一种钢板抗震加固桥墩的方法[发明专利]

*CN102605721A*

(10)申请公布号 CN 102605721 A(43)申请公布日 2012.07.25

(12)发明专利申请

(21)申请号 201210081383.0(22)申请日 2012.03.23

(71)申请人陈兴冲

地址730070 甘肃省兰州市安宁区安宁西路

88号申请人丁明波

张鹏翔吴刚范增昱刘伟博(72)发明人陈兴冲 丁明波 张鹏翔 吴刚

范增昱 刘伟博(74)专利代理机构兰州中科华西专利代理有限

公司 62002

代理人马正良

(51)Int.Cl.

E01D 22/00(2006.01)E01D 19/02(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页权利要求书1页 说明书3页 附图3页

(54)发明名称

一种钢板抗震加固桥墩的方法(57)摘要

本发明公开了一种钢板抗震加固桥墩的方法，包括：对桥墩加固区域进行打磨处理；对桥墩和承台表面加固区域按设计要求进行钻孔；清除钻孔内的混凝土粉末；用植筋胶植入桥墩埋植螺杆；钢板穿过桥墩螺杆，拧紧螺杆上的螺帽；承台粘贴加固角钢；钻孔埋植钢筋；承台埋植螺杆，绑扎箍筋，浇筑混凝土；拆模、养护。本发明使桥墩抗震效果显著、可快速修复震后破坏的桥墩、不需要大型的施工机械器具、现场湿作业量少、施工迅速、对交通运行影响小、原结构尺寸没有显著改变。CN 102605721 ACN 102605721 A

权 利 要 求 书

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1.一种钢板抗震加固桥墩的方法，其步骤是：a.对桥墩加固区域进行打磨处理，对表面空洞、凹陷和裂缝处用高强砂浆进行补平处理；

b.定位钢板(3)上和角钢(5)上的孔位，分别对桥墩和承台加固区域按设计要求进行钻孔；

c.清除钻孔内的混凝土粉末；

d.用植筋胶植入桥墩埋植螺杆(2)；e.在桥墩表面涂上粘钢胶，打磨过后的钢板(3)紧粘贴粘钢胶表面，然后迅速拧紧螺杆(2)上的螺帽(1)；

f.承台粘贴加固角钢(5)，植入承台埋植螺杆(7)；g.钻孔埋植钢筋(6)，绑扎箍筋(4)，浇筑混凝土(9)；h.拆模、养护。

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说 明 书

一种钢板抗震加固桥墩的方法

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技术领域

[0001]

本发明涉及一种钢板抗震加固桥墩的方法。该方法提高桥墩抵抗地震的能力，防

止桥墩在地震过程中发生破坏，属于工程抗震加固技术领域。

背景技术

[0002] 目前，桥墩加固的方法主要有增大截面法加固、碳纤维加固、干式包钢加固，但这些加固方法一般用于提高桥墩的竖向承载力，或是对震后破坏的桥墩进行修复，但这些方法也存在着一些问题。

[0003] 当发生强烈地震时，桥梁可能发生严重破坏和倒塌，致使整个交通系统瘫痪。在地震力的作用下，桥墩和承台的连接处是最容易发生破坏的地方，传统的加固方法通常注重对墩身的抗震加固，而对桥墩和承台连接处的加固处理技术尚不够完善。发明内容

[0004] 就现有桥墩加固方法的不足，本发明提供了一种钢板抗震加固桥墩的方法，该方法不仅可以提高桥墩的抗震能力和竖向承载力，还可以对震后的桥墩进行加固修复，在以后的地震过程中使桥墩免受地震的破坏，为抗震救灾和灾后重建工作提供可靠的技术保障。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：[0006] 一种钢板抗震加固桥墩的方法，其步骤包括：[0007] a.对桥墩加固区域进行打磨处理，对表面空洞、凹陷和裂缝处用高强砂浆进行补平处理；

[0008] b.定位钢板上和角钢上的孔位、分别对桥墩和承台表面加固区域进行钻孔；[0009] c.清除钻孔内的混凝土粉末；[0010] d.用植筋胶植入桥墩埋植螺杆；[0011] e.在桥墩表面涂上粘钢胶，打磨过后的钢板紧紧粘贴在粘钢胶表面，然后迅速拧紧螺杆上的螺帽；

