体外预应力在大跨连续刚构桥加固工程中的应用

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1、第36卷，第5期公路工程Vo1．36，No．52011年10月HighwayEngineeringOct．，2011体外预应力在大跨连续刚构桥加固工程中的应用曹伟。，宋文峰(1．湖南省大岳高速公路建设开发有限公司，湖南长沙410000；2．中煤科工集团重庆设计研究院，重庆400016)[摘要]以某连续刚构桥加固工程为依托，并进行体外预应力加固设计及加固效果评价，得出了连续刚构桥采用体外预应力加固能显著增大压应力储备、降低主拉应力，并适当恢复结构线形。为同类桥梁加固设计工程提供依据。[关键词】连续刚构桥；体外预应力；加固；效果评价[中图分类号】U445．72[文献标识

2、码]B【文章编号]1674—0610(2011)O5—0111—04ApplicationofExternalPrestressingTechniqueinLarge—SpanContinuousRigidFrameBridgesCAOWei，SONGWenfeng(1．HunanDayueExpresswayConstructionDevelopmentCompanyLtd，Changsha，Hunan410000，Chi-na；2．ChinaCoalTechnology＆EnginerringGroup，ChongqingDesign&ResearchInsti

3、tuteChongqing400016，China)[Keywords]thecontinuousrigid-framedbridge；externallyprestressedstrengthening；reinforce-ment；theevaluationofshtrentheningefect1概述预应力混凝土连续刚构桥的主要加固方法。2某连续刚构桥体外预应力加固设计近20多a来，国内修建了不少连续刚构桥。然而由于各种原因，部分连续刚构桥出现预应力损失2．1工程概况过大、跨中下挠过大、主梁混凝土普遍开裂等病害。某桥建成于1997年，主桥桥跨结构布置为由于体外

4、预应力加固技术是一种主动加固补强法，140m+240m+140m的预应力混凝土连续刚构桥对主梁结构主动施加有效预应力，从而提高结构承(见图1)；箱梁为三向预应力混凝土结构，采用单箱载能力、改善结构受力状态、适当恢复结构线形，阻单室，桥面宽22m，根部及0号块梁高为13．5m，箱止跨中继续下挠、部分裂缝闭合等优点，同时，体外梁跨中及边跨支架现浇段梁高为4．0m；设计荷载：预应力加固技术具有施工方便、运营干扰小、结构损汽车一超20级，挂车一120，人群一3．5kN／m。伤小、快速高效、易于检测和更换等特点，被认为是15#16#图1主桥结构布置图(单位：m)[收稿日期]2

5、011—07—20【作者简介】曹伟(1982一)，男，湖南益阳人，工程师，主要从事路桥建设与管理。112公路工程36卷桥梁结构现状病害，跨中下挠并持续增加，2006年桥面标高比竣工桥面标高低31．7em，(见图2)；箱梁腹板大范围内纵向开裂，且无规律；跨中合拢段箱梁底板混凝土开裂、崩裂(见图3)，顶板纵向裂缝较多；两边跨端部箱梁顶板裂缝较多，端横隔板裂缝较多。2．2体外预应力加固设计为了准确检算结构的承载能力，进行体外预应力加固设计，现以挠度、应力拟合法建立实桥结构现图2跨中下挠状相符的结构损伤模型¨’，并采用横向活载增大系数将箱梁桥空间问题简化成平面问题进行计算。

6、因此利用桥梁结构专业软件(桥梁博士)建立全桥结构有限元模型(见图4)。根据2006年的桥面标高比竣工标高低32cm进行挠度、应力拟合法进行试算，当中跨底板纵向有效预应力折减20％时，预应力损失导致跨中下挠11．5am；收缩徐变导致跨中下挠17．9em；温差导致跨中下挠1．83em，其下图3跨中底板砼崩裂挠总量31．23cm与32cm接近。当竖向预应力计图4全桥结构有限元模型入30％时，箱梁的最大主拉应力为3．07MPa，超过表1极限承载能力检算kN·m混凝土的抗拉设计强度值2．45MPa，即混凝土开裂。因此，中跨底板纵向预应力损失20％，竖向预应力计入30％的结构损

7、伤模型与桥梁结构现状相符。桥梁结构承载能力检算结果，见表1。基于以上结构的承载能力检算进行体外预应力加固设计，其加固设计方案为中跨增设体外预应力束，分别锚固于0号块横隔板边跨侧，共增设l2根15．2～19的体外预应力束，通过四个转向板分三批进行下弯，下弯角度分别为9．1。、7．6。、5．7。(见图5)；箱梁腹板、顶板粘贴钢板进行加固。新增齿板图5体外预应力的布置第5期曹伟，等：体外预应力在大跨连续刚构桥加固工程中的应用1133体外预应力技术加固效果评价夏：3．1加固效果的理论评价结果对连续刚构桥体外预应力加固效果进行分析评检算加固前后连续刚构桥的应力、挠度、承载