箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板?混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板?混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，包括步驟：一、組合加固構(gòu)造確定：對(duì)所加固箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板?混凝土組合加固構(gòu)造進(jìn)行確定；該組合加固構(gòu)造包括由底鋼板、兩個(gè)縱向側(cè)鋼板和兩個(gè)端部封堵鋼板組成的鋼套箱，鋼套箱內(nèi)設(shè)置有多根無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋；二、加固前箱梁結(jié)構(gòu)參數(shù)確定；三、組合加固構(gòu)造結(jié)構(gòu)參數(shù)確定，過(guò)程如下：參數(shù)初始化、加固鋼板理論最大厚度計(jì)算、加固鋼板厚度與混凝土厚度確定和縱向側(cè)鋼板高度與底鋼板寬度確定。本發(fā)明方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好，能簡(jiǎn)便、快速確定橋梁組合加固結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所設(shè)計(jì)橋梁組合加固結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)實(shí)用且加固效果好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于橋梁加固技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混 凝土組合加固設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)2007年調(diào)查顯示，我國(guó)共有橋梁57萬(wàn)余座，其中危橋98600余座，占17 %左右，而 且每年亦有大量公路橋梁由于設(shè)計(jì)等級(jí)較低、交通量不斷增大或受各種因素的影響出現(xiàn)了 各種病害與災(zāi)害損傷，導(dǎo)致承載能力下降，不能滿(mǎn)足交通運(yùn)輸?shù)男枰?。?duì)這些橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行 維修和加固已迫在眉睫，因此，橋梁維修、加固及改造技術(shù)研究已成為橋梁科技發(fā)展的重要 方向。目前，橋梁上部結(jié)構(gòu)加固主要采用粘貼鋼板和粘貼碳纖維布等方法，加固應(yīng)用過(guò)程中 上述兩種方法對(duì)橋梁承載能力和剛度的提高效果不明顯，粘膠性能和質(zhì)量對(duì)加固效果和結(jié) 構(gòu)耐久性影響較大，并且粘貼鋼板結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下易發(fā)生剝離脫空，抗疲勞性能不甚 理想。
[0003] 另外，當(dāng)橋梁上部結(jié)構(gòu)的跨中截面下緣不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力或所受拉應(yīng)力超限時(shí)， 往往需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固，常見(jiàn)的預(yù)應(yīng)力加固措施為體外預(yù)應(yīng)力混凝土加固法，該加固方 法的施工過(guò)程如下:先在梁側(cè)面或底面植入帶肋鋼筋，再在植筋上綁扎鋼筋網(wǎng)，之后定位預(yù) 應(yīng)力鋼筋，并澆筑混凝土 (或布設(shè)錨固塊及轉(zhuǎn)向塊），待所澆筑混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉 預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋的布置形式為直線形型或折線形。上述體外預(yù)應(yīng)力混凝土加固法雖可 在一定程度上起到預(yù)應(yīng)力加固的作用，但存在以下不足之處:第一、需在梁側(cè)或梁底新增一 層厚度約為20cm~50cm的混凝土，橋梁自重增加程度較大，且外觀不規(guī)整，影響美觀;第二、 預(yù)應(yīng)力筋裸露在空氣中，需定期采取措施防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，養(yǎng)護(hù)困難，后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高； 第三、新增預(yù)應(yīng)力筋的動(dòng)力性能較差，需安裝減震裝置以減小預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)的共振效應(yīng)； 第四、根據(jù)結(jié)構(gòu)受力及構(gòu)造特點(diǎn)需將預(yù)應(yīng)力筋彎起錨固，彎起定位主要靠轉(zhuǎn)向塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn) 向塊及錨固塊處應(yīng)力較為集中；轉(zhuǎn)向塊一旦松動(dòng)或滑移，將產(chǎn)生極大的預(yù)應(yīng)力損失甚至預(yù) 應(yīng)力失效;第五、對(duì)原結(jié)構(gòu)的剛度貢獻(xiàn)非常有限。綜上，現(xiàn)有的箱梁預(yù)應(yīng)力加固方法存在加 固結(jié)構(gòu)外觀不規(guī)整、預(yù)應(yīng)力筋維護(hù)困難、費(fèi)用高、新增預(yù)應(yīng)力筋動(dòng)力性能較差、易失效等問(wèn) 題。
[0004] 隨著材料科學(xué)的發(fā)展，新型、實(shí)用的加固改造技術(shù)不斷出現(xiàn)，但還未能適應(yīng)交通基 礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)管技術(shù)進(jìn)步的迫切需求。近年來(lái)，鋼板-混凝土組合加固方法逐漸受到重視，該組 合加固方法運(yùn)用鋼板與混凝土兩種材料，綜合鋼板與混凝土兩種材料的優(yōu)勢(shì)，并且將預(yù)應(yīng) 力加固與鋼板-混凝土組合加固方法結(jié)合后，能有效提高橋梁承載力與結(jié)構(gòu)剛度。但采用預(yù) 應(yīng)力加固與鋼板-混凝土組合加固方法對(duì)橋梁進(jìn)行加固時(shí)，組合加固結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān) 重要，加固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理直接影響橋梁加固成本和加固效果，不僅投入成本高，經(jīng)濟(jì)性 差，并且導(dǎo)致加固后橋梁受力不合理、力學(xué)性能差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種箱梁的無(wú) 粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使 用效果好，能簡(jiǎn)便、快速確定橋梁組合加固結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所設(shè)計(jì)橋梁組合加固結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì) 實(shí)用且加固效果好。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼 板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征在于:該方法包括以下步驟：
[0007]步驟一、組合加固構(gòu)造確定:對(duì)所加固箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加 固構(gòu)造進(jìn)行確定;所加固箱梁為預(yù)應(yīng)力混凝土梁；
[0008] 所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造包括布設(shè)在所加固箱梁的需加固 區(qū)下方的底鋼板、兩個(gè)分別布設(shè)在所述需加固區(qū)左右兩側(cè)的縱向側(cè)鋼板和兩個(gè)分別布設(shè)在 所述需加固區(qū)前后兩端的端部封堵鋼板，所述底鋼板和兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板均呈縱橋向布 設(shè)，所述底鋼板和縱向側(cè)鋼板均為平直鋼板且二者的縱向長(zhǎng)度均與所述需加固區(qū)的長(zhǎng)度相 同；兩個(gè)所述端部封堵鋼板均呈橫橋向布設(shè);所加固箱梁呈水平布設(shè)且其包括一個(gè)呈水平 布設(shè)的頂板、一個(gè)位于所述頂板正下方且呈水平布設(shè)的底板和左右兩個(gè)連接于所述頂板與 所述底板之間的腹板，兩個(gè)所述腹板呈對(duì)稱(chēng)布設(shè);所述底鋼板呈水平布設(shè)，兩個(gè)所述縱向側(cè) 鋼板分別布設(shè)在兩個(gè)所述腹板的底部外側(cè)，每個(gè)所述縱向側(cè)鋼板均與其所布設(shè)的腹板呈平 行布設(shè)，兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板對(duì)稱(chēng)布設(shè)在底鋼板左右兩側(cè)上方，兩個(gè)所述端部封堵鋼板連 接于兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板的前后兩端之間，所述底鋼板、兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板和兩個(gè)所述 端部封堵鋼板組成一個(gè)由下至上套裝在所加固箱梁的腹板下部的鋼套箱，所述鋼套箱的橫 截面為等腰梯形，所述鋼套箱內(nèi)設(shè)置有多根無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋，且所述鋼套箱內(nèi)澆筑有混 凝土結(jié)構(gòu);所述混凝土結(jié)構(gòu)分為位于所述底板下方的底部混凝土結(jié)構(gòu)和兩個(gè)分別位于兩個(gè) 所述腹板外側(cè)的側(cè)部混凝土結(jié)構(gòu)，兩個(gè)所述側(cè)部混凝土結(jié)構(gòu)呈左右對(duì)稱(chēng)布設(shè)且二者的厚度 均與所述底部混凝土結(jié)構(gòu)的厚度相同，所述底鋼板和兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板的厚度均相同且 三者的材質(zhì)均相同；多根所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋均布設(shè)在同一水平面上且其均位于所述底 部混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)中部，多根所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的直徑和長(zhǎng)度均相同且其呈均勻布 設(shè)；
[0009] 步驟二、加固前箱梁結(jié)構(gòu)參數(shù)確定:對(duì)所加固箱梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行確定；
[0010] 所確定的所加固箱梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括所加固箱梁的底板內(nèi)所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼 筋的截面面積AP、所加固箱梁內(nèi)所設(shè)置縱向受壓鋼筋的截面面積A s/、縱向受壓鋼筋的抗壓 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fs/、所加固箱梁內(nèi)所設(shè)置縱向受拉鋼筋的截面面積Asy、縱向受拉鋼筋的抗拉 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsy、所加固箱梁內(nèi)受壓區(qū)縱向鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離a/、所加固箱 梁內(nèi)受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋與縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)至截面受拉邊緣的距離ao、所述 頂板的寬度b/、所述頂板的厚度h/、兩個(gè)所述腹板的厚度之和V、所加固箱梁內(nèi)受拉區(qū)縱 向非預(yù)應(yīng)力鋼筋與縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離ho和所加固箱梁的梁 高為所加固箱梁的梁體高度且其為從所述頂板頂面至所述底板底面的豎向距離，其中 At^Asy'和Asy的單位均為和fsy的單位均為MPa，a；/ dtKb/、h/、t/、ho和hi的單位均 為 mm;ho+ao = hi;
[0011] 所述縱向受壓鋼筋位于所述頂板內(nèi)，所述縱向受拉鋼筋位于所述底板內(nèi)，所述縱 向受壓鋼筋和縱向受拉鋼筋均為非預(yù)應(yīng)力鋼筋，且所加固箱梁的中性軸位于所述頂板下 方；
