[发明专利]钢筋混凝土梁桥的加固结构及其方法

权利要求书

1.一种钢筋混凝土梁桥的加固方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)采用铝合金筋(2)和FRP筋(3)作为加固筋，进行加固配筋计算；

(b)根据计算的加固配筋结果取铝合金筋(2)和FRP筋(3)，对铝合金筋(2)进行预处理；

(c)在待加固的本体梁(1)底部和侧面开槽，在槽中先填入填充材料(4)，再将铝合金筋(2)和FRP筋(3)分别压入填充材料(4)内，一个槽中安装一根铝合金筋(2)或FRP筋(3)，铝合金筋(2)和FRP筋(3)对称布置；然后用填充材料(4)填满槽，压实抹平后固定成型；

步骤(c)中，在待加固的本体梁(1)底部还开有用于安装机械锚固结构的凹槽；

机械锚固结构安装在加固筋的端部，包括安装在加固筋两端的锚具(11)，以及嵌入本体梁(1)的上锚板(9)和下锚板(10)，上锚板(9)和下锚板(10)通过锚栓(7)和挤压螺栓(8)相连，上锚板(9)和下锚板(10)的侧面上均开设有若干个梯形槽(12)，梯形槽(12)相对且能够形成用于固定加固筋的六边形通孔；机械锚固结构和加固筋的安装过程包括：

(co1)假定锚栓(7)根部混凝土压溃为锚固失效，锚栓(7)上受力按三角形分布，建立力的平衡：

解得：

其中N为单根锚栓所受拉力；f_s和A_s分别为加固筋屈服强度和截面面积；n₁为加固筋数量；n为锚栓根数；d和h分别为锚栓直径和锚栓入梁深度；f_c为混凝土抗压强度设计值；

由此确定锚栓(7)的数量和锚栓入梁深度；

(co2)在预定位置打入锚栓(7)，然后将穿过挤压螺栓(8)的下锚板(10)穿过锚栓(7)，并临时固定下锚板(10)；

(co3)对加固筋的两端用锚具(11)进行敲紧固定，将带有锚具(11)的加固筋压入填充材料(4)内，加固筋的端部将穿过下锚板(10)的梯形槽(12)，锚具(11)位于下锚板(10)的外侧且两者相接；再用填充材料(4)将下锚板(10)和加固筋之间的空隙进行密封，盖上上锚板(9)，拧紧挤压螺栓(8)上的螺母。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土梁桥的加固方法，其特征在于：步骤(a)中加固配筋计算具体包括：

(a01)先计算本体梁(1)的承载力M₀；

(a02)对于承载力需提高γ倍的混凝土梁，加固配筋计算如下：

k_aA_af_0.2(d_a-c)+k_fA_ff_f(d_f-c)＝(γ-1)M₀

其中，k_a为铝合金筋(2)的强度折减系数，当无端部锚固时，k_a＝0.4～0.6，当有端部锚固时，k_a＝0.8～0.9；f_0.2和A_a分别为铝合金筋(2)的名义屈服强度和加固面积；d_a为铝合金筋(2)到混凝土受压边缘的距离；k_f为FRP筋(3)的强度折减系数，当无端部锚固时，k_f＝0.6，当有端部锚固时，k_f＝0.8；f_f和A_f分别为FRP筋(3)的名义屈服强度和加固面积；d_f为FRP筋(3)到混凝土受压边缘的距离；c为中性轴高度。

3.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土梁桥的加固方法，其特征在于：步骤(b)中对铝合金筋(2)进行的预处理是采用喷砂、刻痕或氧化进行的表面粗糙度处理；步骤(c)中开的槽是方形槽(5)，方形槽(5)之间的距离大于或等于4倍的加固筋直径，方形槽(5)的边缘距离本体梁(1)的边缘大于等于30mm。