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《开裂预应力混凝土梁的检测_评估与加固》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第26卷,第5期 中国铁道科学Vol126No152005年9月CHINARAILWAYSCIENCESeptember,2005文章编号:100124632(2005)0520026205开裂预应力混凝土梁的检测、评估和加固高 岩,杨虎荣,柯在田(铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京 100081) 摘 要:应用钢筋混凝土基本理论,分析预应力混凝土结构开裂的力学成因。以3座典型有裂缝预应力混凝土桥梁为例,论述检测、评估和加固方法。从梁体跨中挠度和支点转角的大小及影响线、结构变形的协
2、同性判断裂缝对结构整体受力状态的影响。从开裂截面的应变分布、实测应变与加载弯矩关系、应变值大小以及截面中性轴的稳定性综合判断开裂截面的工作状态和承载能力。当评定结果为梁体的预应力度满足要求时,对主要起受压作用的混凝土开裂区采用高标号钢筋混凝土在梁肋两侧增加断面的方法予以加固,对其他混凝土开裂区采用灌缝处理,对受拉区,可在局部加贴钢板加固。当评定结果为梁体的预应力度严重不足时,先对裂缝进行灌缝处理,然后采用在受拉区表面大面积粘贴10mm钢板加固。 关键词:预应力混凝土桥梁;裂缝;检测;评估;加固中图
3、分类号:U448135 文献标识码:A 全预应力混凝土桥梁在预应力截面产生裂缝是后,开裂截面的混凝土退出工作,应力为零,钢筋不允许的,但由于种种原因,预应力桥梁往往会产承受全部拉力,产生应力突变。配筋率越低,突变生裂缝,使得桥梁的实际状态不能满足设计要求,引起的钢筋应力增量就越大。沿构件长度上钢筋应这一问题在国内外已建成的预应力桥上大量存力的变化,使裂缝两侧钢筋与混凝土之间产生粘结[1,2]在。裂缝处理的方法和范围取决于裂缝的性质应力和相对滑移。粘结应力将钢筋的拉力传给混凝及其对桥梁工作状况和承
4、载能力的影响程度,因此土,随着距离开裂截面距离的增大,粘结应力的积裂缝的成因分析及其对结构影响程度的分析对裂缝累增大,混凝土的拉应力σc(应变εc)逐渐增大,的处理起着至关重要的作用。钢筋应力σs(应变εs)逐渐减小,直到距离开裂截面l远处,钢筋与混凝土的应变相等(εc=εs=1 预应力混凝土结构裂缝的力学成因Ac,eff·fctm/(Es·As))。此时,相对滑移及粘结应及受力特征力消失,钢筋与混凝土的应力又恢复其原来的应力状态。当荷载再增大时,在其他一些抗拉强度较弱111 钢筋混凝土构件的截面上
5、将出现新的裂缝。显然,在距第一批开裂[3,4]由钢筋混凝土开裂的基本理论可知,钢筋截面两侧l的范围内,将不可能出现新的裂缝。混凝土轴心受拉构件(钢筋面积As、弹性模量112 预应力混凝土构件Es,混凝土有效面积Ac,eff、弹性模量Ec、极限抗对于预应力混凝土轴心受拉构件,裂缝出现有拉强度fctm)在拉力F作用下,当混凝土的拉应两种情况。力达到其极限抗拉强度时,在构件抗拉能力最弱的1)拉力大于预加力并克服混凝土的抗拉强度,截面上将出现第一批裂缝。由于混凝土的局部变使得混凝土开裂。这种情况在预应力混凝
6、土构件中异、收缩和温度作用产生的微裂缝以及受拉区混凝属于预应力度不足。土的局部削弱(如箍筋处)等偶然因素的影响,第2)在张拉预应力前由于混凝土硬化过程中产一批裂缝出现的位置是一种随机现象。裂缝出现生裂缝,张拉预应力后由于混凝土的咬合被破坏, 收稿日期:2004202204 作者简介:高 岩(1968—),男,河南信阳人,副研究员。第5期 开裂预应力混凝土梁的检测、评估和加固27开裂截面表观依然呈现裂缝形态。这种情况下,开加载,从应变与加载弯矩的关系判别裂缝的性质。裂截面的混
7、凝土抗拉强度被破坏。如果预加力大于(1)如果是预应力度不够产生的裂缝,那么在外拉力,开裂截面仍然处于受压状态,预应力度满外荷载弯矩M作用下,跨裂缝测点m1和m6的足要求;当外拉力超过预加力时,原有裂缝进一步应变与M成非线性关系,裂缝边缘测点m2和m5扩展,并在其他部位会出现新的裂缝。的应变基本零或有微小压应变,且随着外荷载弯矩对于第一种情况,外拉力大于预加力并使混凝M的增大,裂缝向上发展,中性轴也随之上移,土开裂后,当外拉力继续增加时,开裂截面的拉应在其他截面有新的裂缝出现;力全部由钢筋承受,且裂缝
8、边缘的应力为零或有微(2)如果是预应力张拉前产生的裂缝,张拉后小的回退。对于第二种情况,由于混凝土已开裂退预应力度满足要求,在外荷载弯矩M的作用下,出工作状态,在外拉力的作用下,如果外拉力小于由于开裂截面的混凝土退出工作,截面刚度降低,预加力,开裂截面的拉应力还是全部由钢筋承受,跨裂缝测点m1和m6的应变比正常截面测点m3但由于开裂截面仍处于受压状态,裂缝边缘仍有拉和m4的应变大,但应变与外荷载呈线性关系,裂应力;如果外拉力大于预加力,开裂截面仍处于受缝边缘有一定的拉