[0012] 步驟三、組合加固構(gòu)造結(jié)構(gòu)參數(shù)確定:根據(jù)步驟二中確定的所加固箱梁的結(jié)構(gòu)參 數(shù)，采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)步驟一中所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu) 參數(shù)進(jìn)行確定；
[0013] 所確定的所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括tsp、 hspw、thn和b，其中tsp為底鋼板或縱向側(cè)鋼板的厚度，hspw為縱向側(cè)鋼板的寬度，thn為所述底 部混凝土結(jié)構(gòu)或所述側(cè)部混凝土結(jié)構(gòu)的厚度，b為底鋼板的寬度；
[0014] 對(duì)步驟一中所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行確定 時(shí)，過(guò)程如下：
[0015]步驟301、參數(shù)初始化:采用與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接的參數(shù)輸入單元，輸入步驟 二中確定的所加固箱梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對(duì)tsp、b、hspw和thn的初始值分別進(jìn)行設(shè)定;其中，t sp =tspm且tspm = 5mm~7mm，thn = thnm且thnm= 70mm~90mm; b = t/ +2tsp + 2thn (1)；
，其中〇〇 = 0.15~0.4 4為所述腹板與水平面之間的夾角且^\<90°，11為 加固后梁體的高度且hrlu+thn+tsp (3)，縱向側(cè)鋼板的豎向高度hspv = c〇Xh;所述加固 后梁體為采用所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造對(duì)所加固箱梁進(jìn)行加固后的 梁體；
[0016]步驟302、加固鋼板理論最大厚度計(jì)算：所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)公式tsPm ax = min (tspl,tsp2,tsp3) (4)，計(jì)算得出加固鋼板理論最大厚度tspmax;
[0017] 公式⑷中，
[0021] 公式(4-1)、公式(4-2)和(4-3)中，〇1為所述加固后梁體的受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力 圖的應(yīng)力值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值，為所加固箱梁的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 設(shè)計(jì)值且其單位為MPa，i3為所述加固后梁體的受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖受壓區(qū)高度與中性 軸高度的比值且i3 = 〇.8;Esy為所加固箱梁內(nèi)所設(shè)置縱向受拉鋼筋的彈性模量且其單位為 MPa;EPy為所加固箱梁內(nèi)所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量且其單位為MPa;Esp為底鋼板或 縱向側(cè)鋼板的彈性模量且其單位為MPa;A Py為所加固箱梁所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的橫截面 積且其單位為mm2;
[0022]
^中ε?為所加固箱梁的受壓區(qū)混
凝土極限壓應(yīng)變，σΡο為所加固箱梁內(nèi)所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的鋼筋合力點(diǎn)混凝土法向應(yīng)力 等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力值且其單位為MPa;fPy為縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值且 其單位為MPa;
[0023] 對(duì)espi進(jìn)行計(jì)算時(shí)： ，計(jì)算得出e spi〇;再 判斷espi〇是否大于
否則，espl = esplQ;
?或h' = h; espy為底鋼板或縱向側(cè)鋼板的屈服應(yīng)變；εη為考慮二次受力影響時(shí)底鋼板的滯后應(yīng)變； fspy為底鋼板或縱向側(cè)鋼板的鋼板抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值且其單位為MPa;
[0024] 對(duì)espwi進(jìn)行計(jì)算時(shí)
計(jì) 算得出εspwio;再判斷εSpWi〇是否
t否則，εSpWi - εSpWi〇; 其中為考慮二次受力影響時(shí)縱向側(cè)鋼板的滯后應(yīng)變；
[0026] 對(duì)esi進(jìn)行計(jì)算時(shí)
（4-2.1)，計(jì)算得出esl0; 再判斷esl〇是否大吁
否則， ε si - ε sio ；
[0027] 對(duì)￡32進(jìn)行計(jì)算時(shí)，判斷eslQ是否大于
；否則，es2 = ￡sl0 ；
[0028] 對(duì)espw2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，
，計(jì) 算得出Sspw20 ;再判斷Sspw20是否
；否貝丨J，Sspw2 = SSpW2〇 ;
[0030] 對(duì)ε s 3進(jìn)行計(jì)算時(shí)，
(4-31.)，計(jì)算得出 ε s 3 ?;
，
'否則，ε s3 - ε s3〇;
[0031 ] 對(duì)￡34進(jìn)行計(jì)算時(shí)，判斷es3〇是否大于
〖否則，es4 = ￡s30 ；
[0032] 對(duì)esp2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，
計(jì)算得出esp2〇;
[0033]步驟303、加固鋼板厚度與混凝土厚度確定：采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)tsp和thn分 別進(jìn)行確定，過(guò)程如下：
[0034] 步驟3031、超筋判斷:判斷步驟302中計(jì)算得出的加固鋼板理論最大厚度tspmax是否 小于tspm:當(dāng)tspmax<tspm時(shí)，判斷為此時(shí)所述加固后梁體處于超筋狀態(tài)，并進(jìn)入步驟3032;否 貝1J，當(dāng)tspmax多tspJt，判斷為此時(shí)所述加固后梁體處于未超筋狀態(tài)，并進(jìn)入步驟3033;
[0035] 步驟3032、參數(shù)增大調(diào)整，包括以下步驟：
[0036] 步驟30321、混凝土厚度增大調(diào)整及混凝土厚度超限判斷:將thn增大A thn，并對(duì)增 大后的thn進(jìn)行混凝土厚度超限判斷：當(dāng)增大后的thn>thnMt，判斷為混凝土厚度超限，將增 大后的thn減小Δ thn，并進(jìn)入步驟30322 ;否則，當(dāng)增大后的thn彡thnM時(shí)，判斷為混凝土厚度未 超限，并進(jìn)入步驟30323;
[0037] 其中，Δ thn= 15mm~25mm; thnM為預(yù)先設(shè)定的所述底部混凝土結(jié)構(gòu)或所述側(cè)部混凝 土結(jié)構(gòu)的最大厚度；
[0038]步驟30322、加固鋼板厚度增大調(diào)整：將tsp增大Δ tsp，并進(jìn)入步驟30323;其中，Δ tSp= 1mm ~3mm;
[0039] 步驟30323、加固鋼板理論最大厚度計(jì)算及超筋判斷：按照步驟302中所述的方法， 計(jì)算得出此時(shí)加固鋼板理論最大厚度tspmax，并判斷tspmax是否小于tspm:當(dāng)t spmax<tspm時(shí)，判 斷為此時(shí)所述加固后梁體處于超筋狀態(tài)，返回步驟30321;否則，當(dāng)t spmax彡tspm時(shí)，判斷為此 時(shí)所述加固后梁體處于未超筋狀態(tài)，并進(jìn)入步驟3033;
[0040] 步驟3033、抗彎承載力驗(yàn)證:調(diào)用抗彎承載力計(jì)算模塊且根據(jù)公式所述數(shù)據(jù)處理 設(shè)備根據(jù)公式
，對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的抗彎承載力Mu進(jìn)行 計(jì)算，并將計(jì)算得出的Mu與M/進(jìn)行差值比較：當(dāng)KM/時(shí)，返回步驟3032;否則，當(dāng)Mu彡M/ 時(shí)，完成混凝土厚度和加固鋼板厚度確定過(guò)程并輸出thn和tsp，再進(jìn)入步驟304;
[0042]公式(5)中，X為所述加固后梁體的混凝土受壓區(qū)高度;Apy為所加固箱梁所設(shè)置縱 向預(yù)應(yīng)力鋼筋的橫截面積，Asp為底鋼板的橫截面積且Asp = b · tsp，Aspw為縱向側(cè)鋼板的橫截 面積且Aspw = tsp · hspw; 〇pkS預(yù)先確定的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力值，Apk為所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng) 力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積;a為所述無(wú)粘結(jié)預(yù) 應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的重心與所加固箱梁內(nèi)受拉 區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋與縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)之間的距離
[0043] 其中，〇pk的單位為MPa，b、X和a的單位均為mm，Asp、Aspw和A pk的單位均為mm2;
[0044] 步驟304、縱向側(cè)鋼板高度與底鋼板寬度確定:結(jié)合步驟303中輸出的tsp和thn，所 述數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)公式（1)計(jì)算得出底鋼板的寬度b并輸出b;同時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備先 根據(jù)公式(3)計(jì)算得出所述加固后梁體的高度h，再根據(jù)公式(2)計(jì)算得出縱向側(cè)鋼板的高 度hspw并出 hspw。
[0045] 上述箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征是:步驟302 中對(duì)所述的αι進(jìn)行確定時(shí)，當(dāng)所加固箱梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí)，(^ = 1;當(dāng)所加固 箱梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，αι = 0.94;當(dāng)所加固箱梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50~C80之 間的其它等級(jí)時(shí)，W按線性?xún)?nèi)插法進(jìn)行確定。
[0046]上述箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征是:步驟3033 中進(jìn)行抗彎承載力驗(yàn)證之前，先對(duì)所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè) 置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量η進(jìn)行確定；
[0047] 對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量η進(jìn)行確定時(shí)，，計(jì)算得出 粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量η;
[0048] 公式(5)中，L」表示向上取整，σρ為預(yù)先確定的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力 值，y為所述加固后梁體的中性軸與所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè) 置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的重心之間的距離，a PS單根所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積且
，其中do為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的直徑且其單位為mm;M為所加固箱梁的梁體截 面因自重增加而增大的彎矩且M=kql2,其中k為所加固箱梁的彎矩系數(shù)，q為所加固箱梁的 梁體截面因增加所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造產(chǎn)生的線荷載，1為所加固 箱梁的計(jì)算跨徑。
