【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑工艺，具体涉及一种uhpc桥墩加固工艺及计算方法。
技术介绍
1、根据《公路桥涵设计通用规范》(jtg d60-2015),公路i级车道荷载基准值较04版规范提高了1.5倍，荷载加大导致在役中小跨径桥梁承载能力不足，桥墩易发生柱底开裂和水平环向裂缝。此外，沿海地区桥墩还易发生露筋锈蚀等病害。jtgb01—2014《公路工程技术标准》考虑节约资源、环境保护和节省投资的需要，规定对原有桥涵加以充分利用。jtgl11—2014《高速公路改扩建设计细则》根据已实施改扩建项目普遍采用的“老桥老标准、新桥新标准”原则，规定了加固桥梁的验算要求：“既有桥涵极限承载能力应满足或采取加固措施后满足现行标准的要求；正常使用极限状态应满足原设计标准的要求，并应在设计中提出针对性的运营管理和维护措施”。根据以上规范，高速公路加固后应重点按新规范作承载能力极限状态的验算。
2、采用传统的粘贴钢板法、普通混凝土增大截面法加固桥墩存在以下两个不足：1)不能有效限制细小裂缝的出现、水汽及氯离子易进入混凝土内部，这对沿海地区桥梁加固后的耐久性十分不利。2)钢板和普通混凝土均具有较大的自重，无法有效解决新老界面共同工作问题，承载能力提高不明显。
3、超高性能混凝土(uhpc)是一种传统意义上内部密实、无粗骨料的胶凝复合材料。uhpc的力学性能包括抗压强度大于150mpa，抗拉强度大于7mpa。与传统的普通强度混凝土(nsc)相比，uhpc由于不连续的孔隙结构减少了液体的进入而具有优异的耐久性，可用于病害结构的加固，由于uh
4、但uhpc与既有混凝土的界面黏结问题导致uhpc外包层与原混凝土表面易产生相对滑移甚至脱落，影响了uhpc的加固效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种uhpc桥墩加固工艺及对应的计算方法，解决以下技术问题：1)用uhpc加固桥墩时，uhpc外包层易由于剪切滑移而发生剥落、不能充分发挥其对既有rc桥墩的握裹作用，无法充分利用其力学性能。2)由于加固后的桥墩承载能力由原有rc桥墩的承载能力、由于uhpc握裹力使得rc部分混凝土形成核心混凝土区域而提高的承载能力、uhpc外包层自身的承载能力这三部分组成，目前没有对应该构造的承载能力计算方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种uhpc桥墩加固工艺，所述工艺包括以下步骤：
4、(1)在原rc桥墩上切割一环绕的剪力键槽，对于矩形桥墩，剪力键槽为“z”字环形槽；对于圆形桥墩，剪力键槽为螺旋形槽；
5、(2)对原rc桥墩表面用高压水冲法进行处理，获得均匀的粗细骨料接触界面；
6、(3)确定模板坐标，在原混凝土表面涂抹丁苯砂浆，安装模板；
7、(4)浇筑uhpc外包层并振捣密实；
8、(5)保持表面湿润，根据uhpc厚度，湿养7-14天。
9、本专利技术还公开了uhpc桥墩加固工艺的计算方法，带环形剪力键槽的uhpc-rc桥墩承载能力主要由以下三部分构成：(1)已有rc柱的抗压承载能力；(2)由于uhpc握裹力使得rc部分混凝土形成核心混凝土区域而提高的承载能力；(3)uhpc外包层自身的承载能力。
10、对于剪力键槽为“z”字环形槽的矩形桥墩和剪力键槽为螺旋形槽的圆形桥墩，计算方法分别如下：
11、(一)剪力键槽为“z”字环形槽的矩形桥墩的计算方法：
12、由于uhpc握裹力形成的核心混凝土区域的承载能力为：
13、
14、式中：
15、fcd—混凝土轴心抗压强度设计值，
16、accor—“z”字环形槽内侧所包围的核心混凝土面积，
17、fs'd—纵向普通钢筋抗压强度设计值，
18、as'—纵向钢筋的面积，
19、k—间接钢筋影响系数，根据rc柱混凝土的强度等级取用，混凝土强度等级在c50及以下时,取k＝2.0；c50-c80取k＝2.0-1.70,按线性插值法取用，
20、fsd—纵向普通钢筋抗压强度设计值，
21、dccor1—按形心位置不变，面积相等的原则，将z字环形剪力键槽内侧包围核心混凝土面积换算成等效圆的直径，
22、auhpc1—uhpc1剪力键槽内uhpc的面积，
23、euhpc—uhpc的弹性模量，
24、s1—剪力键槽的间距，
25、es—钢筋的弹性模量；
26、uhpc加固后桥墩的综合承载能力为：
27、
28、式中：
29、fuhpc—uhpc抗压强度设计值，
30、auhpc—uhpc外包层横截面面积；
31、用公式一计算需现浇的uhpc外包层横截面面积auhpc：
32、
33、式中：
34、n1—加固前桥墩的承载能力,根据现行规范计算，
35、ac—加固前rc桥墩横截面的混凝土面积，
36、再根据下述公式计算uhpc外包层的厚度：
37、
38、式中:
39、a—原rc矩形桥墩截面的长边，
40、b—原rc矩形桥墩截面的短边，
41、d—uhpc外包层的厚度；
42、(二)剪力键槽为螺旋形槽的圆形桥墩的计算方法：
43、由于uhpc握裹力形成的核心混凝土区域的承载能力为：
44、式中：
45、dcor—未加固时旋筋柱核心混凝土直径，
46、as01—单根螺旋箍筋截面面积，
47、s—螺旋箍筋间距，
48、dccor—螺旋形剪力键槽内侧包围核心混凝土圆的直径；uhpc加固后桥墩的综合承载能力为：
49、
50、用公式二计算需现浇的uhpc外包层横截面面积auhpc：
51、acor—加固前rc桥墩旋筋柱核心混凝土面积，再根据下述公式计算uhpc外包层的厚度：
52、
53、式中:
54、drc—原rc圆形桥墩截面的直径。
55、本专利技术的有益效果是：本专利技术在已有外包uhpc加固的思路上，研发了一种带剪力键槽的界面处理方式，能在新老界面有效产生咬合力及环形握裹力，提升uhpc加固效果。同时，针对上述构造，提出针对带环形剪力键槽的uhpc-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种UHPC桥墩加固工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：
2.权利要求1所述的UHPC桥墩加固工艺的计算方法，其特征在于：对于剪力键槽为“Z”字环形槽的矩形桥墩和剪力键槽为螺旋形槽的圆形桥墩，计算方法分别如下：
【技术特征摘要】
1.一种uhpc桥墩加固工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：
2.权利要求1所述的uhpc桥墩加固工...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟锋，张德中，邓婕，龚玉磊，何锦隆，彭可可，
申请(专利权)人：广东省公路建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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