受腐蚀预应力混凝土桥梁受力试验验证.pdf

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1、交通建设建材与装饰2013年8月受腐蚀预应力混凝土桥梁受力试验验证陈康生（中国江西国际经济技术合作公司江西南昌330000）摘要：本文分析了预应力混凝土梁桥的腐蚀情况，并就此利用有限元分析方法进行了受腐蚀情况下预应力混凝土桥梁的受力情况试验研究，最后又与其承受静载荷时的具体受力性能做了对比分析。关键词：预应力混凝土桥梁；腐蚀；受力性能；有限元中图分类号：U446.1文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）24-0272-031引言正常情况下梁体的有限元计算尺寸、腐蚀情况下梁体的有限关于预应力桥梁的结构耐久性研究室涉及多学科，多目标的元计算尺寸以及整个梁体的削

2、弱的截面尺寸分布图分别如图1系统工程，包括环境、材料、结构设计、施工工艺等诸多领域，影（a、b、c）所示。响桥梁耐久性的因素很多，问题也相对复杂。而目前工程界仍然不能够科学的设计和评估预应力混凝土桥梁结构的耐久性，当务之急就是根据在役预应力混凝土桥梁结构的实际受力情况，逐渐科学探索，争取实现对混凝土桥梁结构耐久性的定量化得设计，能够对已建混凝土桥梁结构进行科学、合理的评估并提出修复措施，最大限度的减小由于耐久性而破坏桥梁造成的损失。图1梁正常截面和削弱后截面尺寸图（单位：mm）本文就某京广线石家庄段铁路桥为例，分析了预应力钢筋受3.2模拟预应力钢筋到腐蚀作用下的混凝土桥梁

3、的受力性能，该桥梁为混凝土简支在进行预应力混凝土梁体的耐久性分析中，最重要的就是考梁桥，共103孔，其中98孔为23.8m的预应力混凝土标准梁。该虑预应力筋的腐蚀情况，所以此处有必要把预应力钢筋单独分桥在1976年正式投入使用，状态优良，但在1995年发现该桥第离出来进行分析。在空间有限元结构模型中应该采用分离式模40孔位置处的预应力混凝土梁的排水孔下混凝土局部发现裂缝型完成结构分析过程，就是把混凝土和预应力钢筋分开两部分，以及膨胀破坏，近些年来，该桥的预应力梁体的纵向裂缝不断加分别按照混凝土和预应力筋各自不同的力学性能组成不同的单大、混凝土脱落病害严重。在2000年8月

4、份，又发现该桥第52元模型，此法更加有利于科学、合理分析预应力梁体的钢筋锈蚀孔曲线内混凝土梁的腹板箍筋以及某束预应力钢丝已经被锈耐久性。为了简化模型，可以三段直线对曲线预应力筋进行拟断，此桥为我国在役桥梁中第一例预应力钢筋因腐蚀造成断裂合，每一混凝土梁体一共有预应力筋十三根，其布置如图2所的实例，特别引起了相关部门的重视。为了科学评价该受腐蚀预示。在有限元的计算模型中，利用三维桁架单元模拟预应力钢应力混凝土桥梁的力学性能，笔者特意进行了有限元分析验算，筋，利用实体单元模拟混凝土，正常梁体的外形和有限元网格的并对比了实桥静载试验结果与计算的分析结果。剖分图如图3所示。2对实

5、际桥梁的模型简化如果列车在实际的桥梁上运行时，轨道结构存在减载的作图2预应力筋简化模型用；故位于R=1200m圆形曲线上的各孔梁的外、内梁片的受力情况并不完全一致，混凝土本身的弹性模量也不完全一致。因此，为了科学、合理的进行受力情况的研究，故在进行理论分析和处理试验结果中采取下列简化模型：（1）各个孔梁的轨道结构的减载作用大致相同；（2）各个孔梁的外轨超高完全相同（按10cm计算）；（3）忽略内梁、外梁在荷载作用下的挠度差值可能引起的火图3梁体三维模型及网格剖分图车偏角变化；4对实际桥梁进行有限元计算分析（4）各个孔梁的内梁、外梁取相同的弹性模量。4.1正常梁体此外，由于

6、位于曲线上的内梁、外梁所受到的列车荷载不可正常梁体分析模型由4290个混凝土实体单元以及三维桁架能完全一致，而且内梁、外梁之间的横向隔板可以传递剪力作单元324个构成，在表1中比较了正常梁体的有限元计算结果用。故关于内梁、外梁的实际受力情况分析不能采用普通梁理和计算值，基本接近，能够比较准确的反应混凝土梁体的实际受论，因此，必须采用空间有限元原理进行理论分析和计算。力情况。3对实际桥梁进行有限元网格剖分4.2腐蚀梁体3.1有限元网格剖分在混凝土梁体的腐蚀中，最主要就是分析内梁的腐蚀作用，·272·2013年8月建材与装饰交通建设表1正常梁体实测应力、挠度与计算结果比较表内

7、梁内、外侧平均值外梁外、外侧平均值实测位置试验值计算值实测/计算试验值计算值实测/计算内/外跨中下缘应力4.3574.3990.9913.9643.9820.9951.099（MPa）1/4跨截面拉应2.2872.2331.0241.9051.9230.9911.201图5静载试验加载图及测试截面（单位：mm）力（MPa）1/4跨截面剪应0.8240.8031.0260.6350.5641.1261.297力（MPa）跨中挠度（mm）4.0804.3800.9323.5703.7400.9551.143注：L/4跨截面拉应力、