一种新型的箱涵裂缝变形控制加固结构及加固方法

摘要

本发明公开了一种新型的箱涵裂缝变形控制加固结构及加固方法，涉及箱涵裂缝控制加固技术领域，其技术方案要点是：包括箱涵的混凝土结构和钢板，钢板通过金属扩张型锚栓固定于混凝土结构的表面；钢板与混凝土结构表面之间的间隙设有压密砂浆体。本箱涵裂缝变形控制加固结构的整体刚度好，耐久性好，可对箱涵混凝土板裂缝变形进行有效控制，也可对混凝土劣化、剥落、振捣不密实等病害进行局部或整体加固，工艺简单，适用性强。

说明书

技术领域

本发明涉及箱涵裂缝控制加固技术领域，更具体地说，它涉及一种新型的箱涵裂缝变形控制加固结构及加固方法。

背景技术

随着城市化水平快速发展，城市可利用土地资源日益紧张，合理开发利用城市地下空间资源已成为必然趋势。箱涵顶进工法是城市隧道开挖的一种很重要的工法，而箱涵在设计时考虑不周易导致承载力不足或是由于箱涵混凝土劣化等原因造成混凝土强度等级降低，尤其季节变化地下水位降低、侧压减少，上部板的中间正弯矩增加，箱涵混凝土更易出现裂缝。

目前，现有技术中针对箱涵裂缝的加固方法一般采用在构筑物的表面粘结钢板加固。这种方法的关键是粘结剂，其加固整体完全依赖粘结剂的粘结力，粘结剂的耐久性较差导致混凝土板无法保证坚固、耐用；另外，进行箱涵裂缝加固施工时必须将粘结面清洗干净，且填充粘结剂时必须去除气泡以利密贴。现有技术中对箱涵裂缝的加固方法，其施工工序复杂，且对箱涵的裂缝变形控制效果不佳。

因此，本发明旨在设计一种新型的箱涵裂缝变形控制加固结构及加固方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的箱涵裂缝变形控制加固结构及加固方法，本箱涵裂缝变形控制加固结构的整体刚度好，耐久性好，可对箱涵混凝土板裂缝变形进行有效控制，也可对混凝土劣化、剥落、振捣不密实等病害进行局部或整体加固，工艺简单，适用性强。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种新型的箱涵裂缝变形控制加固结构，包括箱涵的混凝土结构和钢板，所述钢板通过金属扩张型锚栓固定于混凝土结构的表面；所述钢板与混凝土结构表面之间的间隙设有压密砂浆体。

通过采用上述技术方案，对箱涵裂缝变形进行控制加固时，针对箱涵裂缝变形需要加固的部位，在箱涵既有的混凝土结构表面，通过金属扩张型锚栓将钢板固定于混凝土结构的表面，使箱涵的构造物与钢板形成一个可共同受力的整体，并对钢板与混凝土结构的表面之间的空隙进行压浆，显著提升加固结构的整体刚度，从而确保箱涵裂缝变形控制的效果；本箱涵裂缝变形控制加固结构的整体刚度好，耐久性好，可对箱涵混凝土板裂缝变形进行有效控制，也可对混凝土劣化、剥落、振捣不密实等病害进行局部或整体加固，工艺简单，适用性强。

本发明进一步设置为：所述金属扩张型锚栓贯穿钢板锚入混凝土结构内的深度为10-15倍金属扩张型锚栓的直径。

通过采用上述技术方案，金属扩张型锚栓贯穿钢板锚入混凝土结构内的深度为10-15倍金属扩张型锚栓的直径，便于确保钢板固定于箱涵既有的混凝土结构表面的稳定形，从而确保箱涵的构造物与钢板形成一个可共同受力的整体。

