【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桥梁改造，具体涉及一种空心板抗剪加固设计方法。
技术介绍
1、预制空心板是目前中小桥设计中常用的一种桥型结构，其建筑高度低、工厂化程度高，运输、吊装方便，对地面交通影响小，在全国各地的公路或者城市道路中的中小跨径桥梁上得到了广泛的应用，而装配式空心板梁桥作为中小跨径桥梁的主力军，其在各等级公路中均占据了较大比重，数量庞大。因行业标准和设计规范的变迁发展及服役过程中受建造质量控制、荷载水平、养护频率等影响，其实际服役状态也存在一定的差异，随着公路汽车荷载的提高，现状桥梁的承载力是否满足要求、能否继续利用以及如何利用是必须解决的工程问题。根据相关统计成果，早期设计标准的空心板桥往往抗剪承载力不能满足现在路况要求。
2、目前的空心板的抗剪加固多集中在主梁外包钢筋/钢板、加强铰缝构造等方面，上述方法虽能一定程度上提高其抗剪承载力，但是上述方法对承载力提高有限，且对加固改造后抗剪承载力的提升无精确控制，某些加固方案侵占桥下净空，因此，现需一种系统有效、精准的提高空心板抗剪承载力、增加自重效应最小且不侵占桥下净空的优化加固设计方法，为公路改扩建、路段扩容、提质升级改造工程提供科学、准确的决策和支撑。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种空心板抗剪加固设计方法，设计抗剪加固构造并根据加固要求的目标抗剪承载力，快速确定空心板抗剪加固的设计参数，该方法经济、实用且效果良好，便于推广使用。
2、为解决上述技术问题，本
3、步骤一、设计空心板抗剪加固构造；
4、步骤二、确定空心板抗剪加固参数；
5、步骤三、给出空心板抗剪加固参数。
6、上述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：
7、步骤一中，所述空心板抗剪加固构造包括多对沿待加固的空心板纵向方向且倾斜穿过空心腔两侧的斜向抗剪螺纹钢筋，斜向抗剪螺纹钢筋位于空心腔内部的钢筋段浇筑在对应一侧的混凝土腹板加固部内，待加固的空心板的顶板中部开设有与空心腔连通的顶板纵向槽孔，待加固的空心板的顶板侧部开设有多个浇筑孔，空心腔内与顶板纵向槽孔连通位置处设置有孔口底部弧形钢筋，待加固的空心板顶部设置有横纵连接的顶部加强横向钢筋和顶部加强纵向钢筋，底部弧形钢筋通过竖向勾筋与顶部加强横向钢筋和顶部加强纵向钢筋连接，待加固的空心板的两侧设置有多个均与顶部加强横向钢筋和顶部加强纵向钢筋连接的植筋，顶部加强横向钢筋和顶部加强纵向钢筋浇筑在混凝土顶板加固部内。
8、上述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：两侧所述混凝土腹板加固部之间通过可调节模板及定位支架隔开，可调节模板及定位支架控制空心板加固宽度，待加固的空心板的空心腔两端设置有端部封板。
9、上述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：所述斜向抗剪螺纹钢筋的顶部伸出待加固的空心板的顶部与顶部加强横向钢筋和顶部加强纵向钢筋连接，所述斜向抗剪螺纹钢筋的底部采用植筋方式伸入至待加固的空心板的底板内与待加固的空心板的底板通过聚合物混凝土连接为一体，植筋底部通过植筋方式与空心板的板顶连接为一体。
10、上述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：步骤二中，所述空心板抗剪加固参数包括空心板加固后承载力、空心板内腔加固宽度、混凝土顶板加固部加固高度、斜向抗剪螺纹钢筋直径、斜向抗剪螺纹钢筋间距和斜向抗剪螺纹钢筋与梁底的交角。
11、上述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：步骤三中，给出空心板抗剪加固参数的具体过程包括以下步骤：
12、步骤301、预估斜向抗剪螺纹钢筋直径和斜向抗剪螺纹钢筋间距；
13、步骤302、根据公式计算混凝土顶板加固部的高度h1，当h1小于50mm时，取h1＝50mm，其中，vd2为空心板需要的承载力设计基础值，fcu,k为空心板混凝土的立方体抗压强度标准值，b为空心板的原始两侧腹板厚度之和，ζ为新增空心板填充宽度的利用系数且ζ取值为1～0.95，即当空心板内浇筑宽度为0时，ζ＝1；当空心板内浇筑宽度为d时，ζ＝0.95；ζ初次计算时取平均值，d为空心腔的直径，h0为空心板内受拉区普通钢筋和预应力钢筋合力点至原主梁截面受压边缘的距离，ψ为h1的结构加厚有效利用系数，当h1取50mm时，ψ＝0.5；当h1大于50mm时，ψ＝/h1；
