体外预应力对在役悬臂梁桥静力特性影响研究

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1、s一⋯一s◎体外预应力对在役悬臂梁桥静力特性影响研究彭崇梅(上海市政养护管理有限公司，上海201103)摘要：以某大跨度混凝土悬臂梁桥为背景，建立考虑裂缝“开合”效应和施工过程的三维实体有限元模型，通过环境振动法测得体外钢绞线束索力，讨论了体外有效预应力变化对结构静力特性的影响。结果表明，索力测试时采取的措施取得了较好效果，在现有索力变化水平下，结构压应力储备较高。关键词：悬臂梁桥；有效预应力；开合效应；静力特性0引言预应力混凝土箱梁开裂和下挠一直是困扰工程界的难题，随着桥梁运营年限和交通流量的增长，这类病害表现得愈加突出。目前针对此类病害的大中修方法主要为体外预应力束加

2、固、粘贴钢板或碳纤维布[1]，其中体外预应力束加固对技术状况较差或承载能力不足的桥梁往往能取得明显的改善效果，已有研究或应用在这方面做了大量工作]，但对加固后结构受力性能图1箱室内体外索现场布置图的跟踪监测、影响评估方面研究较少l5]，本文以采用体外预应力加固的某大跨预应力混凝土悬臂梁桥为背2体外束索力测试景，提出体外钢绞线束的索力测试改进方法，并应用测恒载作用下体外预应力索索力是反映主桥恒载内试成果研究了体外有效预应力对结构静力特性的力状态的重要参数，故对南北边跨共36束加固体外索影响。采用环境振动法进行了现场测定。由于每束体外索由12根钢绞线组成，施工时钢绞线采用单根

3、张拉，施工1工程背景完成后并未完全捆扎成束协同工作，但其间距又不足某大桥建成于1994年，采用跨径为(55+72+55)m以进行单根测试，给体外束索力的测试带来一定困难。的单悬臂预应力混凝土箱粱+钢挂梁结构，单悬臂箱本次测试时采用沿传感器两侧各4m范围内布设金属梁由55m边跨+I6m中跨悬臂组成，跨中简支40m套箍(图1红色标记部分)，在一定的套箍力下箍紧体钢挂梁。该桥主体工程完成后，在施工桥面铺装时发外束，强迫各钢绞线共同工作。从测试结果来看，该措现南、北边跨箱梁底板和腹板出现大量裂缝，且跨中严施取得了较好的应用效果，测试结果如图2、图3重下挠，经分析研究认为是预应力不

4、足引起，故在该桥所示。交付运营前对其进行了体外预应力束补强加固。加固由图2、图3可知，同一跨索力基本均匀，左右两方案为每孔箱梁施加18束体外束，靠腹板每侧由5×侧索力对称。南边跨索力变化幅度基本在一10～44m+4×3im共9束咖15一l2钢绞线组成，采用混10之间，个别索力下降较多，达一11．84；北边跨索凝土锚固立墙(钢锚箱外浇筑混凝土)进行锚固，施工力变化幅度基本在一lO～10之间，个别索力下降时采用单侧单股张拉，单股张拉力为18t，体外束现场达一I5．16。经与原加固设计单位调查取证，北边跨布置见图I。10号～12号索在施工过程中由于锚固立墙上层混凝收稿日期：2O

5、15—03—31土崩裂，为安全起见，施工张拉力较设计索力小，这与N。．22015上冯赡21一⋯一s◎响比顶板明显，相对变化率最大为8．35，与体外预4结语罐应力减少量2O％相比小很多，且体外预应力的变化更以某大跨度悬臂梁桥梁体开裂并采用体外束加固容易通过测试获得，故运营过程中可通过监测体外束为背景，分析了有效预应力变化对梁体静力特性的影索力掌握结构技术状况。响，主要结论如下：(1)体外预应力束张拉后，跨中截面底板压应力增加明显，约增加6．5MPa的预应力储备；设计荷载作用下，约产生1．8MPa的底板拉应力，尚有4．7MPa底板压应力富余，体外束加固效果明显。善(2)随着体

6、外有效预应力的减少，跨中截面预压应厦力沿截面高度方向逐渐减少，同一高度位置纵向压应力和主梁位移随体外预应力的减少基本呈线性变化；体外预应力的变化对底板的影响比顶板明显，但较体-3．5—3．0—2．5—2．0—15—10—0．5外预应力变化偏小，且体外预应力更容易通过测试获高度方向，m得，运营过程中应加强体外束索力监测。图6工况3左侧腹板纵向应力参考文献：[1]JTG／TJ22—2008公路桥梁加固设计规范Es3．E23高兆东．体外预应力加固组合箱梁应用实践EJ]．上海公路，2O14(3)：4650．善1-3]马建，孙守增，杨琦，等．中国桥梁工程学术研究综述[J]．-R中国

7、公路学报，2014，27(5)：1-96．坦[4]曲德超．钢筋混凝土连续弯梁桥体外预应力加固研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013．1-53彭崇梅，孙燕，张香．考虑裂缝开合效应的在役混凝土悬臂-3，5—3．0—2，5—2．0—1．5—1．0-0，5梁桥开裂影响研究[J]．公路交通科技，2014，31(9)：8287．高度方向／m图7工况3右侧腹板纵向应力(上接第7页)参考文献：[1]曹亚东，俞志雄，俞国平，等．卢浦大桥钢桥面沥青铺装方案表7工程现场检测结果及工程实施Ec~／／上海市公路学会第六届年会学术论文位置压实度构造