本发明进一步设置为：所述金属扩张型锚栓为多个，且多个所述金属扩张型锚栓等间距设置。

通过采用上述技术方案，多个金属扩张型锚栓等间距设置，根据箱涵结构的劣化状态，多个金属扩张型锚栓布置的间距越小其承载力越大。

本发明进一步设置为：所述金属扩张型锚栓外露于钢板外的端部设有螺母，所述螺母用于施加扭矩，使金属扩张型锚栓锚入混凝土结构内的前端充分扩张而达到紧密锚固。

通过采用上述技术方案，通过螺母，便于施加扭矩，确保金属扩张型锚栓锚入混凝土结构内充分扩张而达到紧密锚固状态。

本发明进一步设置为：所述金属扩张型锚栓外露于钢板外的端部设有螺帽，所述螺帽为塑料套。

通过采用上述技术方案，通过螺帽，便于对金属扩张型锚栓外露于钢板外的端部进行保护。

本发明进一步设置为：所述钢板的厚度为5-10mm。

本发明还提供一种新型的箱涵裂缝变形控制加固结构的加固方法，采用锚栓与钢板结合的加固法，在箱涵既有的钢筋混凝土结构物上打设金属扩张型锚栓，通过金属扩张型锚栓将钢板固定于混凝土结构表面，使混凝土结构与钢板形成一个可共同受力的整体，具体包括以下步骤：

S1、对箱涵的结构裂缝、强度及挠度变形进行检测，并对箱涵的外观进行检查，评价箱涵的结构力学状态，为箱涵裂缝变形加固的施工奠定基础；

S2、采用多个金属扩张型锚栓将5-10mm的钢板固定于箱涵既有的混凝土结构表面的待加固部位，且金属扩张型锚栓锚入混凝土结构内的深度不低于15d，其中，d为金属扩张型锚栓的直径，并根据箱涵的结构劣化状态，布置多个金属扩张型锚栓的间距；

S3、在金属扩张型锚栓外露于钢板的端部安装螺母，并在螺母上施加扭矩，使金属扩张型锚栓锚入混凝土结构内的前端充分扩张而达到紧密锚固；

S4、对箱涵既有的混凝土机构与钢板之间空隙进行压浆，形成位于混凝土结构与钢板之间的压密砂浆体；

S5、待步骤S4中的压密砂浆体的强度达到规定值后，进行钢板、金属扩张型锚栓和压密砂浆体构成的加固结构的强度及变形进行检测及监测，检验加固效果。

其中，步骤S2中所述金属扩张型锚栓镀的表面镀有防腐层，且金属扩张型锚栓外露于钢板外的部分设有螺帽。

其中，步骤S4中所述的压浆采用补偿收缩砂浆。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过本发明的加固结构，对箱涵的裂缝变形控制效果好，通过在箱涵既有钢筋混凝土结构物上打设锚栓，并通过锚栓将钢板固定于混凝土结构表面，使箱涵的混凝土结构与钢板形成一个可共同受力的整体，并对钢板与混凝土之间的空隙进行压浆，能够显著提升箱涵结构的整体刚度，对箱涵裂缝变形控制的效果更佳；

2、本发明的加固结构的耐久性好，对金属扩张型锚栓进行镀膜防腐保护，并对施做后的金属扩张型锚栓外露部分加盖塑料帽加以保护，然后采用水泥砂浆对混凝结构与钢板之间的空隙进行压浆，使得该加固结构的整体受力性能好，耐久性好；

3、本发明的加固结构及加固方法适用性强，该加固方法可对箱涵混凝结构裂缝变形进行有效控制，也可对混凝土劣化、剥落、振捣不密实等病害进行局部或整体加固，工艺简单，适用性强。

附图说明

图1是本发明实施例1中的结构示意图；

图2是本发明实施例1中钢板表面结构示意图；

图3是图1中A处的放大图；

图4是本发明实施例2中的流程图。

图中：1、混凝土结构；2、金属扩张型锚栓；3、钢板；4、压密砂浆体；5、螺母；6、螺帽。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种新型的箱涵裂缝变形控制加固结构，如图1、图2和图3所示，包括箱涵的混凝土结构1和钢板3，钢板3通过金属扩张型锚栓2固定于混凝土结构1的表面。钢板3与混凝土结构1表面之间的间隙进行压浆注入有压密砂浆体4。

在本实施例中，金属扩张型锚栓2为表面镀有防腐层的膨胀型螺栓。对箱涵裂缝变形进行控制加固时，针对箱涵裂缝变形需要加固的部位，在箱涵既有的混凝土结构1表面，通过金属扩张型锚栓2将钢板3固定于混凝土结构1的表面，使箱涵的构造物与钢板3形成一个可共同受力的整体，并对钢板3与混凝土结构1的表面之间的空隙进行压浆，显著提升加固结构的整体刚度，从而确保箱涵裂缝变形控制的效果。本箱涵裂缝变形控制加固结构的整体刚度好，耐久性好，可对箱涵混凝土板裂缝变形进行有效控制，也可对混凝土劣化、剥落、振捣不密实等病害进行局部或整体加固，工艺简单，适用性强。

