体外预应力索在旧桥加固中的应用

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1、体外预应力索在旧桥加固中的应用天津城建设计院有限公司佛山分公司528300摘要：预应力体外索加固梁式桥上部，是当其存在结构缺陷，尤其是承载能力不足或需提高其荷载等级，即需要对桥梁主要受力结构进行加固，可在梁体（梁底与梁两侧）设置钢筋、钢丝束或钢绞线，并施工预应力，以改善桥梁的受力状况，达到提高桥梁承载能力的目的。关键词：连续刚构；体外索；加固一、引言随着国民经济的发展，我国交通事业也在快速发展，越来越多的重型车辆出现，桥梁负荷tl趋加重。由于历史和资金的原因，我国大部分上个世纪修建的桥梁仍在使用，其设计荷载偏低、桥梁宽度偏小，这些桥梁已成为交通运输中的潜在隐患。对这些旧

2、桥、危桥如要全部推倒重建，既不科学，也不经济，更不现实。所以，必须重视对旧桥、危桥的加固维修，提高其承载力及耐久性，研究有关的维修与加固方法是十分必要及迫切的。二、体外预应力索加固技术简介预应力体外索加固梁式桥上部，是当其存在结构缺陷，尤其是承载能力不足或需提高其荷载等级，即需要对桥梁主要受力结构进行加固，可在梁体（梁底与梁两侧）设置钢筋、钢丝束或钢绞线，并施工预应力，以改善桥梁的受力状况，达到提高桥梁承载能力的目的。体外预应力系统由四个基木部分组成：体外预应力所（简称体外索）、锚固系统、转向装置及防腐系统。体外预应力系统的基木组成如图1所示。体外预应力技术使用范围十分

3、广泛，可以应用在新建的工程，更适用于旧桥结构的改造与加固。体外预应力索应用在旧桥加固工程中有以下优点：1、与混凝土无粘结，由荷载产生的应力变化分散在预应力筋全长上，成力变化值小，对结构受力有利。2、索力根据情况可以进行调整，预应力索可以更换，便于使用期间维3、在自重增加很小的情况下可大幅度改善和调整原结构的受力状况，提高结构刚度和承载力。4、施工快速，加固吋不影响或少影响交通，较少交通压力。5、体外预应力索在工厂定制，设备成套，质量有保证。三、体外预应力加固设计计算步骤与方法1、计算求出被补强构件提高荷载等级前所受荷载及其引起的内力。2、计算提高荷载标准后的活载内力，并

4、由恒载与活载的组合来验算加固的必要性。3、由上面两项之差得出内力的提高值，估算出补强拉杆应有的横截面面积。4、计算和确定拉杆所必须的张拉力和引伸量。5、承载力验算。按设计规范验算被加固梁在跨中和支座截面的偏心受压承载力，以及支座至拉杆弯折处或支座范进的斜截面承载力。6、计算确定施工中控制张拉吋需要的控制量。四、工程实例该连续刚构桥于1994年10月建成通午，主桥跨径组合为（45+2×75+45）m,为预应力混凝土连续刚构梁桥；引桥为预应力混凝土简支T梁。桥面总宽18.0m，双向四车道，桥面布置为0.5m（防撞护栏）+17.0m（行车道）+0.5m（防撞护栏）

5、。设计荷载：汽-20级，挂-100。主桥上部结构变截面单向（纵向）预松力混凝土连续刚构桥，采用悬臂浇筑方法施工。上部箱梁分为左右幅采用单箱单室直腹板箱梁，左右幅翼缘板各预留0.5m现浇段，将左右幅相连成整体。箱梁根部梁高4.26m,跨中梁高2.18m,顶板宽9.0m,底板宽5.0m,悬臂2.0m。墩顶腹板厚50cm，跨中腹板厚20cm，腹板厚度渐变段长度50cm。箱梁顶板厚20cm,底板厚为20〜60cm。该桥竣工交付使用以来，大桥交通量增长迅速，由于养护不当，超载车较多等因素，主桥箱梁顶板底面存在众多纵向裂缝，主要集中在箱梁中线附近;箱梁内侧腹板幅腹板共发现多条斜向裂

6、缝，大部分位于10#施工节段附近；箱外腹板发现斜向、竖向裂缝，未裂穿腹板；箱梁第14#〜17#跨箱内横隔板均出现竖向裂缝，主要分布于横隔板人洞顶部。根据桥梁现状病害情况，结合计算，找出病害产生的原因，有针对性的选用加固方案。1、对原结构设计进行复核验算（按85规范）1）、计算荷载一期恒载：包括主梁。横隔板作为外部荷载考虑，不参与结构受力。二期恒载：桥面铺装、防撞栏等。本桥基础为钻孔灌注桩，连接墩按沉降lcm，主墩按沉降2cm计，取最不利沉降组合。检算荷载：汽车-20级、挂车-10CK温度作用（1）整体温差：升温15°C,降温20°C;（2）局部温差：按桥面板范围内&pl

7、usmn;5度考虑。2）、计算结果计算结果表明，原桥基本能85规范A类构件的要求。（1）主梁各截面的内力均小于结构抗力，承载能力满足规范要求。（2）主梁正应力、主应力均小于规范限值，满足A类预成力混凝土构件要求。2、对现状桥梁复核验算（按85规范，温度梯度采用04规范，并考虑结构破损）对现状桥梁复核验算是指根据检测报告结果和新规范（新规范对温度梯度的作用要求更高），考虑截面刚度折减和应力折减后对结构进行验算。1）、计算荷载检算荷载：汽车-20级、挂车-100。温度作用(1)整体温差：升温15°C,降温20°C;(2)局部温差：按04规范梯