[发明专利]一种面向多目标的既有空心板梁桥承载能力提升方法

说明书

一种面向多目标的既有空心板梁桥承载能力提升方法，涉及一种桥梁承载能力提升方法。拆除原有桥面铺装；空心板梁底纵向连续粘贴跨缝式组合板；建立桥面铺装与主梁之间连接的渐变式刚度计算模型，确定刚性连接件与柔性连接件的布置范围，并进行相应的布设；空心板上方铺设并固定双层受力钢筋网；浇筑混凝土铺装层，实现非均匀刚柔混合连接。桥面铺装按照渐变式刚度计算模型进行计算，采用非均匀的刚柔混合连接方法将桥面铺装与空心板梁有效结合连接起来，并在空心板梁底部纵向连续粘贴跨缝式组合板，有效提高既有空心板梁桥的纵向抗弯、纵向抗剪、横向抗弯以及横向抗剪承载能力。

技术领域

本发明涉及一种桥梁承载能力提升方法，尤其是一种面向多目标的既有空心板梁桥承载能力提升方法，属于桥梁加固技术领域。

背景技术

据《2018年交通运输行业发展统计公报》显示，截至2018年底，已建成公路桥梁85.15万座，累计5568.59万米。随着交通荷载的日益增加与桥梁结构性能的正常衰退，致使部分桥梁无法满足正常使用的要求，尤其是空心板梁桥，纵向铰缝破损几乎出现在所有此类型桥梁的病害中，致使多片梁之间的横向连接性能下降，严重时将会发生单梁受力，加剧了桥梁的破坏，存在巨大安全隐患。

对于空心板梁桥铰缝破损的加固方法，基本是通过粘贴横向钢板或张拉横向预应力碳纤维板来实现，但实践表明，效果并不理想。梁底横向粘贴钢板，可提高横向抗弯能力，但横向抗剪能力较弱。张拉横向预应力碳纤维板的锚固工艺复杂，且边梁偏心荷载较大，不利于结构受力。

此外随着使用年限的增加，规范所给的荷载等级也不断提高，并考虑到桥梁出现的种种病害，带来的问题是既有桥梁的纵向抗弯、纵向抗剪、横向抗弯以及横向抗剪均不满足当前规范的设计要求，这对于使用者而言是不安全的，属于工程大忌。尤其是空心板梁桥，跨径较小，对比规范JTG D60-2004与JTG D60-2015，汽车荷载模式的改变对小跨径的空心板梁桥影响尤其明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向多目标的既有空心板梁桥承载能力提升方法，它的桥面铺装按照渐变式刚度计算模型进行计算，采用非均匀的刚柔混合连接方法将桥面铺装与空心板梁有效结合连接起来，并在空心板梁底部纵向连续粘贴跨缝式组合板，有效提高既有空心板梁桥的纵向抗弯、纵向抗剪、横向抗弯以及横向抗剪承载能力。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种面向多目标的既有空心板梁桥承载能力提升方法，包括以下步骤：

步骤一：拆除原有桥面铺装；

步骤二：空心板梁底纵向连续粘贴跨缝式组合板；

沿空心板梁纵向粘贴通长的跨缝式组合板，包括采用高强螺栓固定于梁底的钢板，留有1～3cm的空隙，以及在空隙内注入纤维聚合物；

步骤三：建立桥面铺装与主梁之间连接的渐变式刚度计算模型，确定刚性连接件与柔性连接件的布置范围，并进行相应的布设；

通过理论推导，提出渐变式刚度计算模型，确定刚性连接件与柔性连接件的布置范围，进而实现刚柔混合连接方式，

渐变式刚度计算模型推导如下：

桥面铺装与主梁分别作为受力构件，二者结合形成组合梁，将简支组合梁分为n等份，基本假设如下：

(1)每个微元段内界面连接的抗剪刚度是连续均匀分布的，桥面铺装与主梁之间的滑移量与纵向水平剪应力之间为线性关系；

(2)桥面铺装与主梁的弯曲曲率相等，即桥面铺装和主梁间的竖向掀起为零；

(3)组合梁受力后桥面铺装和主梁为弹性工作状态，符合平截面假定，

任取第i个微元段，建立微分方程，