[0012] f.承台粘贴带有加劲肋的加固角钢，埋植承台埋植螺杆；[0013] g.钻孔埋植钢筋，绑扎箍筋浇筑混凝土；[0014] h.拆模、养护。

[0015] 本发明的优点和产生的有益效果是：[0016] 1、该方法可快速修复震后破坏的桥墩和提高抗震能力不足的桥梁的抗震性能，不需要大型的施工机械器具，现场湿作业量小，对交通运行影响小、原结构尺寸不发生没有显著改变。

2、施工迅速，操作方法简单易行，可以在短期内显著提高桥墩的抗震承载力，使桥

梁经受住地震作用的考验。[0018] 3、该施工方法通过角钢把桥墩和承台连接起来，增加桥墩和承台连接处薄弱部位

[0017]

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的强度，使桥墩在地震作用下能够有效地抵抗地震力，使桥墩免受大的破坏，抗震效果显著，同时加固造价相对于现有几种加固方法要低一些。[0019] 4、用钢板对桥墩进行抗震加固可以减小桥梁在地震过程中的震害，桥墩不再产生剪切破坏，在钢板的包裹下，桥墩的轴向抗压能力得到明显的提高，有效的减小了桥墩的上部位移，同时有效防止了地震时落梁震害现象的发生。通过角钢把桥墩和承台连接起来，增强了二者整体性能，使角钢在地震作用下能够有效地抵抗地震力，减小桥墩的破坏；[0020] 5、本发明实施使桥墩的抗震加固效果显著，保持交通网络的畅通无阻，确保抗震救灾工作的顺利进行，减小国家和人民生命财产的损失。附图说明

[0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026]

图1为本发明的主视图。

图2是图1的侧视图。图3是图1的俯视图。图4是墩身加固前、后骨架曲线图。图5是未加固桥墩的滞回曲线图。图6是加固后桥墩的滞回曲线图。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图，对本发明技术方案再作进一步说明：[0028] ①对桥墩加固区域进行打磨处理

根据抗震加固的相关规范，计算出加固桥墩所需的加固高度和加固钢板的厚度。

用打磨机对加固区域进行打磨处理，对表面空洞、凹陷和裂缝处用高强砂浆进行补平处理，对桥墩破坏严重的部分，需要凿空破坏的混凝土，用高强复合砂浆进行填补。[0030] ②定位钢板上和角钢上的孔位，分别对桥墩和承台表面加固区域进行钻孔[0031] 等到修补处的高强砂浆达到强度以后，用电钻在处理好的桥墩表面加固区域按照加固要求进行钻孔。钻孔的布局应该根据地震力作用下桥墩的受力机理进行布局，桥墩上和角钢5相连钻孔的距离为10-15cm；钻孔的深度为15-20cm，这样涂有植筋胶的埋植螺杆2才会和孔洞内部的混凝土之间有足够的粘结力，防止在地震过程中埋植螺杆被拔出，更加有效地抵御地震力。按照设计要求在承台上对承台埋植螺杆7和埋植钢筋6处钻孔，如果在钻孔过程中遇到钢筋，应尽量避开钢筋，挪动钻孔位置。承台埋植螺杆7的钻孔为25cm，防止在地震力作用下承台埋植螺杆7被拔出。[0032] ③清除钻孔内的混凝土粉末

[0033] 用空压机吹出钻孔内的混凝土粉末，空压机的空气压力不能太低，太低了深孔内混凝土粉末不能清理干净，影响植筋效果。在空压机工作时，工作人员应该戴上口罩，防止混凝土粉末吸入体内对人体造成伤害。吹孔的顺序应先吹桥墩上的钻孔，再吹承台上的钻孔，并且用遮盖物盖住已吹过的钻孔，防止在吹其后的钻孔时混凝土粉末落入钻孔。[0034] ④用植筋胶植入桥墩埋植螺杆

[0035] 加工桥墩抗震加固所用的加固钢板用打磨机磨去加固钢板3和加固角钢5表面的氧化层和油污，打磨时只对钢板3和角钢5粘贴面进行且打磨纹路应与受力方向垂直。角

[0029]

