[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

权利要求书

1.一种面向多目标的既有空心板梁桥承载能力提升方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

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，

Z—桥面铺装受压区形心轴与主梁形心轴之间的距离；

V—截面剪力，V＝V_p+V_g；

F—截面轴向力；

v_i—单位长度界面剪力，为坐标x的函数，v_i(x)＝K_i·S(x)；

K_i—第i个微元段的界面抗剪刚度；

S—桥面铺装与主梁之间的界面滑移量，

由基本假设(2)得曲率φ，

式中，I_p、I_g—桥面铺装和主梁混凝土截面惯性矩，

交界面上滑移应变ε_g为：

式中，A_p、A_g—桥面铺装和主梁混凝土截面面积，A_p＝bh_pf；

b—组合板截面宽度，

将和f(x)＝f₀(x)+Δf(x)等式两边分别对x求导，代入式(6)，得到微分方程：

式中，I₀＝I_p+I_g/m，m＝E_g/E_p，

求解方程得，

式中，C_i1、C_i2—第i个微元段积分常数，由边界条件确定，

C_i1和C_i2为两个积分常数，为未知数，为解得每个节段的滑移量，现将n个节段分别求解，即出现2n个未知数，在节段与节段之间滑移和滑移应变的连续条件可以获得(n-1)+(n-1)＝2n-2个方程，又因为，

S'(L)＝0，S(L/2)＝0 (6)

综上一共可以获得2n个方程，利用MATLAB编写程序，由式(5)及以上边界条件即可求得相应的滑移量S(x)，连续求解后，每个节段的滑移S_i(x)即可对应表示，

排布形式为靠近梁端位置布置刚性连接件，靠近跨中位置布置柔性连接件，并且由中间向两端逐渐加密布置；

步骤四：空心板上方铺设并固定双层受力钢筋网；

步骤五：浇筑混凝土铺装层，实现非均匀刚柔混合连接。