[0049]上述箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征是:步驟3033 中進(jìn)行抗彎承載力驗(yàn)證之前，先對(duì)所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè) 置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量η進(jìn)行確定；
[0050] 對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量η進(jìn)行確定時(shí)，過(guò)程如下：
[0051] 步驟3033-1、參數(shù)初始化:采用所述參數(shù)輸入單元對(duì)η的初始值進(jìn)行設(shè)定，且η = 2;
[0052] 步驟3033-2、截面彎矩驗(yàn)證:根據(jù)公式M = kql2對(duì)此時(shí)所加固箱梁的梁體截面因自 重增加而增大的彎矩Μ進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算得出的Μ與η · σρ · aP · y進(jìn)行差值比較：當(dāng)η · σρ · aP · y>M時(shí)，完成無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量確定過(guò)程并輸出η;否則，當(dāng)η · σρ · aP · y<M 時(shí)，進(jìn)入步驟3033-3;
[0053] 其中k為所加固箱梁的彎矩系數(shù)，q為所加固箱梁的梁體截面因增加所述無(wú)粘結(jié)預(yù) 應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造產(chǎn)生的線荷載，1為所加固箱梁的計(jì)算跨徑；
[0054] 步驟3033-3、預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量增大調(diào)整:將此時(shí)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量η加1;
[0055] 步驟3033-4、截面彎矩驗(yàn)證:步驟3033-3中預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量增大調(diào)整后，根據(jù)公式 M=kql2對(duì)此時(shí)所加固箱梁的梁體截面因自重增加而增大的彎矩Μ進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算得出 的Μ與η · σρ · aP · y進(jìn)行差值比較：當(dāng)η · σρ · aP · y》M時(shí)，完成無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量確定 過(guò)程并輸出η;否則，當(dāng)η · σρ · aP · y<M時(shí)，返回步驟3033-3。
[0056]上述箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征是：步驟304 中根據(jù)公式(2)對(duì)縱向側(cè)鋼板的寬度hspw進(jìn)行計(jì)算時(shí)，
[0057]步驟304中對(duì)hsp4li出之前，還需調(diào)用縱向側(cè)鋼板寬度調(diào)整模塊對(duì)縱向側(cè)鋼板的高 度hspw進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，過(guò)程如下：
[0058] 步驟3041、縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整：將hspw減小Ahspw;其中，Ah spw = 45mm~ 55mm；
[0059] 步驟3042、縱向側(cè)鋼板寬度閾值判斷：步驟3041中縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整后，對(duì) hspw的大小進(jìn)行判斷：
，將hspw增大Δ hspw，完成縱 向側(cè)鋼板高度調(diào)整過(guò)程并輸出hspw;否則，進(jìn)入步驟3043;
[0060] 步驟3043、抗彎承載力驗(yàn)證：調(diào)用所述抗彎承載力計(jì)算模塊，且根據(jù)公式（5)對(duì)步 驟3041中縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整后所述加固后梁體的抗彎承載力M u進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算 得出的Mu與M/進(jìn)行差值比較：當(dāng)Mu彡M/時(shí)，返回步驟3041;否則，當(dāng)M U<M/時(shí)，將hspw增大Δ hspw，完成縱向側(cè)鋼板寬度調(diào)整過(guò)程并輸出h spw。
[0061] 上述箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征是：步驟 30321中進(jìn)行混凝土厚度增大調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用數(shù)值增大調(diào)整模塊使t hn = thn + Δ thn;
[0062] 步驟30322中進(jìn)行加固鋼板厚度增大調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用所述數(shù)值增 大調(diào)整模塊使tsp = tsp+A tsp;
[0063] 步驟3041中進(jìn)行縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用所述數(shù)值減 小調(diào)整模塊使hspw=h spw- Δ hspw;
[0064] 步驟3042和步驟3043中將hspw增大Δ hspJt，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備均調(diào)用所述數(shù)值增 大調(diào)整模塊使hspw=hsPw+ Δ hspw。
[0065]上述箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征是:步驟3033 中根據(jù)公式(5)對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的抗彎承載力Mu進(jìn)行計(jì)算之前，先根據(jù)步驟二中確 定的所加固箱梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及此時(shí)η、t sp、b、hspw和thn的數(shù)值，對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的 中性軸的位置進(jìn)行確定，并根據(jù)所述加固后梁體的中性軸的位置對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的 混凝土受壓區(qū)高度X進(jìn)行確定。
[0066]上述箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征是：步驟301 中所述的 tspm=6mrn，thnm=80mrn〇
[0067] 上述箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征是:步驟二中 所加固箱梁內(nèi)所設(shè)置縱向受壓鋼筋均位于同一水平面上且a/為縱向受壓鋼筋與所述頂板 頂面之間的豎向距離，所加固箱梁內(nèi)所設(shè)置縱向受拉鋼筋均位于同一水平面上;所述縱向 受壓鋼筋和縱向受拉鋼筋分別位于所加固箱梁的中性軸上下兩側(cè)；
[0068] 所述縱向受壓鋼筋的數(shù)量為m道且其均位于所述頂板內(nèi)，m道所述縱向受壓鋼筋 均位于同一水平面上;As/為m道所述縱向受壓鋼筋的橫截面面積之和;其中，m為正整數(shù)；
[0069] 所述縱向受拉鋼筋的數(shù)量為n2道且其均位于所述底板內(nèi)，n2道所述縱向受拉鋼筋 均位于同一水平面上;A sySn2道所述縱向受拉鋼筋（6-2)的橫截面面積之和；其中，n2為正 整數(shù)。
[0070] 所述縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量為m道且其均位于所述底板內(nèi)，m道所述縱向預(yù)應(yīng)力 鋼筋均位于同一水平面上且其均位于112道所述縱向受拉鋼筋上方;~為11 3道所述縱向預(yù)應(yīng) 力鋼筋的橫截面面積之和;其中，m為正整數(shù)。
[0071] 上述箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征是:步驟301 中所述的co = 0.25。
[0072] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0073] 1、方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便，投入成本較低。
[0074] 2、數(shù)據(jù)處理速度快且自動(dòng)化程度高，采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備能在十幾分鐘，甚至幾分 鐘內(nèi)計(jì)算得出無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括tsp、hspw、thn和 b〇
[0075] 3、各參數(shù)的確定方法簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且所確定的參數(shù)值合理，并且參數(shù)確定過(guò)程 與承載力驗(yàn)證相結(jié)合，所確定組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參數(shù)在保證加固后梁體的抗彎承載力滿(mǎn) 足設(shè)計(jì)需求的同時(shí)，能確保加固后梁體的破壞形式為適筋狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)超筋的可能。
[0076] 采用本發(fā)明確定組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參數(shù)能有效解決底鋼板和縱向側(cè)鋼板的利 用系數(shù)問(wèn)題，一般情況下容易保證底鋼板的利用系數(shù)為1，側(cè)鋼板的利用系數(shù)不一定為1，即 側(cè)鋼板沒(méi)有被充分利用，則該加固構(gòu)造的破壞形態(tài)為超筋破壞，雖然抗彎承載力也能滿(mǎn)足 使用要求。為保證上述滿(mǎn)足加固需求抗彎承載力時(shí)，底鋼板和側(cè)面鋼板的利用系數(shù)均為1， 即加固后梁體的破壞形態(tài)為適筋破壞，需本發(fā)明所采用加固構(gòu)造所選取的混凝土加固厚 度、加固高度(即側(cè)鋼板高度）、加固鋼板理論最大厚度t spmax等參數(shù)分別進(jìn)行限定。采用本發(fā) 明進(jìn)行加固參數(shù)確定時(shí)，最終確定的混凝土厚度t hn在t hnm~t hnM之間，最終確定的加固鋼板 厚度 tsp 在 tspm^^tspmaxZ?間。
[0077] 4、采用由初始最小值逐漸增大的方式對(duì)加固鋼板厚度與混凝土厚度進(jìn)行確定，所 確定的加固鋼板厚度與混凝土厚度均為最佳值，能滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約成本的要求，并且對(duì)混 凝土厚度設(shè)定最大值thnM，達(dá)到防止因混凝土厚度增加帶來(lái)的加固后梁體自重增大的目的； 并且，將加固鋼板厚度tsp在ts[?~tS[?aX之間，在滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約成本要求的同時(shí)，能確保 加固后梁體的破壞形式為適筋破壞。
[0078] 5、加固效果好，采用鋼板-混凝土與無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋相結(jié)合進(jìn)行加固，鋼板-混 凝土大幅度增加了結(jié)構(gòu)承載能力及結(jié)構(gòu)剛度，有效地提高了加固效率；同時(shí)減小了結(jié)構(gòu)的 加固厚度，減輕了加固構(gòu)造重量。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的防腐性能好，防止了因預(yù)應(yīng)力筋與混凝 土結(jié)構(gòu)變形不協(xié)調(diào)引起的附加應(yīng)力，安全可靠、預(yù)應(yīng)力損失較小;并且新增預(yù)應(yīng)力筋位于新 加固混凝土內(nèi)部，不存在減振止振問(wèn)題，無(wú)需安裝減震裝置。加固構(gòu)造與所加固箱梁的結(jié)合 部位面積較大，植筋均勻，應(yīng)力相對(duì)分散，省去了轉(zhuǎn)向塊及錨固塊處應(yīng)力集中的問(wèn)題，極大 降低了預(yù)應(yīng)力損失甚至失效的風(fēng)險(xiǎn)。加固體由鋼板形成的鋼套箱施工時(shí)兼做澆筑混凝土結(jié) 構(gòu)的模板，省去拆模工序，施工方便快速。所施工成型的加固構(gòu)造具有外部整齊、耐久性好、 穩(wěn)定性高、經(jīng)濟(jì)性好和施工方便等優(yōu)點(diǎn)，能有效發(fā)揮混凝土的抗壓和鋼板、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋 的抗拉性強(qiáng)的特點(diǎn)，并能有效解決現(xiàn)有箱梁預(yù)應(yīng)力加固方法存在的加固構(gòu)造外觀不規(guī)整、 預(yù)應(yīng)力筋維護(hù)困難、費(fèi)用高、新增預(yù)應(yīng)力筋動(dòng)力性能較差、易失效等問(wèn)題。綜上，本發(fā)明所采 用的加固構(gòu)造能顯著提高橋梁的承載力與結(jié)構(gòu)剛度，能充分利用新、舊材料的性能，而且 新、老混凝土及鋼板與新混凝土之間都有必要的連接構(gòu)造，受力性能可靠，加固后梁體具有 承載力高、剛度大、耐久性好、自重增加較小、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)。按照本發(fā)明設(shè)計(jì)加固構(gòu)造對(duì) 所加固箱梁加固完成后，可對(duì)保證加固后組合截面的承載力和剛度得到提高，原結(jié)構(gòu)的應(yīng) 力狀態(tài)得到一定程度的改善，且破壞形態(tài)為適筋破壞。
