[发明专利]一种三明治型顶底板抗剪加固的混凝土板梁结构

说明书

本公开提供了一种三明治型顶底板抗剪加固的混凝土板梁结构，包括：混凝土板梁；顶部混凝土整体化层，所述顶部混凝土整体化层的底面与所述混凝土板梁的顶面固结，其抗压强度标准值≥60MPa，其在混凝土板梁的顶面全部加固，厚度50～150mm；底部加固层，所述底部加固层的顶面与混凝土板梁的底面固结，其抗拉强度设计值≥15MPa，其在混凝土板梁的底面沿梁的长度方向在整宽度或局部宽度加固，厚度8～50mm。本公开能够分别充分发挥混凝土板梁的顶部混凝土整体化层、底部加固层的材料抗压、抗拉性能，大幅提升结构抗剪承载能力，可有效解决在役钢筋及预应力混凝土板梁桥普遍存在设计荷载等级低、抗剪承载力不足的问题。

技术领域

本公开涉及桥梁加固领域，尤其涉及一种三明治型顶底板抗剪加固的混凝土板梁结构。

背景技术

混凝土板梁由于预制简单、安装方便、造价低廉等优点，在中小跨径桥梁中得到了广泛应用。但是，随着国民经济、重型交通车辆的发展，我国在役的钢筋混凝土和预应力混凝土板梁桥普遍存在抗剪承载力不足、混凝土开裂、钢筋锈蚀、铰缝连接失效等病害。这些病害，尤其是抗剪承载力不足，严重影响了其使用寿命，带来了巨大的交通安全隐患。

对于抗剪承载力不足的混凝土板梁，通常的作法是对其进行拆除，更换为新的截面加强、高度加高的新梁。但是，更换新梁的方法不仅改扩建工期很长、消耗大量的钢筋混凝土材料、增加大量的建设成本，而且拆除的混凝土板梁还将产生大量的建筑垃圾，带来严重的环保问题。因此，采用对既有混凝土板梁进行加固的方法是节能环保的有效途径。

目前，混凝土板梁抗剪加固方法有增大截面法、表面粘贴法、体外预应力及改变体系加固法等。传统增大截面法会明显减少桥下净高，并增加了结构自重。粘贴碳纤维布的方法则存在黏结剂老化剥落，碳纤维布耐火性差等问题。体外预应力及改变体系加固法，则存在加固工艺复杂等诸多问题。近几年来，国外采用超高性能混凝土对普通混凝土梁进行加固，但该方法中超高性能混凝土仅在受拉区进行应用，其抗剪承载力提高幅度有限。同时，还存在超高性能混凝土成本高，梁底部施工、养护困难等问题。

因此，亟需研发一种效率高、造价低、施工方便、绿色环保的混凝土板梁抗剪承载力加固新型结构。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种三明治型顶底板抗剪加固的混凝土板梁结构，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种三明治型顶底板抗剪加固的混凝土板梁结构，包括：

混凝土板梁；

顶部混凝土整体化层，所述顶部混凝土整体化层的底面与所述混凝土板梁的顶面固结；

底部加固层，所述底部加固层的顶面与混凝土板梁的底面固结。

在一些实施例中，所述顶部混凝土整体化层在混凝土板梁的顶面全部加固，厚度为50～150mm，其抗压强度标准值≥60MPa。

在一些实施例中，所述的混凝土板梁结构，还包括：

钢筋网片，所述钢筋网片沿梁的长度方向水平设置于顶部混凝土整体化层中间，所述钢筋网片直径为8～12mm、以横纵向100～150mm的间距水平地设置于所述顶部混凝土整体化层厚度方向的中间位置。

在一些实施例中，所述底部加固层在混凝土板梁的底面沿梁的长度方向在整个宽度或局部加固，厚度为8～50mm，抗拉强度设计值≥15MPa。

在一些实施例中，当底部加固层的抗拉强度设计值≤20MP，且其厚度≥40mm时，所述底部加固层在厚度方向的中间位置布置直径8mm、间距100～150mm的钢筋网片。