[发明专利]T型梁的无粘结预应力与钢板‑混凝土组合加固设计方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁加固技术领域，尤其是涉及一种T型梁的无粘结预应力与钢板-混凝土组合加固设计方法。

背景技术

据2007年调查显示，我国共有桥梁57万余座，其中危桥98600余座，占17％左右，而且每年亦有大量公路桥梁由于设计等级较低、交通量不断增大或受各种因素的影响出现了各种病害与灾害损伤,导致承载能力下降，不能满足交通运输的需要。对这些桥梁结构进行维修和加固已迫在眉睫，因此，桥梁维修、加固及改造技术研究已成为桥梁科技发展的重要方向。目前，桥梁上部结构加固主要采用粘贴钢板和粘贴碳纤维布等方法，加固应用过程中上述两种方法对桥梁承载能力和刚度的提高效果不明显，粘胶性能和质量对加固效果和结构耐久性影响较大，并且粘贴钢板结构在动荷载作用下易发生剥离脱空，抗疲劳性能不甚理想。

另外，当桥梁上部结构的跨中截面下缘不允许出现拉应力或所受拉应力超限时，往往需要进行预应力加固，常见的预应力加固措施为体外预应力混凝土加固法，该加固方法的施工过程如下：先在梁侧面或底面植入带肋钢筋，再在植筋上绑扎钢筋网，之后定位预应力钢筋，并浇筑混凝土(或布设锚固块及转向块)，待所浇筑混凝土达到设计强度后张拉预应力筋，预应力筋的布置形式为直线形型或折线形。上述体外预应力混凝土加固法虽可在一定程度上起到预应力加固的作用，但存在以下不足之处：第一、需在梁侧或梁底新增一层厚度约为20cm～50cm的混凝土，桥梁自重增加程度较大，且外观不规整，影响美观；第二、预应力筋裸露在空气中，需定期采取措施防止预应力筋锈蚀，养护困难，后期养护费用高；第三、新增预应力筋的动力性能较差，需安装减震装置以减小预应力筋与结构的共振效应；第四、根据结构受力及构造特点需将预应力筋弯起锚固，弯起定位主要靠转向块来实现，转向块及锚固块处应力较为集中；转向块一旦松动或滑移，将产生极大的预应力损失甚至预应力失效；第五、对原结构的刚度贡献非常有限。综上，现有的箱梁预应力加固方法存在加固结构外观不规整、预应力筋维护困难、费用高、新增预应力筋动力性能较差、易失效等问题。

随着材料科学的发展，新型、实用的加固改造技术不断出现，但还未能适应交通基础设施养管技术进步的迫切需求。近年来，钢板-混凝土组合加固方法逐渐受到重视，该组合加固方法运用钢板与混凝土两种材料，综合钢板与混凝土两种材料的优势，并且将预应力加固与钢板-混凝土组合加固方法结合后，能有效提高桥梁承载力与结构刚度。但采用预应力加固与钢板-混凝土组合加固方法对桥梁进行加固时，组合加固结构的结构设计至关重要，加固结构设计是否合理直接影响桥梁加固成本和加固效果，不仅投入成本高，经济性差，并且导致加固后桥梁受力不合理、力学性能差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种T型梁的无粘结预应力与钢板-混凝土组合加固设计方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简便、快速确定桥梁组合加固结构的结构参数，所设计桥梁组合加固结构经济实用且加固效果好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种T型梁的无粘结预应力与钢板-混凝土组合加固设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、组合加固构造确定：对所加固T型梁的无粘结预应力与钢板-混凝土组合加固构造进行确定；所加固T型梁为钢筋混凝土梁；