[0079] 6、適用面廣且推廣應(yīng)用前景廣泛，適用于所有中性軸從腹板內(nèi)穿過(guò)的箱梁的無(wú)粘 結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)過(guò)程。
[0080] 綜上所述，本發(fā)明方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好，能簡(jiǎn)便、快速 確定橋梁組合加固結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所設(shè)計(jì)橋梁組合加固結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)實(shí)用且加固效果好。
[0081] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0082]圖1為本發(fā)明的方法流程框圖。
[0083]圖2為本發(fā)明加固后梁體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0084] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0085] 1 一底鋼板； 2-縱向側(cè)鋼板； 3-縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋；
[0086] 4-無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋；5-混凝土結(jié)構(gòu)； 6-所加固箱梁；
[0087] 6-1-縱向受壓鋼筋； 6-2-縱向受拉鋼筋。
【具體實(shí)施方式】
[0088]如圖1所示的一種箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固設(shè)計(jì)方法，包括以 下步驟：
[0089]步驟一、組合加固構(gòu)造確定:對(duì)所加固箱梁6的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合 加固構(gòu)造進(jìn)行確定;所加固箱梁6為預(yù)應(yīng)力混凝土梁；
[0090]如圖2所示，所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造包括布設(shè)在所加固箱 梁6的需加固區(qū)下方的底鋼板1、兩個(gè)分別布設(shè)在所述需加固區(qū)左右兩側(cè)的縱向側(cè)鋼板2和 兩個(gè)分別布設(shè)在所述需加固區(qū)前后兩端的端部封堵鋼板，所述底鋼板1和兩個(gè)所述縱向側(cè) 鋼板2均呈縱橋向布設(shè)，所述底鋼板1和縱向側(cè)鋼板2均為平直鋼板且二者的縱向長(zhǎng)度均與 所述需加固區(qū)的長(zhǎng)度相同;兩個(gè)所述端部封堵鋼板均呈橫橋向布設(shè);所加固箱梁6呈水平布 設(shè)且其包括一個(gè)呈水平布設(shè)的頂板、一個(gè)位于所述頂板正下方且呈水平布設(shè)的底板和左右 兩個(gè)連接于所述頂板與所述底板之間的腹板，兩個(gè)所述腹板呈對(duì)稱(chēng)布設(shè);所述底鋼板1呈水 平布設(shè)，兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板2分別布設(shè)在兩個(gè)所述腹板的底部外側(cè)，每個(gè)所述縱向側(cè)鋼板 2均與其所布設(shè)的腹板呈平行布設(shè)，兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板2對(duì)稱(chēng)布設(shè)在底鋼板1左右兩側(cè)上 方，兩個(gè)所述端部封堵鋼板連接于兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板2的前后兩端之間，所述底鋼板1、兩 個(gè)所述縱向側(cè)鋼板2和兩個(gè)所述端部封堵鋼板組成一個(gè)由下至上套裝在所加固箱梁6的腹 板下部的鋼套箱，所述鋼套箱的橫截面為等腰梯形，所述鋼套箱內(nèi)設(shè)置有多根無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng) 力鋼筋4，且所述鋼套箱內(nèi)澆筑有混凝土結(jié)構(gòu)5;所述混凝土結(jié)構(gòu)5分為位于所述底板下方的 底部混凝土結(jié)構(gòu)和兩個(gè)分別位于兩個(gè)所述腹板外側(cè)的側(cè)部混凝土結(jié)構(gòu)，兩個(gè)所述側(cè)部混凝 土結(jié)構(gòu)呈左右對(duì)稱(chēng)布設(shè)且二者的厚度均與所述底部混凝土結(jié)構(gòu)的厚度相同，所述底鋼板1 和兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板2的厚度均相同且三者的材質(zhì)均相同；多根所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4 均布設(shè)在同一水平面上且其均位于所述底部混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)中部，多根所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng) 力鋼筋4的直徑和長(zhǎng)度均相同且其呈均勻布設(shè)；
[0091] 步驟二、加固前箱梁結(jié)構(gòu)參數(shù)確定:對(duì)所加固箱梁6的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行確定；
[0092] 結(jié)合圖2,所確定的所加固箱梁6的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括所加固箱梁6的底板內(nèi)所設(shè)置縱 向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的截面面積AP、所加固箱梁6內(nèi)所設(shè)置縱向受壓鋼筋6-1的截面面積A s/、縱 向受壓鋼筋6-1的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fs/、所加固箱梁6內(nèi)所設(shè)置縱向受拉鋼筋6-2的截面面積 Asy、縱向受拉鋼筋6-2的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsy、所加固箱梁6內(nèi)受壓區(qū)縱向鋼筋合力點(diǎn)至截面 受壓邊緣的距離 &/、所加固箱梁6內(nèi)受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋與縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的合力 點(diǎn)至截面受拉邊緣的距離ao、所述頂板的寬度b/、所述頂板的厚度h/、兩個(gè)所述腹板的厚 度之和V、所加固箱梁6內(nèi)受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋與縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的合力點(diǎn)至截面受 壓邊緣的距離ho和所加固箱梁6的梁高Ιη,?η為所加固箱梁6的梁體高度且其為從所述頂板 頂面至所述底板底面的豎向距離，其中A P、AS/和Asy的單位均為mm2，fs/和f sy的單位均為 MPaa/ 'atKb/、1ι/、t/、ho和hi 的單位均為mm;ho+a() = hi;
[0093] 所述縱向受壓鋼筋6-1位于所述頂板內(nèi)，所述縱向受拉鋼筋6-2位于所述底板內(nèi)， 所述縱向受壓鋼筋6-1和縱向受拉鋼筋6-2均為非預(yù)應(yīng)力鋼筋，且所加固箱梁6的中性軸位 于所述頂板下方；
[0094] 步驟三、組合加固構(gòu)造結(jié)構(gòu)參數(shù)確定:根據(jù)步驟二中確定的所加固箱梁6的結(jié)構(gòu)參 數(shù)，采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)步驟一中所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu) 參數(shù)進(jìn)行確定；
[0095]所確定的所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括tsp、 hspw、thn和b，其中tsp為底鋼板1或縱向偵u鋼板2的厚度，hspw為縱向偵u鋼板2的寬度，thn為所述 底部混凝土結(jié)構(gòu)或所述側(cè)部混凝土結(jié)構(gòu)的厚度，b為底鋼板1的寬度；
[0096]對(duì)步驟一中所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行確定 時(shí)，過(guò)程如下：
[0097]步驟301、參數(shù)初始化:采用與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接的參數(shù)輸入單元，輸入步驟 二中確定的所加固箱梁6的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對(duì)tsp、b、hspw和thn的初始值分別進(jìn)行設(shè)定;其中，t sp =tspmiitspm= 5mm~7mm, thn = thnmiithnm= 70mm~90mm ； b = b7 +2tsp + 2thn (1);
，其中〇〇 = 0.15~0.44為所述腹板與水平面之間的夾角且^^90°，11為 加固后梁體的高度且hrlu+thn+tsp (3)，縱向側(cè)鋼板2的豎向高度hspv = c〇Xh;所述加固 后梁體為采用所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造對(duì)所加固箱梁6進(jìn)行加固后 的梁體；
[0098]步驟302、加固鋼板理論最大厚度計(jì)算：所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)公式tsPm ax = min (tspl,tsp2,tsp3) (4)，計(jì)算得出加固鋼板理論最大厚度tspmax;
[0099]公式(4)中，
[0103] 公式(4-1)、公式(4-2)和(4-3)中，〇1為所述加固后梁體的受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力 圖的應(yīng)力值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值，為所加固箱梁6的混凝土軸心抗壓強(qiáng) 度設(shè)計(jì)值且其單位為MPa，i3為所述加固后梁體的受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖受壓區(qū)高度與中 性軸高度的比值且i3 = 〇.8;Esy為所加固箱梁6內(nèi)所設(shè)置縱向受拉鋼筋6-2的彈性模量且其單 位為MPa;EPy為所加固箱梁6內(nèi)所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的彈性模量且其單位為MPa;E sp為底 鋼板1或縱向側(cè)鋼板2的彈性模量且其單位為MPa;APy為所加固箱梁6所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋 3的橫截面積且其單位為mm 2;
[0104]
^其中ecu為所加固箱梁6的受壓區(qū) 混凝土極限壓應(yīng)變，σΡο為所加固箱梁6內(nèi)所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的鋼筋合力點(diǎn)混凝土法向 應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力值且其單位為MPa;fPy為縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì) 值且其單位為MPa;A Py為所加固箱梁6所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的橫截面積且其單位為mm2;
[0105] 對(duì)espi進(jìn)行計(jì)算時(shí)，
，計(jì)算得出espi〇;再 判斷espi〇是否大于_
或h' = h; espy為底鋼板1或縱向側(cè)鋼板2的屈服應(yīng)變；εη為考慮二次受力影響時(shí)底鋼板1的滯后應(yīng) 變;f spy為底鋼板1或縱向側(cè)鋼板2的鋼板抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值且其單位為MPa;
[0106] 對(duì)￡鄧》1進(jìn)行計(jì)算時(shí)
（4-12).'計(jì) 算得出espwi〇;再判斷espwlQ是否大于
否則，espwl = espwl0; 其中為考慮二次受力影響時(shí)縱向側(cè)鋼板2的滯后應(yīng)變；
