体外预应力在某连续梁桥加固中的应用

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1、2012年7月第7期城市道桥与防洪管理施工271体外预应力在某连续梁桥加固中的应用陈海斌，郑文杰。(1．广东省建筑设计研究院，广东广州510010；2．华南理工大学，广东广州510641)摘要：该文以体外预应力在某连续梁桥加固中的应用为例，介绍体外预应力在连续箱梁中的布置形式、锚固方法和转向块设置等。加固后桥梁的动静载试验，以及后期的运营状态观测表明采用体外预应力加固后，原结构的应力状态和强度得到了改善，为今后桥梁加固提供了一种新的思路和解决方法。关键词：体外预应力；连续梁；加固中图分类号：U445．7+2文献标识码：B文章编号：1009—7716(2012)07

2、—027l-03力和主拉应力不满足规范的抗裂要求，且边支点7m0引言和中支点两侧9m范围内的抗剪强度不满足承载自20世纪80年代以来，我国对体外预应力加能力极限状态要求，从而导致箱梁顶底板和腹板出固技术进行了多项试验，取得了许多非常有价值的现大量的裂缝。科研成果llI。但体外预应力在桥梁加固方面的加固(2)预应力束张拉时混凝土强度达不到设计强机理与设计理论尚未成熟．对于体外预应力筋的锚度的85％以上，箱梁后期的收缩徐变较大，钢束预具和转向装置的构造细节及受力分析在我国现行标应力损失较大，箱梁开裂后截面刚度降低，同时由于准和规范中尚无明确的、具体的规定，有关试验研究

3、箱梁施工时混凝土分层浇筑的施工缝结合面未处理也不多见。因此，将体外预应力加固技术广泛地应好．上下层混凝土结合欠缺．箱梁存在着明显的通常用于我国桥梁加固工程，还需进行大量研究。但可纵向施工缝，导致箱梁的整体刚度下降，箱梁的挠度以确定的是，随着研究与实践工作的不断发展，体外增加预应力加固技术必将为我国桥梁建设事业作出重要3体外预应力加固设计贡献【洲3．1体外预应力束的布置1工程概况体外预应力束采用无粘结钢绞线，外层采用油某连续梁桥上部结构为3~50m(现浇)+4~50m脂和HDPE套管进行防护，沿腹板两侧内边缘布(顶推)预应力混凝土等截面箱梁，如图1所示。箱置，共计4

4、束1215．24和2束19i15．24。全桥体外梁采用单箱单室截面，顶板宽15m，底板宽6．5m，预应力束采用连续布索的方式，在跨中下弯后在支桥中心线处梁高3．15m。该桥原设计荷载为汽车一点处弯起，以增强支点附近的抗剪强度，增大跨中和超20级，挂车一120，于2005年建成通车。负弯矩处的压应力。2006年9月底该桥桥面出现下沉，经检查，桥3．2体外预应力束的转向和锚固梁出现了如下病害：(1)58a～61a轴边跨腹板均体外预应力束在箱梁体内通过转向器实现转出现大量裂缝，顶板也出现一定数量的裂缝。(2)顶向，因此需在箱梁体内浇筑新的横隔板安装转向器，板封孔质量较差

5、，出现开裂漏水等现象，且露筋、开横隔板厚30em，箱梁体内还沿纵向每隔4～5m设裂严重。(3)不同时期浇筑的砼分层明显，顶板与腹置一道防振限位装置。体外预应力束两端锚固在原板、腹板和底板之间的混凝土施工接缝较明显；且有箱梁端横梁，端横梁通过浇筑混凝土加厚并在锚下裂缝。(4)梁体58a～61a轴梁体出现明显下挠，如增设钢板抵抗锚下应力。图2所示3．3体外预应力束的张拉待箱梁新浇筑横隔板、端横梁后浇加强段及新2主要病害分析增预应力锚固齿板混凝土强度达到设计强度的(1)计算表明，短期效应组合下箱梁下缘的正应85％以上时，则可开始张拉体外预应力束，同一横断面上的预应力钢束

6、先张拉预留孔内的钢束，再张拉收稿日期：2012—04—10靠近腹板的钢束，最后张拉远离腹板的钢束，张拉时作者简介：陈海斌(1978一)，男，广东海丰人，工程师，从事桥梁结构设计T作。要求对称张拉．体外预应力束张拉控制应力为0．6272管理施工城市道桥与防洪2012年7月第7期+_——_5。0oe————O0。_——-+——_5。0(————O0牟————{。o∞————O0————。0o—一图1桥梁立面布置图(单位：cm)图5混凝土受压Thorenfeldt硬化模型释，图2桥梁设计标高与现状线形差值图倍抗拉强度标准值，即1116MPa。3．4整体计算加固前后箱梁下

7、缘应力如图3和图4所示。图6混凝土受拉常量模型图3加固前箱梁下缘应力图(单位：MPaj一．图4加固后箱梁下缘应力图(单位：MPa)3．5转向块结构设计图7钢筋双折线弹塑性模型3．5．1转向块力学参数的确定3．5．1．1混凝土的本构关系3．5．2计算模型和分析结果预应力混凝土箱梁采用C50混凝土，根据文献(1)有限元模型的建立：问，混凝土弹性模量E=3．45x10MPa，泊松比1J=本文采用有限元软件Midas／FEA转向块进行计0．2，材料的本构关系采用总应变固定裂缝模型，受算分析。建模时考虑到转向块受荷时的影响区域，仅压函数采用Thorenfeldt硬化模型，如

8、图5所示，