用于桥梁拱肋弦杆连接节点的抗疲劳加固装置及施工方法

摘要

本发明公开了一种用于桥梁拱肋弦杆连接节点的抗疲劳加固装置，包括通过连接螺栓紧压在节点处拱肋钢管外的两个半圆形钢扣板，自钢扣板的前后左右方向向弦杆顶部的节点下方延伸设置有外包钢护板，外包钢护板的下边沿与套装在节点上的水平封口板焊接在一起，形成一体式封闭外包钢构件；在水平封口板下方的节点上套装有钢护套，钢护套与水平封口板相固连；在水平封口板上开设有注浆孔，在靠近拱肋钢管位置的外包钢护板上开设有出气孔。本发明还公开了具体的施工方法。本发明的优点在于加固装置结构简单，安装方便，施工难度小，改变了原有节点连接部位的结构形式，有效降低了节点部位的应力幅，提高了节点的使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及钢管混凝土桥梁钢管连接节点的维修加固，尤其是涉及一种钢管混凝土桥梁拱肋弦杆连接节点的抗疲劳加固装置，本发明还涉及采用该装置进行加固的施工方法。

背景技术

近年来，钢管混凝土拱式桥或桁式桥应用越来越广泛，由于钢管的连接节点（如桥梁拱肋弦杆之间的连接节点）构造复杂、受力集中、焊缝较多，易出现疲劳损伤问题，严重时会造成节点开裂，危及桥梁整体的安全，因此连接节点处的抗疲劳加固就成为钢管混凝土桥梁维修加固的重点和难点。

目前对钢管混凝土桥梁节点连接部位的抗疲劳加固形式主要分为以下两种：一种是节点重建，即对节点相连的部位进行拆除，之后安装新节点替换老节点，最后将新节点与周边构件进行连接，完成节点加固；该方法施工难度大、工期长，且节点更换后由于未改变原有的受力特点，一旦再次出现问题仍需再次更换。另一种方法为在原有节点基础上焊接新的节点，增大节点整体刚度，使新增结构与原有结构共同受力，以达到减小原节点应力幅的目的；该方法能够改善节点受力性能，但加固过程中需要对原节点连接部位进行焊接，会对钢管内混凝土产生热损伤，同时在现场焊接过程中，连接构件的加工精度难以控制，施工质量难以得到保证，新增加的大量焊缝亦不利于提高其连接构件的抗疲劳性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于桥梁拱肋弦杆连接节点的抗疲劳加固装置，本发明还提供使用该加固装置加固拱肋弦杆连接节点的施工方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的用于桥梁拱肋弦杆连接节点的抗疲劳加固装置，它包括通过连接螺栓紧压在节点处拱肋钢管外的两个半圆形钢扣板，自所述钢扣板的前后左右方向向弦杆顶部的节点下方延伸设置有外包钢护板，所述外包钢护板的下边沿与套装在所述节点上的水平封口板焊接在一起，形成一体式封闭外包钢构件；在所述水平封口板下方的节点上套装有钢护套，所述钢护套与所述水平封口板相固连；在所述水平封口板上开设有注浆孔，在靠近拱肋钢管位置的外包钢护板上开设有出气孔。

靠近所述水平封口板的钢护套外周面上均衡设置有上高下低的三角形或梯形结构的支撑缀板。

所述外包钢护板呈上大下小的喇叭口形状。

所述两个半圆形钢扣板与拱肋钢管之间设置有柔性衬垫。

本发明桥梁拱肋弦杆连接节点的抗疲劳加固装置的施工方法为：

第一步，在与桥梁拱肋相连接的弦杆顶部的节点表面均匀焊接若干个剪力钉；

第二步，将两个半圆形钢扣板通过连接螺栓压紧在节点处的拱肋钢管外；将上大下小呈喇叭口形状的外包钢护板的上边沿焊接在两个半圆形钢扣板上，外包钢护板的下边沿与套装在节点上的水平封口板焊接在一起，形成包覆在拱肋弦杆连接节点外的一体式封闭外包钢构件；靠近拱肋钢管位置的外包钢护板上预先开设有出气孔；

第三步，将扣合在节点上的两个带有支撑缀板的半圆形钢板安装在水平封口板上，并将其焊接成整体，形成钢护套；

第四步，通过水平封口板上的注浆孔向封闭的外包钢构件内灌注填料，待灌注完毕后，密封出气孔和注浆孔，完成加固施工。

本发明的优点在于加固装置结构简单，安装方便，施工难度小，能缩短工期，间接的提高了经济效益。本发明的加固方法与传统采用的加固方法相比，桥梁拱肋表面直接焊接量较少，因此拱肋的钢管（内注混凝土）无热损伤及结构缺陷，能够保证结构的整体强度；同时本发明的加固方法改变了原有节点连接部位的结构形式，能够有效降低节点部位的应力幅，大大提高节点的使用寿命；本发明对已出现疲劳损伤的节点进行加固时，可改善其节点的受力情况，避免其出现疲劳损坏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的左视结构示意图。

图3是图1中封口板的示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明所述的用于桥梁拱肋弦杆连接节点的抗疲劳加固装置，包括两个半圆形钢扣板1，两个半圆形钢扣板1的两端分别设置有连接板2，连接板2上开设的连接孔内设置有连接螺栓3；两个半圆形钢扣板1通过连接螺栓3紧压在节点处拱肋钢管4上，为保证半圆形钢扣板1与拱肋钢管4之间连接的牢固性，在拱肋钢管4外包覆有柔性衬垫5；自两个半圆形钢扣板1的前后左右方向向弦杆顶部的节点6下方延伸设置有外包钢护板7，外包钢护板7的下边沿与套装在节点6上的水平封口板8焊接在一起，形成一体式封闭外包钢构件；在水平封口板8下方的节点6上套装有钢护套9，钢护套9与水平封口板8相固连；在水平封口板8上开设有注浆孔10，在靠近拱肋钢管4位置的外包钢护板7上开设有出气孔11。为保证支撑效果，靠近水平封口板8的钢护套外周面上均衡设置有上高下低的三角形或梯形结构的支撑缀板12；制造时，外包钢护板7呈上大下小的喇叭口形状。

本发明所述的抗疲劳加固装置在钢管混凝土桥梁拱肋弦杆连接节点处施工的步骤如下：

为缩短施工时间，半圆形钢扣板1、带有出气孔11的外包钢护板7、开设有注浆孔10的水平封口板8、带有支撑缀板12的钢护套9可在工厂提前预制。

第一步，在与桥梁拱肋相连接的弦杆顶部的节点6表面均匀焊接若干个剪力钉13；

第二步，将两个半圆形钢扣板1通过连接螺栓3压紧在节点处的拱肋钢管4外，为保证半圆形钢扣板1与拱肋钢管4之间连接的牢固性，可以在拱肋钢管4外包覆柔性衬垫5；将带有出气孔11的上大下小呈喇叭口形状的外包钢护板7的上边沿焊接在两个半圆形钢扣板1上，下边沿与套装在节点6上的水平封口板8焊接在一起，形成包覆在拱肋弦杆连接节点外的一体式封闭外包钢构件；

第三步，将扣合在节点6上的两个带有支撑缀板12的半圆形钢板通过螺栓安装在水平封口板8上，并将其焊接成一整体，形成钢护套9；

第四步，在上述构件安装完毕后，再通过水平封口板8上的注浆孔10向封闭的外包钢构件内灌注填料14，待灌注完毕后，密封出气孔11和注浆孔10，完成加固装置施工。