[0107] 公式(4-2)中，
[0108] 對(duì)esi進(jìn)行計(jì)算時(shí)，
，計(jì)算得出esi〇; 再判斷esl〇是否大吁
；否則， ε si - ε sio ；
[0109] 對(duì)￡32進(jìn)行計(jì)算時(shí)，判斷esl〇是否大于
；否則，es2 = ￡slO ；
[0110] 對(duì)espw2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，
，計(jì) 算得出Sspw20 ;再判斷Sspw20是否大于
：否貝[J，Sspw2 - ￡spw20 ;
[0111] 公式(4-3)中，
[0112] 對(duì)es3進(jìn)行計(jì)算時(shí)，
，計(jì) 算得出es30:
否則，es3 = es30;
[0113] 對(duì)￡34進(jìn)行計(jì)算時(shí)，判斷es3〇是否大于
否則，es4 = εδ3〇;
[0114] 對(duì)esp2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，
計(jì)算得出esp2〇;再判斷esp2Q是否大于
；否貝>J，esp2 = esp20;
[0115]步驟303、加固鋼板厚度與混凝土厚度確定:采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)tsp和thn分 別進(jìn)行確定，過(guò)程如下：
[0116] 步驟3031、超筋判斷:判斷步驟302中計(jì)算得出的加固鋼板理論最大厚度tspmax是否 小于t spm:當(dāng)tspmax<tspm時(shí)，判斷為此時(shí)所述加固后梁體處于超筋狀態(tài)，并進(jìn)入步驟3032;否 貝1J，當(dāng)t spmax多tsPJt，判斷為此時(shí)所述加固后梁體處于未超筋狀態(tài)，并進(jìn)入步驟3033;
[0117] 步驟3032、參數(shù)增大調(diào)整，包括以下步驟：
[0118] 步驟30321、混凝土厚度增大調(diào)整及混凝土厚度超限判斷:將thn增大A thn，并對(duì)增 大后的thn進(jìn)行混凝土厚度超限判斷：當(dāng)增大后的thn>t hnMt，判斷為混凝土厚度超限，將增 大后的thn減小Δ thn，并進(jìn)入步驟30322 ;否則，當(dāng)增大后的thn彡thnM時(shí)，判斷為混凝土厚度未 超限，并進(jìn)入步驟30323;
[0119] 其中，Δ thn= 15mm~25mm; thnM為預(yù)先設(shè)定的所述底部混凝土結(jié)構(gòu)或所述側(cè)部混凝 土結(jié)構(gòu)的最大厚度；
[0120]步驟30322、加固鋼板厚度增大調(diào)整：將tsp增大Δ tsp，并進(jìn)入步驟30323;其中，Δ tSp= 1mm ~3mm;
[0121] 步驟30323、加固鋼板理論最大厚度計(jì)算及超筋判斷：按照步驟302中所述的方法， 計(jì)算得出此時(shí)加固鋼板理論最大厚度tspmax，并判斷tspmax是否小于tspm:當(dāng)t spmax<tspm時(shí)，判 斷為此時(shí)所述加固后梁體處于超筋狀態(tài)，返回步驟30321;否則，當(dāng)t spmax彡tspm時(shí)，判斷為此 時(shí)所述加固后梁體處于未超筋狀態(tài)，并進(jìn)入步驟3033;
[0122] 步驟3033、抗彎承載力驗(yàn)證：調(diào)用抗彎承載力計(jì)算模塊且根據(jù)公式所述數(shù)據(jù)處理 設(shè)備根據(jù)公式
[0123]
，對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的抗彎承載力Mu進(jìn)行 計(jì)算，并將計(jì)算得出的Mu與M/進(jìn)行差值比較：當(dāng)KM/時(shí)，返回步驟3032;否則，當(dāng)Mu彡M/ 時(shí)，完成混凝土厚度和加固鋼板厚度確定過(guò)程并輸出thn和tsp，再進(jìn)入步驟304;
[0124] 公式(5)中，X為所述加固后梁體的混凝土受壓區(qū)高度;Apy為所加固箱梁6所設(shè)置縱 向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的橫截面積，A sp為底鋼板1的橫截面積且Asp = b · tsp，Aspw為縱向側(cè)鋼板2的 橫截面積且Aspw = tsp · hspw; 〇pk為預(yù)先確定的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的應(yīng)力值，Apk為所述無(wú)粘 結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的截面面積且
，其中η為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的數(shù)量，do為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的直徑且 其單位為mm;a為所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼 筋4的重心與所加固箱梁6內(nèi)受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋與縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的合力點(diǎn)（也稱(chēng) 合力作用點(diǎn))之間的
[0125] 其中，〇沐的單位為MPa，b、x和a的單位均為mm，Asp、Aspw和A Pk的單位均為mm2;
[0126] 步驟304、縱向側(cè)鋼板高度與底鋼板寬度確定:結(jié)合步驟303中輸出的tsp和thn，所 述數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)公式（1)計(jì)算得出底鋼板1的寬度b并輸出b;同時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備 先根據(jù)公式(3)計(jì)算得出所述加固后梁體的高度h，再根據(jù)公式(2)計(jì)算得出縱向側(cè)鋼板2的 尚度hspw并輸出hspw。
[0127] 其中，fs/ 和fsy的單位均為MPa。并且，fs/、fsy、cn、fc、β、E sy、εspy、εcu、fspy、fpy、o pk和 x等參數(shù)的含義參見(jiàn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62-2004)與陜 西省地方標(biāo)準(zhǔn)《鋼板混凝土組合加固梁橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)程》。
[0128] 需說(shuō)明的是:二次受力指的是結(jié)構(gòu)（即所加固箱梁6)在加固之前已經(jīng)受力，在已經(jīng) 受力的結(jié)構(gòu)（即所加固箱梁6)上施工所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造進(jìn)行 加固后再次受力。
[0129] 當(dāng)考慮二次受力影響時(shí)，應(yīng)根據(jù)加固時(shí)的荷載狀況，按平截面假定計(jì)算底鋼板1的 滯后應(yīng)變。
[0130] 上述參數(shù)中，所述的X為所加固箱梁6的中性軸至截面受壓邊緣的距離，其中截面 受壓邊緣為所述頂板的頂面。其中，所加固箱梁6的截面受壓邊緣為所述翼板的頂面且其截 面受拉邊緣為所述腹板的底面。所述的受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖為受壓區(qū)混凝土的等效矩 形應(yīng)力圖。
[0131]本實(shí)施例中，步驟302中所述的fc為所加固箱梁6的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，αι 為所加固箱梁6的受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比 值。
[0132] 本實(shí)施例中，步驟302中對(duì)所述的進(jìn)行確定時(shí)，當(dāng)所加固箱梁6的混凝土強(qiáng)度等 級(jí)不超過(guò)C50時(shí)，(^ = 1;當(dāng)所加固箱梁6的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，(^ = 0.94;當(dāng)所加固箱梁 6的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50~C80之間的其它等級(jí)時(shí)，w按線性?xún)?nèi)插法進(jìn)行確定。
[0133] 普通混凝土劃分為十四個(gè)等級(jí)，g卩C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、 〇65丄70丄75和080。
[0134] αι按線性?xún)?nèi)插法進(jìn)行確定時(shí)，
[0140]本實(shí)施例中，步驟3033中進(jìn)行抗彎承載力驗(yàn)證之前，先對(duì)所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼 板-混凝土組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的數(shù)量η進(jìn)行確定；
[0141] 對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的數(shù)量η進(jìn)行確定時(shí)，
，.計(jì)算得 出粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的數(shù)量η;
[0142] 公式(5)中，L」表示向上取整，σΡ為預(yù)先確定的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的張拉控制應(yīng) 力值，y為所述加固后梁體的中性軸與所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造內(nèi)所 設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的重心之間的距離，辦為單根所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的截面面積
，其中do為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的直徑且其單位為mm;M為所加固箱梁6的梁 體截面因自重增加而增大的彎矩且M = kql2,其中k為所加固箱梁6的彎矩系數(shù)，q為所加固 箱梁6的梁體截面因增加所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造產(chǎn)生的線荷載，1 為所加固箱梁6的計(jì)算跨徑。
[0143] 其中，k為本領(lǐng)域技術(shù)公知的參數(shù)；當(dāng)所述所加固箱梁6為簡(jiǎn)支梁時(shí)，k = 0.125;所 述所加固箱梁6為連續(xù)梁時(shí)，能在《建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)》查出彎矩系數(shù)k的取值。q的單位為N/ mm，1的單位為mm。
[0144] 實(shí)際操作過(guò)程中，對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的數(shù)量η進(jìn)行確定時(shí)，也可按照以下方法 進(jìn)行確定，過(guò)程如下：
[0145] 步驟3033-1、參數(shù)初始化:采用所述參數(shù)輸入單元對(duì)η的初始值進(jìn)行設(shè)定，且η = 2;
[0146] 步驟3033-2、截面彎矩驗(yàn)證:根據(jù)公式M = kql2對(duì)此時(shí)所加固箱梁6的梁體截面因 自重增加而增大的彎矩Μ進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算得出的Μ與η · σρ · aP · y進(jìn)行差值比較：當(dāng)η · σρ · aP · y>M時(shí)，完成無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量確定過(guò)程并輸出η;否則，當(dāng)η · σρ · aP · y<M 時(shí)，進(jìn)入步驟3033-3;
[0147] 其中k為所加固箱梁6的彎矩系數(shù)，q為所加固箱梁6的梁體截面因增加所述無(wú)粘結(jié) 預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝土組合加固構(gòu)造產(chǎn)生的線荷載，1為所加固箱梁6的計(jì)算跨徑；
[0148] 步驟3033-3、預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量增大調(diào)整:將此時(shí)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4的數(shù)量η加1;
[0149] 步驟3033-4、截面彎矩驗(yàn)證:步驟3033-3中預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量增大調(diào)整后，根據(jù)公式 M = kql2對(duì)此時(shí)所加固箱梁6的梁體截面因自重增加而增大的彎矩Μ進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算得 出的Μ與η · σρ · aP · y進(jìn)行差值比較：當(dāng)η · σρ · aP · y彡Μ時(shí)，完成無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量確 定過(guò)程并輸出η;否則，當(dāng)η · σρ · aP · y<M時(shí)，返回步驟3033-3。