金属扩张型锚栓2贯穿钢板3锚入混凝土结构1内的深度为10-15倍金属扩张型锚栓2的直径。

在本实施例中，金属扩张型锚栓2贯穿钢板3锚入混凝土结构1内的深度为10-15倍金属扩张型锚栓2的直径，便于确保钢板3固定于箱涵既有的混凝土结构1表面的稳定形，从而确保箱涵的构造物与钢板3形成一个可共同受力的整体。

金属扩张型锚栓2为多个，且多个金属扩张型锚栓2等间距设置。

在本实施例中，多个金属扩张型锚栓2等间距设置，根据箱涵结构的劣化状态，多个金属扩张型锚栓2布置的间距越小其承载力越大。

金属扩张型锚栓2外露于钢板3外的端部安装有螺母5，螺母5用于施加扭矩，使金属扩张型锚栓2锚入混凝土结构1内的前端充分扩张而达到紧密锚固。

在本实施例中，通过螺母5，便于施加扭矩，确保金属扩张型锚栓2锚入混凝土结构1内充分扩张而达到紧密锚固状态。

金属扩张型锚栓2外露于钢板3外的端部安装有螺帽6，螺帽6为塑料套。

在本实施例中，通过螺帽6，便于对金属扩张型锚栓2外露于钢板3外的端部进行保护。

钢板3的厚度为5-10mm。

实施例2：本发明还提供一种新型的箱涵裂缝变形控制加固结构的加固方法，如图4所示，采用锚栓与钢板3结合的加固法，在箱涵既有的钢筋混凝土结构1物上打设金属扩张型锚栓2，通过金属扩张型锚栓2将钢板3固定于混凝土结构1表面，使混凝土结构1与钢板3形成一个可共同受力的整体，具体包括以下步骤：

S1、对箱涵的结构裂缝、强度及挠度变形进行检测，并对箱涵的外观进行检查，评价箱涵的结构力学状态，为箱涵裂缝变形加固的施工奠定基础。

S2、采用多个金属扩张型锚栓2将5-10mm的钢板3固定于箱涵既有的混凝土结构1表面的待加固部位，且金属扩张型锚栓2锚入混凝土结构1内的深度不低于10-15d，其中，d为金属扩张型锚栓2的直径，并根据箱涵的结构劣化状态，布置多个金属扩张型锚栓2的间距。

S3、在金属扩张型锚栓2外露于钢板3的端部安装螺母5，并在螺母5上施加扭矩，使金属扩张型锚栓2锚入混凝土结构1内的前端充分扩张而达到紧密锚固。

S4、对箱涵既有的混凝土机构与钢板3之间空隙进行压浆，形成位于混凝土结构1与钢板3之间的压密砂浆体4。

S5、待步骤S4中的压密砂浆体4的强度达到规定值后，进行钢板3、金属扩张型锚栓2和压密砂浆体4构成的加固结构的强度及变形进行检测及监测，检验加固效果。

其中，步骤S2中金属扩张型锚栓2镀的表面镀有防腐层，且金属扩张型锚栓2外露于钢板3外的部分安装有螺帽6。

其中，步骤S4中的压浆采用补偿收缩砂浆。

工作原理：在对箱涵裂缝变形进行控制加固时，针对箱涵裂缝变形需要加固的部位，在箱涵既有的混凝土结构1表面，通过金属扩张型锚栓2将钢板3固定于混凝土结构1的表面，使箱涵的构造物与钢板3形成一个可共同受力的整体，并对钢板3与混凝土结构1的表面之间的空隙进行压浆，显著提升加固结构的整体刚度，从而确保箱涵裂缝变形控制的效果。本箱涵裂缝变形控制加固结构的整体刚度好，耐久性好，可对箱涵混凝土板裂缝变形进行有效控制，也可对混凝土劣化、剥落、振捣不密实等病害进行局部或整体加固，工艺简单，适用性强。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。