14、步骤303、根据公式确定初始空心板加固宽度b0，其中，β为新增抗剪斜钢筋的折减系数且β取0.9～0.95，当增设的抗剪钢筋直径较大时取β较小值，抗剪钢筋直径较小时β取较大值；fsd为抗拉强度设计值，asb为空心板加固斜截面内新增抗剪钢筋总面积且每个空心板内腔同一斜截面内布置两根钢筋，单根钢筋直径d取8mm～25mm，初值带入最小值，θs为斜向抗剪螺纹钢筋与梁底的交角，α1为异号弯矩影响系数，α2为预应力提高系数，α3为受压翼缘的影响系数，h为空心板内受拉区普通钢筋和预应力钢筋合力点至加固后空心板截面受压边缘高度且h＝h0+h1ψ，p为斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率，ρsv为斜截面内箍筋配筋率，fsv为箍筋的抗拉强度设计设计值；
15、步骤304、判断初始空心板加固宽度b0是否超限，当b0≤d时，执行步骤305；否侧，初始空心板加固宽度b0超限，需增大斜向抗剪螺纹钢筋直径或缩小斜向抗剪螺纹钢筋间距以减小b0，执行步骤302和步骤303，重新计算混凝土顶板加固部的高度h1和初始空心板加固宽度b0；
16、步骤305、对新增空心板填充宽度的利用系数ζ、新增抗剪斜钢筋的折减系数β和h1的结构加厚有效利用系数ψ的数值进行多次内插，继续执行步骤302和步骤303，获取第i空心板加固宽度bi，其中，i为新增空心板填充宽度的利用系数ζ、新增抗剪斜钢筋的折减系数β和h1的结构加厚有效利用系数ψ的数值内插次数编号且i＝1,2,...,i，i为新增空心板填充宽度的利用系数ζ、新增抗剪斜钢筋的折减系数β和h1的结构加厚有效利用系数ψ的数值内插总次数；
17、步骤306、根据公式确定空心板加固后承载力vuj，其中，j＝0,1,2,...,i；
18、根据公式vx＝0.75×10-3βfsdσasbsinθs，计算新增抗剪钢筋承担的承载力vx；
19、步骤307、判断空心板加固后承载力vuj是否小于vd2+g，当空心板加固后承载力vuj小于vd2+g时，通过先增加初始空心板加固宽度b0和单根钢筋直径d以提高空心板加固后承载力vuj，当b0＝d且vuj小于vd2+g时，增加混凝土顶板加固部的高度h1和单根钢筋直径d以提高空心板加固后承载力vuj，执行步骤302至步骤306，直至空心板加固后承载力vuj不小于vd2+g；否则，执行步骤308；
20、其中，g为空心板新增自重增加的抗剪效应值；
21、步骤308、当空心板加固后承载力vuj不小于v本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.按照权利要求1所述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：
3.按照权利要求2所述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：两侧所述混凝土腹板加固部(12)之间通过可调节模板及定位支架(4)隔开，可调节模板及定位支架(4)控制空心板加固宽度，待加固的空心板(1)的空心腔(2)两端设置有端部封板。
4.按照权利要求1所述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：所述斜向抗剪螺纹钢筋(5)的顶部伸出待加固的空心板(1)的顶部与顶部加强横向钢筋(8)和顶部加强纵向钢筋(9)连接，所述斜向抗剪螺纹钢筋(5)的底部采用植筋方式伸入至待加固的空心板(1)的底板内与待加固的空心板(1)的底板通过聚合物混凝土连接为一体，植筋(11)底部通过植筋方式与空心板(1)的板顶连接为一体。
5.按照权利要求1所述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：步骤二中，所述空心板抗剪加固参数包括空心板加固后承载力、空心板内腔加固宽度、混凝土顶板加固部(13)加固高度、斜向抗剪螺纹钢筋直径、斜向
6.按照权利要求3所述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：步骤三中，给出空心板抗剪加固参数的具体过程包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.按照权利要求1所述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：
3.按照权利要求2所述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：两侧所述混凝土腹板加固部(12)之间通过可调节模板及定位支架(4)隔开，可调节模板及定位支架(4)控制空心板加固宽度，待加固的空心板(1)的空心腔(2)两端设置有端部封板。
4.按照权利要求1所述的一种空心板抗剪加固设计方法，其特征在于：所述斜向抗剪螺纹钢筋(5)的顶部伸出待加固的空心板(1)的顶部与顶部加强横向钢筋(8)和顶部加强纵向钢筋(9)连接，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：许冰，钱华信，柯亮亮，韩飞，苗建宝，赵庭，李京，王剑飞，魏程，
申请(专利权)人：西安公路研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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