[0150] 本實(shí)施例中，步驟304中根據(jù)公式⑵對(duì)縱向側(cè)鋼板2的寬度hspw進(jìn)行計(jì)算時(shí)，計(jì)算
[0151] 步驟304中對(duì)hspi4i出之前，還需調(diào)用縱向側(cè)鋼板寬度調(diào)整模塊對(duì)縱向側(cè)鋼板2的 高度hspw進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，過(guò)程如下：
[0152] 步驟3041、縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整：將hsPW減小Δ hsPW;其中，Δ hsPW = 45mm~ 55mm；
[0153] 步驟3042、縱向側(cè)鋼板寬度閾值判斷：步驟3041中縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整后，對(duì) hspw的大小進(jìn)行判斷：
或hspw · sinA<350mm時(shí)，將hspw增大Δ hspw，完成縱 向側(cè)鋼板高度調(diào)整過(guò)程并輸出hspw;否則，進(jìn)入步驟3043;
[0154]步驟3043、抗彎承載力驗(yàn)證：調(diào)用所述抗彎承載力計(jì)算模塊，且根據(jù)公式（5)對(duì)步 驟3041中縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整后所述加固后梁體的抗彎承載力Mu進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算 得出的M u與M/進(jìn)行差值比較：當(dāng)Mu彡M/時(shí)，返回步驟3041;否則，當(dāng)MU<M/時(shí)，將h spw增大Δ hspw，完成縱向側(cè)鋼板寬度調(diào)整過(guò)程并輸出hspw。
[0155] 本實(shí)施例中，步驟30321中進(jìn)行混凝土厚度增大調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用數(shù) 值增大調(diào)整模塊使thn = thn+A thn;
[0156] 步驟30322中進(jìn)行加固鋼板厚度增大調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用所述數(shù)值增 大調(diào)整模塊使tsp = tsp+A tsp;
[0157] 步驟3041中進(jìn)行縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用所述數(shù)值減 小調(diào)整模塊使hspw=h spw- Δ hspw;
[0158] 步驟3042和步驟3043中將hspw增大Δ hspJt，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備均調(diào)用所述數(shù)值增 大調(diào)整模塊使hsPw=hsPw+ Δ hsPw。
[0159] 實(shí)際操作過(guò)程中，步驟30321中進(jìn)行混凝土厚度增大調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備使 將thn+Athn轉(zhuǎn)存為t hn即可;步驟30322中進(jìn)行加固鋼板厚度增大調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備 將tsp+At sp轉(zhuǎn)存為tsp即可;步驟3041中進(jìn)行縱向側(cè)鋼板高度減小調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè) 備將h spw-Δ hspw轉(zhuǎn)存為hspw即可;步驟3042和步驟3043中將hspw增大Δ hspJt，所述數(shù)據(jù)處理 設(shè)備將hsPw+ Δ hspw轉(zhuǎn)存為hspw即可。
[0160] 本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備為PC機(jī)。
[0161]實(shí)際使用時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備也可以采用ARM微處理器等其它數(shù)據(jù)處理裝置。
[0162] 本實(shí)施例中，步驟3033中根據(jù)公式（5)對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的抗彎承載力1進(jìn) 行計(jì)算之前，先根據(jù)步驟二中確定的所加固箱梁6的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及此時(shí)n、tsp、b、hspi^Pthr^9 數(shù)值，對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的中性軸的位置進(jìn)行確定，并根據(jù)所述加固后梁體的中性軸 的位置對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的混凝土受壓區(qū)高度X進(jìn)行確定。
[0163] 根據(jù)本領(lǐng)域公知常識(shí)，中性軸是梁的中性層和橫截面的交線在平面彎曲和斜彎曲 情形下，橫截面與應(yīng)力平面的交線上各點(diǎn)的正應(yīng)力值均為零，這條交線稱(chēng)為中性軸。
[0164] 本實(shí)施例中，步驟二中所加固箱梁6的中性軸從所述腹板內(nèi)穿過(guò)且其混凝土受壓 高度大于所述頂板的厚度，所述中性軸也稱(chēng)為中和軸。
[0165] 本實(shí)施例中，步驟301中所述的tspm=6mrn，thnm=80mrn。
[0166] 實(shí)際施工時(shí)，可根據(jù)具體需要，對(duì)tSI*和thnm的取值范圍進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
[0167]由上述內(nèi)容可知，最終確定的混凝土厚度thn在thnm~thnM之間，最終確定的加固鋼 板厚度 tsp 在 tspm^^tspmaxZ·間。
[0168] 本實(shí)施例中，thnM=20cm。
[0169] 實(shí)際施工時(shí)，可根據(jù)具體需要，將thnM的取值在18cm~22cm范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
[0170] 本實(shí)施例中，步驟二中所加固箱梁6內(nèi)所設(shè)置縱向受壓鋼筋6-1均位于同一水平面 上且a/為縱向受壓鋼筋6-1與所述頂板頂面之間的豎向距離，所加固箱梁6內(nèi)所設(shè)置縱向 受拉鋼筋6-2均位于同一水平面上;所述縱向受壓鋼筋6-1和縱向受拉鋼筋6-2分別位于所 加固箱梁6的中性軸上下兩側(cè)；
[0171] 所述縱向受壓鋼筋6-1的數(shù)量為m道且其均位于所述頂板內(nèi)，m道所述縱向受壓鋼 筋6-1均位于同一水平面上;As/為m道所述縱向受壓鋼筋6-1的橫截面面積之和；其中，m 為正整數(shù)；
[0172] 所述縱向受拉鋼筋6-2的數(shù)量為112道且其均位于所述底板內(nèi)，n2道所述縱向受拉鋼 筋6-2均位于同一水平面上;A sySn2道所述縱向受拉鋼筋6-2的橫截面面積之和;其中，n2為 正整數(shù)。
[0173] 所述縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的數(shù)量為m道且其均位于所述底板內(nèi)，m道所述縱向預(yù)應(yīng)力 鋼筋3均位于同一水平面上且其均位于n2道所述縱向受拉鋼筋6-2上方;~為11 3道所述縱向 預(yù)應(yīng)力鋼筋3的橫截面面積之和;其中，m為正整數(shù)。
[0174] 本實(shí)施例中，當(dāng)m多2時(shí)，m道所述縱向受壓鋼筋6-1呈均勻布設(shè)。當(dāng)Π 2多2時(shí)，Π 2道 所述縱向受拉鋼筋6-2呈均勻布設(shè)；當(dāng)m多2時(shí)，n3道所述縱向受拉鋼筋6-2呈均勻布設(shè)。其 中，h Q1為縱向受拉鋼筋6-2所處位置至所述翼板頂面的豎向距離。
[0175] 本實(shí)施例中，多道所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋4均位于所述鋼套箱的內(nèi)側(cè)中部。
[0176] 所加固箱梁6的截面有效高度ho為所加固箱梁6內(nèi)受拉區(qū)縱向鋼筋合力點(diǎn)至截面 受壓邊緣的距離。所加固箱梁6內(nèi)受拉區(qū)縱向鋼筋合力點(diǎn)為所加固箱梁6內(nèi)所設(shè)置縱向受拉 鋼筋6-2和縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3的合力作用點(diǎn)。所加固箱梁6的截面受壓邊緣為所述頂板的頂 面且其截面受拉邊緣為所述底板的底面。其中，h(n為縱向受拉鋼筋6-2所處位置至所述頂板 頂面的豎向距離，h Q2為縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3所處位置至所述頂板頂面的豎向距離。
[0177] 實(shí)際進(jìn)行計(jì)算時(shí)，也可以將步驟301中所述的co設(shè)定為0.25。
[0178]為計(jì)算簡(jiǎn)便，步驟302中進(jìn)行加固鋼板理論最大厚度計(jì)算時(shí)，l·/ =h。
[0179]實(shí)際施工時(shí)，所述底鋼板1和兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板2均通過(guò)多個(gè)錨栓固定在所加固 箱梁6上。
[0180]步驟302中進(jìn)行加固鋼板理論最大厚度計(jì)算時(shí)，從以下三種極限狀態(tài)進(jìn)行分析：
[0181] 其中，當(dāng)受壓區(qū)邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)ε?時(shí)，縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋3名義屈服，縱向受拉鋼 筋6-2屈服，此種狀態(tài)下加固鋼板厚度t sp滿(mǎn)足公式(4-1);
[0182] 當(dāng)受壓區(qū)邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)，底鋼板1的應(yīng)變?yōu)閊#，此種狀態(tài)下加固鋼板厚 度tsp滿(mǎn)足公式(4-2);
[0183] 當(dāng)受壓區(qū)邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)ε?時(shí)，縱向側(cè)鋼板2的應(yīng)變?yōu)閑spy，此種狀態(tài)下加固鋼 板厚度tsp滿(mǎn)足公式(4-3)。
[0184] 這樣，根據(jù)公式(4)能得出加固鋼板理論最大厚度^^^。
[0185] 并且，ει2為根據(jù)平截面假定計(jì)算得出的考慮二次受力影響時(shí)縱向側(cè)鋼板2的平均 滯后應(yīng)變，ε η根據(jù)平截面假定計(jì)算得出。
[0186] 本實(shí)施例中，所述腹板外側(cè)的所述混凝土結(jié)構(gòu)5的上部坡度均為1:1。
