[發明專利]箱梁的無粘結預應力與鋼板?混凝土組合加固設計方法

有效

• 申請號: 201610378902.8
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN106087778B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 馮威;袁卓亞;石雄偉;趙衍紅;苗建寶;趙庭;馬毓泉;雷丹;許冰
• 申請（專利權）人: 西安公路研究院;柯亮亮
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;E01D101/28;E01D101/30
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于橋梁加固技術領域，尤其是涉及一種箱梁的無粘結預應力與鋼板-混凝土組合加固設計方法。

背景技術

據2007年調查顯示，我國共有橋梁57萬余座，其中危橋98600余座，占17％左右，而且每年亦有大量公路橋梁由于設計等級較低、交通量不斷增大或受各種因素的影響出現了各種病害與災害損傷,導致承載能力下降，不能滿足交通運輸的需要。對這些橋梁結構進行維修和加固已迫在眉睫，因此，橋梁維修、加固及改造技術研究已成為橋梁科技發展的重要方向。目前，橋梁上部結構加固主要采用粘貼鋼板和粘貼碳纖維布等方法，加固應用過程中上述兩種方法對橋梁承載能力和剛度的提高效果不明顯，粘膠性能和質量對加固效果和結構耐久性影響較大，并且粘貼鋼板結構在動荷載作用下易發生剝離脫空，抗疲勞性能不甚理想。

另外，當橋梁上部結構的跨中截面下緣不允許出現拉應力或所受拉應力超限時，往往需要進行預應力加固，常見的預應力加固措施為體外預應力混凝土加固法，該加固方法的施工過程如下：先在梁側面或底面植入帶肋鋼筋，再在植筋上綁扎鋼筋網，之后定位預應力鋼筋，并澆筑混凝土(或布設錨固塊及轉向塊)，待所澆筑混凝土達到設計強度后張拉預應力筋，預應力筋的布置形式為直線形型或折線形。上述體外預應力混凝土加固法雖可在一定程度上起到預應力加固的作用，但存在以下不足之處：第一、需在梁側或梁底新增一層厚度約為20cm～50cm的混凝土，橋梁自重增加程度較大，且外觀不規整，影響美觀；第二、預應力筋裸露在空氣中，需定期采取措施防止預應力筋銹蝕，養護困難，后期養護費用高；第三、新增預應力筋的動力性能較差，需安裝減震裝置以減小預應力筋與結構的共振效應；第四、根據結構受力及構造特點需將預應力筋彎起錨固，彎起定位主要靠轉向塊來實現，轉向塊及錨固塊處應力較為集中；轉向塊一旦松動或滑移，將產生極大的預應力損失甚至預應力失效；第五、對原結構的剛度貢獻非常有限。綜上，現有的箱梁預應力加固方法存在加固結構外觀不規整、預應力筋維護困難、費用高、新增預應力筋動力性能較差、易失效等問題。

隨著材料科學的發展，新型、實用的加固改造技術不斷出現，但還未能適應交通基礎設施養管技術進步的迫切需求。近年來，鋼板-混凝土組合加固方法逐漸受到重視，該組合加固方法運用鋼板與混凝土兩種材料，綜合鋼板與混凝土兩種材料兩種材料的優勢，并且將預應力加固與鋼板-混凝土組合加固方法結合后，能有效提高橋梁承載力與結構剛度。但采用預應力加固與鋼板-混凝土組合加固方法對橋梁進行加固時，組合加固結構的結構設計至關重要，加固結構設計是否合理直接影響橋梁加固成本和加固效果，不僅投入成本高，經濟性差，并且導致加固后橋梁受力不合理、力學性能差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種箱梁的無粘結預應力與鋼板-混凝土組合加固設計方法，其方法步驟簡單、設計合理且實現方便、使用效果好，能簡便、快速確定橋梁組合加固結構的結構參數，所設計橋梁組合加固結構經濟實用且加固效果好。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種箱梁的無粘結預應力與鋼板-混凝土組合加固設計方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟一、組合加固構造確定：對所加固箱梁的無粘結預應力與鋼板-混凝土組合加固構造進行確定；所加固箱梁為預應力混凝土梁；