本发明属于桥梁加固及修复领域，尤其涉及一种基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法。
背景技术：
1、空心板梁桥以空心板梁作为主梁，是一种自重较轻、造价低、施工便利的桥型，在早期工程建设中被广泛应用于中小跨径桥梁。但是由于交通的发展，超重车辆也日益增多，空心板梁原有的设计已经不能满足当下运营的要求。由于抗剪承载力不足，现有空心板梁多会在端部一定范围内出现斜裂缝，这显然不利于桥梁的正常服役，也大大影响了交通的通行安全。因此，需要对空心板梁桥进行加固。
2、目前空心板梁桥的加固方法主要以向空心板梁体空腔内灌注混凝土为主，以此来提高其抗剪承载能力。这种方法通过灌注混凝土，通过混凝土自身的流动性填满空腔，从而直接增大空心板梁的横截面面积，提高其抗剪承载力。但是这种方法施工较慢，注浆效率低，填满空心板梁空腔需要的混凝土用量较大，增大了造价。且空心板梁注浆后自重增大，不利于其抗剪能力的提升。也有采用预应力钢索进行抗剪加固的方法，但这种方法通常与抗弯加固相结合，对于预应力的线型有要求，体外预应力钢索直接暴露在外部环境中，随着使用年限增加，索体易发生因腐蚀破坏等造成的预应力损失等现象，使得抗剪效果大大降低。并且常用的集束式体外钢索容易产生应力集中现象，需要强大的锚块来支撑和固定在主梁上。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法，以解决现有空心板梁桥加固方法效率低、造价高以及加固后自重大的问题。本发明所采用的技术方案如下：
2、基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法，包括以下步骤：
3、步骤一、凿除空心板梁桥的桥面板和沥青路面铺装，拆除护栏及防撞栏，露出空心板的主体结构及空心板的顶板表面旧箍筋；
4、步骤二、选择需要进行加固的单根空心板，将空心板的计算跨径长度定义为l，则空心板两端各l/3长度的区域形成加固区域；
5、步骤三、使用钻孔机沿加固区域的长度方向间隔排列钻制若干孔组，每组所述孔组由两个对称设置在空心板两侧的穿线孔组成，所述穿线孔的位置选取铰缝充填混凝土和待加固空心板的底板竖向重合处，所述穿线孔的钻孔方向由上向下并向空心板的另一端偏转45°设置；
6、步骤四、在空心板的上表面上、每组两个穿线孔的内侧分别设置两个钢绞线转向器，在空心板的下表面上、每组两个穿线孔的内侧分别设置两个钢绞线转向器，空心板的上表面上设有两个分散式锚固板，若干预应力钢束与若干所述孔组一一相对应，预应力钢束的两端首先分别绕过空心板下表面上对应的钢绞线转向器，然后穿过对应的穿线孔，接着分别绕过空心板上表面上对应的钢绞线转向器，最后与两个分散式锚固板对应相连；
7、步骤五、先调节预应力钢束两端与对应分散式锚固板的相对位置，对若干预应力钢束进行预应力张拉，再将预应力钢束的两端与对应分散式锚固板进行永久锚固；
8、步骤六、用新箍筋与空心板上表面上原有预留的旧箍筋进行绑扎，并布设抗裂层钢筋，形成横纵向受力的钢筋网，并在加固区域的上、下表面上铺装拌合后的mpc材料层，mpc材料层覆盖抗裂层钢筋、预应力钢束、钢绞线转向器以及分散式锚固板，所述新箍筋高出mpc材料层；
9、步骤七、布设桥面板钢筋，将桥面板钢筋绑扎形成钢筋网，并与所述新箍筋相连，浇筑混凝土桥面板，混凝土桥面板覆盖桥面板钢筋和所述新箍筋；
10、步骤八、铺装沥青路面，安装护栏及防撞栏。
11、进一步的，预应力钢束由7条直径为15.2mm的钢丝绞制而成。
12、进一步的，分散式锚固板包括垂直连接的横基板和竖基板，横基板和竖基板之间设有第一加劲板，横基板通过若干高强度螺栓固定在空心板的顶板上，竖基板上设有七个连接孔，预应力钢束的七根钢丝一一对应穿过七个所述连接孔，并分别与七个锚固螺母对应螺纹连接。
13、进一步的，相邻两个所述穿线孔的间距为200mm。
14、进一步的，mpc材料层铺装厚度为100mm。
15、进一步的，钢绞线转向器包括锚固底板和弧形钢板，弧形钢板的弦端与锚固底板的一端面相连，弧形钢板和锚固底板之间设有若干沿弧形钢板径向设置的第二加劲板，锚固底板的另一端面与空心板锚固连接，预应力钢束由弧形钢板的外周绕过钢绞线转向器。
16、进一步的，弧形钢板的外周轴向两端分别设有限位块，预应力钢束由两个限位块之间绕过钢绞线转向器。
17、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
18、本发明提出一种可应用于空心板梁桥的加固方法，采用预应力钢束加外包mpc材料层的方式，提高空心板梁桥的抗剪承载能力。在空心板外侧布置预应力钢束，形成类似体外增加箍筋的设计，通过张拉预应力束来控制空心板剪拉区以及剪压区的破坏应力，从而达到抗剪加固效果。同时外包mpc材料，依靠mpc材料的低弹性模量、高抗渗性以及极高的抗拉强度，保护空心板剪拉区不会受拉破坏，同时对预应力钢束起到腐蚀保护作用，提高预应力钢束的耐久性，从长期服役角度节约加固成本，提高加固效果。
1.基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法，其特征在于：预应力钢束(1)由7条直径为15.2mm的钢丝(11)绞制而成。
3.根据权利要求2所述的基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法，其特征在于：分散式锚固板(2)包括垂直连接的横基板(22)和竖基板(21)，横基板(22)和竖基板(21)之间设有第一加劲板(23)，横基板(22)通过若干高强度螺栓固定在空心板(5)的顶板上，竖基板(21)上设有七个连接孔，预应力钢束(1)的七根钢丝(11)一一对应穿过七个所述连接孔，并分别与七个锚固螺母(24)对应螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法，其特征在于：相邻两个所述穿线孔的间距为200mm。
5.根据权利要求1所述的基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法，其特征在于：mpc材料层(4)铺装厚度为100mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法，其特征在于：钢绞线转向器(3)包括锚固底板(31)和弧形钢板(32)，弧形钢板(32)的弦端与锚固底板(31)的一端面相连，弧形钢板(32)和锚固底板(31)之间设有若干沿弧形钢板(32)径向设置的第二加劲板(33)，锚固底板(31)的另一端面与空心板(5)锚固连接，预应力钢束(1)由弧形钢板(32)的外周绕过钢绞线转向器(3)。
7.根据权利要求6所述的基于预应力和mpc材料的空心板抗剪加固方法，其特征在于：弧形钢板(32)的外周轴向两端分别设有限位块(34)，预应力钢束(1)由两个限位块(34)之间绕过钢绞线转向器(3)。