[0187] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法，其特征在于:該方法包 括W下步驟： 步驟一、組合加固構(gòu)造確定:對(duì)所加固箱梁(6)的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加 固構(gòu)造進(jìn)行確定;所加固箱梁(6)為預(yù)應(yīng)力混凝±梁； 所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造包括布設(shè)在所加固箱梁(6)的需加固 區(qū)下方的底鋼板(1)、兩個(gè)分別布設(shè)在所述需加固區(qū)左右兩側(cè)的縱向側(cè)鋼板(2)和兩個(gè)分別 布設(shè)在所述需加固區(qū)前后兩端的端部封堵鋼板，所述底鋼板(1)和兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板(2) 均呈縱橋向布設(shè)，所述底鋼板(1)和縱向側(cè)鋼板(2)均為平直鋼板且二者的縱向長(zhǎng)度均與所 述需加固區(qū)的長(zhǎng)度相同；兩個(gè)所述端部封堵鋼板均呈橫橋向布設(shè);所加固箱梁(6)呈水平布 設(shè)且其包括一個(gè)呈水平布設(shè)的頂板、一個(gè)位于所述頂板正下方且呈水平布設(shè)的底板和左右 兩個(gè)連接于所述頂板與所述底板之間的腹板，兩個(gè)所述腹板呈對(duì)稱(chēng)布設(shè);所述底鋼板(1)呈 水平布設(shè)，兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板(2)分別布設(shè)在兩個(gè)所述腹板的底部外側(cè)，每個(gè)所述縱向側(cè) 鋼板(2)均與其所布設(shè)的腹板呈平行布設(shè)，兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板(2)對(duì)稱(chēng)布設(shè)在底鋼板（1) 左右兩側(cè)上方，兩個(gè)所述端部封堵鋼板連接于兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板(2)的前后兩端之間，所 述底鋼板(1)、兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板(2)和兩個(gè)所述端部封堵鋼板組成一個(gè)由下至上套裝在 所加固箱梁(6)的腹板下部的鋼套箱，所述鋼套箱的橫截面為等腰梯形，所述鋼套箱內(nèi)設(shè)置 有多根無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)，且所述鋼套箱內(nèi)誘筑有混凝±結(jié)構(gòu)巧）；所述混凝±結(jié)構(gòu)巧） 分為位于所述底板下方的底部混凝±結(jié)構(gòu)和兩個(gè)分別位于兩個(gè)所述腹板外側(cè)的側(cè)部混凝 ±結(jié)構(gòu)，兩個(gè)所述側(cè)部混凝±結(jié)構(gòu)呈左右對(duì)稱(chēng)布設(shè)且二者的厚度均與所述底部混凝±結(jié)構(gòu) 的厚度相同，所述底鋼板（1)和兩個(gè)所述縱向側(cè)鋼板（2)的厚度均相同且Ξ者的材質(zhì)均相 同；多根所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)均布設(shè)在同一水平面上且其均位于所述底部混凝±結(jié) 構(gòu)的內(nèi)側(cè)中部，多根所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的直徑和長(zhǎng)度均相同且其呈均勻布設(shè)； 步驟二、加固前箱梁結(jié)構(gòu)參數(shù)確定:對(duì)所加固箱梁(6)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行確定； 所確定的所加固箱梁(6)的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括所加固箱梁(6)的底板內(nèi)所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力 鋼筋(3)的截面面積Ap、所加固箱梁(6)內(nèi)所設(shè)置縱向受壓鋼筋(6-1)的截面面積As/、縱向 受壓鋼筋(6-1)的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fs/、所加固箱梁(6)內(nèi)所設(shè)置縱向受拉鋼筋(6-2)的截面 面積Asy、縱向受拉鋼筋(6-2)的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsy、所加固箱梁(6)內(nèi)受壓區(qū)縱向鋼筋合力 點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離as/、所加固箱梁(6)內(nèi)受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋與縱向預(yù)應(yīng)力鋼 筋(3)的合力點(diǎn)至截面受拉邊緣的距離ao、所述頂板的寬度b/、所述頂板的厚度h/、兩個(gè)所 述腹板的厚度之和b\所加固箱梁(6)內(nèi)受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋與縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)的 合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離ho和所加固箱梁(6)的梁高h(yuǎn)i, hi為所加固箱梁(6)的梁體高 度且其為從所述頂板頂面至所述底板底面的豎向距離，其中Ap、As/和Asy的單位均為mm2， fsy'和fW的單位均為MPa，as'、a日、bf'、hf'、b'、h日和hl的單位均為mm;h日+a日 = hl; 所述縱向受壓鋼筋(6-1)位于所述頂板內(nèi)，所述縱向受拉鋼筋（6-2)位于所述底板內(nèi)， 所述縱向受壓鋼筋(6-1)和縱向受拉鋼筋(6-2)均為非預(yù)應(yīng)力鋼筋，且所加固箱梁(6)的中 性軸位于所述頂板下方； 步驟Ξ、組合加固構(gòu)造結(jié)構(gòu)參數(shù)確定：根據(jù)步驟二中確定的所加固箱梁（6)的結(jié)構(gòu)參 數(shù)，采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)步驟一中所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu) 參數(shù)進(jìn)行確定； 所確定的所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括tsp、hspw、thn 和b，其中tsp為底鋼板(1 )或縱向側(cè)鋼板(2 )的厚度，hspw為縱向側(cè)鋼板(2 )的寬度，thn為所述 底部混凝±結(jié)構(gòu)或所述側(cè)部混凝±結(jié)構(gòu)的厚度，b為底鋼板(1 )的寬度； 對(duì)步驟一中所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行確定時(shí)， 過(guò)程如下： 步驟301、參數(shù)初始化:采用與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接的參數(shù)輸入單元，輸入步驟二中 確定的所加固箱梁(6 )的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對(duì)tsp、b、hspw和thn的初始值分別進(jìn)行設(shè)定;其中，tsp = X /? tspm且tspm= 5mm~7mm，thn = thnm且thnm= 70mm~90mm;b = b' +2tsp+2thn (1);&驛二-τ-(2), '' sin A 其中c〇 = 0.15~0.4,4為所述腹板與水平面之間的夾角且4《90°，}1為加固后梁體的高度且 h = hl+thn+tsp (3)，縱向偵的因板（2)的豎向高度hspv=C〇Xh;所述加固后梁體為采用所述無(wú) 粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造對(duì)所加固箱梁(6)進(jìn)行加固后的梁體； 步驟302、加固鋼板理論最大厚度計(jì)算:所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)公式tspmax = min(tspl, tsp2，tsp3) (4)，計(jì)算得出加固鋼板理論最大厚度tspmax; 公式(4)中，(?-3)； 公式(4-1)、公式(4-2)和(4-3)中，αι為所述加固后梁體的受壓區(qū)混凝±矩形應(yīng)力圖的 應(yīng)力值與混凝±軸屯、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值，f。為所加固箱梁(6)的混凝±軸屯、抗壓強(qiáng)度 設(shè)計(jì)值且其單位為MPa, β為所述加固后梁體的受壓區(qū)混凝±矩形應(yīng)力圖受壓區(qū)高度與中性 軸高度的比值且e = 〇.8;Esy為所加固箱梁(6)內(nèi)所設(shè)置縱向受拉鋼筋(6-2)的彈性模量且其 單位為Μ化;Epy為所加固箱梁(6)內(nèi)所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)的彈性模量且其單位為MPa; Esp為底鋼板（1)或縱向側(cè)鋼板(2)的彈性模量且其單位為MPa;Apy為所加固箱梁(6)所設(shè)置 縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)的橫截面積且其單位為mm2; 公式(4-1)中'其中6。。為所加固箱梁（6)的受壓區(qū)混 凝±極限壓應(yīng)變，Ορο為所加固箱梁(6)內(nèi)所設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)的鋼筋合力點(diǎn)混凝±法 向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力值且其單位為MPa;fpy為縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)的抗拉強(qiáng)度 設(shè)計(jì)值且其單位為MPa; 對(duì)Espl進(jìn)行計(jì)算時(shí)，先根據(jù)公式（4-11)，計(jì)算得出EsplO;再判斷 Espio是否大子或h'=h; espy為底鋼板(1)或縱向側(cè)鋼板(2)的屈服應(yīng)變;ει?為考慮二次受力影響時(shí)底鋼板(1)的滯后 應(yīng)變;fspy為底鋼板(1)或縱向側(cè)鋼板(2)的鋼板抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值且其單位為MPa; 對(duì)Espwl進(jìn)行計(jì)算時(shí)，先根據(jù)公式（4-12)，計(jì)算得出 espwlO;再判斷Espwl日是否大于；:否則，Espwl = EspwlO;其中Ei2 為考慮二次受力影響時(shí)縱向側(cè)鋼板(2)的滯后應(yīng)變； 公式(4-2)中對(duì)Esi進(jìn)行計(jì)算時(shí)，先根據(jù)公式（4-21)，計(jì)算得出Esio;再判斷 ￡sio是否大3否則，￡si二 EslO; 對(duì)Es2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，判斷EslO是否大^巧則，Es2 = esl0; 對(duì)Espw2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，先根據(jù)公式^算得出 ￡spw20 ;再判斷 ￡spw20是否大3? 則，￡spw2 二 ￡spw20 ; 公式(4-3)中對(duì)Es3進(jìn)行計(jì)算時(shí)，先根據(jù)公式-算得出￡s30;再判斷￡s30是否大于 否則，ε s3 二 ε s3〇; 對(duì)Es4進(jìn)行計(jì)算時(shí)，判斷es30是否大于5則，Es4=es30; 對(duì)Esp2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，先根據(jù)公??，計(jì)算 得出esp20 ;再判斷￡sp2日是否大于否則，￡sp2二￡sp20 ; 步驟303、加固鋼板厚度與混凝±厚度確定:采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)tsp和thn分別進(jìn)行 確定，過(guò)程如下： 步驟3031、超筋判斷:判斷步驟302中計(jì)算得出的加固鋼板理論最大厚度tspmax是否小于 tspm:當(dāng)tspmax< tspm時(shí)，判斷為此時(shí)所述加固后梁體處于超筋狀態(tài)，并進(jìn)入步驟3032 ;否則，當(dāng) tspmax> tspm時(shí)，判斷為此時(shí)所述加固后梁體處于未超筋狀態(tài)，并進(jìn)入步驟3033 ; 步驟3032、參數(shù)增大調(diào)整，包括W下步驟： 步驟30321、混凝±厚度增大調(diào)整及混凝±厚度超限判斷：將thn增大Athn，并對(duì)增大后 的thn進(jìn)行混凝±厚度超限判斷：當(dāng)增大后的thn>thnM時(shí)，判斷為混凝±厚度超限，將增大后 的thn減小Δ thn，并進(jìn)入步驟30322 ;否則，當(dāng)增大后的thn《thnM時(shí)，判斷為混凝±厚度未超 限，并進(jìn)入步驟30323; 其中，A thn= 15mm~25mm;thnM為預(yù)先設(shè)定的所述底部混凝±結(jié)構(gòu)或所述側(cè)部混凝±結(jié) 構(gòu)的最大厚度； 步驟30322、加固鋼板厚度增大調(diào)整:將tsp增大Δ tsp，并進(jìn)入步驟30323;其中，Δ tsp = 1mm~3mm; 步驟30323、加固鋼板理論最大厚度計(jì)算及超筋判斷:按照步驟302中所述的方法，計(jì)算 得出此時(shí)加固鋼板理論最大厚度tspmax，并判斷tspmax是否小于tspm:當(dāng)tspmaxCtspm時(shí)，判斷為 此時(shí)所述加固后梁體處于超筋狀態(tài)，返回步驟30321;否則，當(dāng)tspmax^tspm時(shí)，判斷為此時(shí)所 述加固后梁體處于未超筋狀態(tài)，并進(jìn)入步驟3033 ; 步驟3033、抗彎承載力驗(yàn)證：調(diào)用抗彎承載力計(jì)算模塊且根據(jù)公式所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備 根據(jù)公式 對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的抗彎承載力Mu進(jìn)行 計(jì)算，并將計(jì)算得出的Mu與進(jìn)行差值比較：當(dāng)Mu<M/時(shí)，返回步驟3032;否則，當(dāng) 時(shí)，完成混凝±厚度和加固鋼板厚度確定過(guò)程并輸出thn和tsp，再進(jìn)入步驟304 ; 公式巧）中，X為所述加固后梁體的混凝±受壓區(qū)高度;Apy為所加固箱梁(6)所設(shè)置縱向 預(yù)應(yīng)力鋼筋（3 )的橫截面積，Asp為底鋼板（1 )的橫截面積且Asp = b · tsp，Aspw為縱向側(cè)鋼板 (2)的橫截面積且Aspw=tsp · hspw;0pk為預(yù)先確定的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的應(yīng)力值，Apk為所 述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的截面面積； a為所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的重屯、 與所加固箱梁(6)內(nèi)受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋與縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋（3)的合力點(diǎn)之間的距離 且口二％牛含； 其中，Opk的單位為MPa，b、X和a的單位均為mm，Asp、Aspw和Apk的單位均為mm2; 步驟304、縱向側(cè)鋼板高度與底鋼板寬度確定:結(jié)合步驟303中輸出的tsp和thn，所述數(shù)據(jù) 處理設(shè)備根據(jù)公式（1)計(jì)算得出底鋼板（1)的寬度b并輸出b;同時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備先根 據(jù)公式(3)計(jì)算得出所述加固后梁體的高度h，再根據(jù)公式(2)計(jì)算得出縱向側(cè)鋼板(2)的高 度hspw并輸出hspw。