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说 明 书

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钢5的两肢间焊上加劲肋8，这样可以增强加固角钢的整体刚度，防止加固角钢5在地震力的作用下发生撕裂破坏，提高整体抗震性能。随后在埋植螺杆2上充分均匀涂抹植筋胶——环氧树脂胶，在桥墩钻孔内按抗震加固要求灌注植筋胶。[0036] ⑤在桥墩表面涂上粘钢胶，打磨过后的钢板紧紧的粘贴粘钢胶表面，然后迅速拧紧螺杆上的螺帽

[0037] 等到桥墩植筋胶完全凝固达到规定的强度以后(一般为24小时)，在桥墩抗震加固区域表面和加固角钢5表面涂抹粘钢胶，粘钢胶的涂抹厚度中间稍微厚一些，四周薄一些，然后加固钢板3穿过螺杆2，紧紧贴在加固桥墩表面，用力从中间向四周压加固钢板3，直到边缘处有粘钢胶挤出，确保加固钢板3充分粘贴，随后迅速拧上螺帽1。[0038] ⑥承台粘贴带有加劲肋角钢和植入埋植钢筋。

[0039] 等到加固钢板和桥墩连接的粘钢胶完全凝固达到规定强度后，承台上粘贴带加劲肋8的角钢5，用电焊在角钢5焊上加劲肋8，以增强加固角钢5的整体刚度，增加抵抗震力的能力。用环氧树脂砂浆植入承台埋植螺杆7紧接着在角钢5的边缘用环氧树脂砂浆植入埋植钢筋6。角钢5在桥墩上用粘钢胶与钢板3粘在一起，同时再用带螺帽1的螺杆2连接，拧紧螺帽1。角钢5与桥墩和承台的牢固连接是加固成功的保证，因为桥墩和承台的连接处是薄弱面，所以桥墩和承台上与角钢5连接的埋植螺杆埋植深度为25cm。角钢5与承台用粘钢胶粘在一起，然后在角钢5的两肢通过桥墩和承台连接处的钻孔中，用环氧树脂胶把承台埋植螺杆7植入承台中，然后拧上紧角钢5上与螺杆2相连的螺帽1。[0040] ⑦绑扎箍筋浇筑混凝土

[0041] 等到承台埋植螺杆7凝固达到规定强度后，拧上承台埋植螺杆7的螺帽1，然后沿着角钢5外沿5cm的间距植入带有90度弯钩的带肋钢筋6，在带肋钢筋6上绑上箍筋4。箍筋4的数目按加固的高度而定，尽量多一些，这样可以对加固区域起到很好的握裹作用，增强抵抗地震力的能力，提高抗震性能。最后在钢筋表面进行防腐处理，支好模板，浇筑外包混凝土9，外包混凝土9的标号比原来的标号要高一些。[0042] ⑧拆模、养护

[0043] 外包混凝土达到一定的强度后拆去模板，包上塑料薄膜，洒水养护，直到混凝土达到规定的强度，即完成桥墩钢板抗震加固。[0044] 试验例[0045] 加固前，桥墩试验时采用水平力地震力进行加载，当荷载值为3t时，在墩底出现裂缝，并迅速贯通整个截面。采用本发明后，当荷载值为3t时未出现裂缝，当荷载值为4t时，在新浇筑的混凝土承台上拐角处出现45°裂缝，加固后桥墩抗震承载能力得到明显提高。

[0046] 图4所示，虚线为未加固钢板桥墩的骨架曲线，实线为加固钢板后桥墩的骨架曲线，从图中可以看出未加固钢板桥墩的极限承载力为50kN，而钢板加固后桥墩的极限承载力为120kN，从而可以看出钢板加固后桥墩的抗震能力得到较大提高。从图4钢板加固对骨架曲线影响图可以明显看到桥墩钢板加抗震加固方法能明显提高桥墩的承载能力及抗震效果。

[0047] 图5和图6中明显看到：钢板加固后桥墩的滞回曲线明显比未加固桥墩的滞回曲线饱满，充分说明钢板加固后桥墩抗震能力要好于加固前。

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说 明 书 附 图

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图1图2

图3

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说 明 书 附 图

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图4

图5

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说 明 书 附 图

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图6

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