气膜块；固定用充气膜块成矩形，四周一周圈均设有连接件，表面设有充气口、定位穿孔，定位穿孔可供固定螺栓穿过，固定螺栓将固定用充气膜块与定位支撑件连接；连接用充气膜块成矩形，四周一周圈均设有连接件，表面设有充气口；固定用充气膜块与连接用充气膜块之间通过连接件连接；加固区部分通过数个固定用充气膜块、连接用充气膜块拼接成周圈密封的圆筒状；封底区部分包括：混凝土包裹布、绳索；混凝土包裹布可围成锥桶状，通过连接件可与加固区部分连接。本发明能够实现墩桩水下加固，安装简便、可重复利用、经济性好。技术研发人员：杨亚强,沈浩,詹其伟,周道传,杜文平,王海涛,穆罕默德·法赫米,张旋,张军学,崔璟,吴必涛,王波,尚文涛,关苏军,王焰受保护的技术使用者：江苏科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11