2. 按照權(quán)利要求1所述的箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法，其特 征在于:步驟302中對(duì)所述的αι進(jìn)行確定時(shí)，當(dāng)所加固箱梁(6)的混凝±強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)巧0 時(shí)，αι = 1;當(dāng)所加固箱梁(6)的混凝±強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，αι = 〇.94;當(dāng)所加固箱梁(6)的混凝 ±強(qiáng)度等級(jí)為巧0~C80之間的其它等級(jí)時(shí)，αι按線性?xún)?nèi)插法進(jìn)行確定。3. 按照權(quán)利要求1或2所述的箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法， 其特征在于:步驟3033中進(jìn)行抗彎承載力驗(yàn)證之前，先對(duì)所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝± 組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的數(shù)量η進(jìn)行確定； 對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的數(shù)量η進(jìn)行確定時(shí)，根據(jù)公式5)，計(jì)算得出粘 結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的數(shù)量η; 公式(5)中，L」表示向上取整，Op為預(yù)先確定的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的張拉控制應(yīng)力 值，y為所述加固后梁體的中性軸與所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè) 置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的重屯、之間的距離，ap為單根所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的截面面 積且，其中do為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的直徑且其單位為mm;M為所加固箱梁 (6)的梁體截面因自重增加而增大的彎矩且M=kql2,其中k為所加固箱梁(6)的彎矩系數(shù)，q 為所加固箱梁(6)的梁體截面因增加所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造產(chǎn)生 的線荷載，1為所加固箱梁(6)的計(jì)算跨徑。4. 按照權(quán)利要求1或2所述的箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法， 其特征在于:步驟3033中進(jìn)行抗彎承載力驗(yàn)證之前，先對(duì)所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝± 組合加固構(gòu)造內(nèi)所設(shè)置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的數(shù)量η進(jìn)行確定； 對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的數(shù)量η進(jìn)行確定時(shí)，過(guò)程如下： 步驟3033-1、參數(shù)初始化:采用所述參數(shù)輸入單元對(duì)η的初始值進(jìn)行設(shè)定，且η = 2; 步驟3033-2、截面彎矩驗(yàn)證:根據(jù)公式M=kql2對(duì)此時(shí)所加固箱梁(6)的梁體截面因自重 增加而增大的彎矩Μ進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算得出的Μ與η · Op · ap · y進(jìn)行差值比較：當(dāng)η · Op · ap · 時(shí)，完成無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量確定過(guò)程并輸出η;否則，當(dāng)η · Op · ap · y<M時(shí)，進(jìn) 入步驟3033-3; 其中k為所加固箱梁(6)的彎矩系數(shù)，q為所加固箱梁(6)的梁體截面因增加所述無(wú)粘結(jié) 預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固構(gòu)造產(chǎn)生的線荷載，1為所加固箱梁(6)的計(jì)算跨徑； 步驟3033-3、預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量增大調(diào)整:將此時(shí)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的數(shù)量η加1; 步驟3033-4、截面彎矩驗(yàn)證：步驟3033-3中預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量增大調(diào)整后，根據(jù)公式Μ = kql2對(duì)此時(shí)所加固箱梁(6)的梁體截面因自重增加而增大的彎矩Μ進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算得出 的Μ與η · Op · ap · y進(jìn)行差值比較：當(dāng)η · Op · ap · y>M時(shí)，完成無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量確定 過(guò)程并輸出η;否則，當(dāng)η · Op · ap · 7<1時(shí)，返回步驟3033-3。5. 按照權(quán)利要求1或2所述的箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法， 其特征在于：步驟304中根據(jù)公式（2)對(duì)縱向側(cè)鋼板（2)的寬度hspw進(jìn)行計(jì)算時(shí)，計(jì)算得出 々卻W 二().~- > Sill A 步驟304中對(duì)hspw輸出之前，還需調(diào)用縱向側(cè)鋼板寬度調(diào)整模塊對(duì)縱向側(cè)鋼板(2)的高 度hspw進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，過(guò)程如下： 步驟3041、縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整:將hspw減小Δ hspw;其中，Δ hspw=45mm~55mm; 步驟3042、縱向側(cè)鋼板寬度闊值判斷：步驟3041中縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整后，對(duì)hspw 的大小進(jìn)行判斷：當(dāng)Α,ρ。<(). 1.目^或hspw · sinA<350mm時(shí)，將hspw增大A hspw，完成縱向 sm A 側(cè)鋼板高度調(diào)整過(guò)程并輸出hspw;否則，進(jìn)入步驟3043; 步驟3043、抗彎承載力驗(yàn)證：調(diào)用所述抗彎承載力計(jì)算模塊，且根據(jù)公式（5)對(duì)步驟 3041中縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整后所述加固后梁體的抗彎承載力Mu進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算得 出的Mu與進(jìn)行差值比較：當(dāng)時(shí)，返回步驟3041;否則，當(dāng)時(shí)，將hspw增大Δ hspw，完成縱向側(cè)鋼板寬度調(diào)整過(guò)程并輸出hspw。6. 按照權(quán)利要求5所述的箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法，其特 征在于:步驟30321中進(jìn)行混凝±厚度增大調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用數(shù)值增大調(diào)整模 塊使 thn 二 thn+ Δ thn ; 步驟30322中進(jìn)行加固鋼板厚度增大調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用所述數(shù)值增大調(diào) 整模塊使tsp = tsp+ A tsp ; 步驟3041中進(jìn)行縱向側(cè)鋼板寬度減小調(diào)整時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備調(diào)用所述數(shù)值減小調(diào) 整板塊使 hspw 二 hspw- A hspw; 步驟3042和步驟3043中將hspw增大Δ hspw時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備均調(diào)用所述數(shù)值增大調(diào) 整板塊使hspw 二 hspw+ A hspw。7. 按照權(quán)利要求1或2所述的箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法， 其特征在于:步驟3033中根據(jù)公式(5)對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的抗彎承載力Mu進(jìn)行計(jì)算之 前，先根據(jù)步驟二中確定的所加固箱梁(6)的結(jié)構(gòu)參數(shù)W及此時(shí)11、*3。、13、}13。^和站。的數(shù)值， 對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的中性軸的位置進(jìn)行確定，并根據(jù)所述加固后梁體的中性軸的位置 對(duì)此時(shí)所述加固后梁體的混凝±受壓區(qū)高度X進(jìn)行確定。8. 按照權(quán)利要求1或2所述的箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法， 其特征在于：步驟301中所述的tspm=6mm，thnm=80mm。9. 按照權(quán)利要求1或2所述的箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法， 其特征在于:步驟二中所加固箱梁(6)內(nèi)所設(shè)置縱向受壓鋼筋(6-1)均位于同一水平面上且 as/為縱向受壓鋼筋(6-1)與所述頂板頂面之間的豎向距離，所加固箱梁(6)內(nèi)所設(shè)置縱向 受拉鋼筋（6-2)均位于同一水平面上;所述縱向受壓鋼筋（6-1)和縱向受拉鋼筋（6-2)分別 位于所加固箱梁(6)的中性軸上下兩側(cè)； 所述縱向受壓鋼筋(6-1)的數(shù)量為m道且其均位于所述頂板內(nèi)，m道所述縱向受壓鋼筋 (6-1)均位于同一水平面上;As/為m道所述縱向受壓鋼筋(6-1)的橫截面面積之和;其中， m為正整數(shù)； 所述縱向受拉鋼筋(6-2)的數(shù)量為m道且其均位于所述底板內(nèi)，Π2道所述縱向受拉鋼筋 (6-2)均位于同一水平面上;Asy為Π2道所述縱向受拉鋼筋(6-2)的橫截面面積之和;其中，Π2 為正整數(shù)。 所述縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)的數(shù)量為Π 3道且其均位于所述底板內(nèi)，Π 3道所述縱向預(yù)應(yīng)力鋼 筋（3)均位于同一水平面上且其均位于Π 2道所述縱向受拉鋼筋(6-2)上方;Ap為Π 3道所述縱 向預(yù)應(yīng)力鋼筋(3 )的橫截面面積之和;其中，Π 3為正整數(shù)。10.按照權(quán)利要求1或2所述的箱梁的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與鋼板-混凝±組合加固設(shè)計(jì)方法， 其特征在于:步驟301中所述的c〇 = 0.化。
【文檔編號(hào)】E01D22/00GK106087778SQ201610378902
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】石雄偉, 趙衍紅, 馮軍科, 袁卓亞, 趙庭, 楊芳, 雷丹, 許冰, 馮威
【申請(qǐng)人】西安公路研究院