连续刚构桥体外预应力加固有效性分析.pdf

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1、连续刚构桥体外预应力加固有效性分析■李晓雁[摘要]体外预应力加固是混凝土连续刚构桥的主要加固高速发展阶段，桥梁是道路交通中重要的组成部分，需要进一步进行研究的问题。方法之一，是一种积极主动的加固方法，可以有效提高主因此也取得了快速的发展。在所有的桥型中，预应一、工程概况梁抗弯承载能力、增加主梁压应力储备以及改善中跨跨中力混凝土连续刚构桥具有受力性能良好、伸缩缝少、本文选取某实际工程作为研究对象，桥型为的下挠发展。虽然体外预应力加固法已被大量应用于桥梁行车舒适度高等众多优点，得到了较为广泛的应用。（63+2×110+63）预应力混凝土连续刚构，采用单加固项目中，但仍有很

2、多问题需要进行进一步研究。本文但随着大量的连续刚构的修建与运营，也暴露出来箱单室三向预应力变高度箱梁。梁顶宽度24.5m，结合工程实例，对体外预应力加固的有效性进行了分析。了一系列的问题。根据大量的调查与研究，预应力底板宽13m，单侧悬臂长度5.75m。箱梁跨中及边混凝土连续刚构桥的病害主要表现为两类：梁体结跨托架现浇段梁高2.5m，墩与箱梁相接的根部断面[关键词]连续刚构桥体外预应力加固有效性构开裂和中跨跨中持续超下挠。体外预应力加固作和墩顶0号梁段高为6.5m。主桥总体布置图见图1。为一种积极有效的加固方法，在预应力混凝土连续在最近几十年中，我国的交通运输事业进入

3、了刚构桥的加固中得到了广泛的应用，但仍存在很多图1桥型立面图（单位：cm）依据《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T混凝土转向块以及相邻的钢转向架进行分析，将所三、主桥整体模型计算分析H21-2011）对该桥技术状况进行评定。该桥属于4分析的部分作为隔离体从整体梁段中取出，建立的1.应力计算分析类桥梁，即主要构件有大的缺损，严重影响桥梁使局部模型如图3所示：根据《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥用功能。其主要病害为主梁开裂以及跨中下挠。涵设计规范》（JTJ023-85）第5.2.24条规定：在二、有限元模型的建立各荷载组合作用下，预应力混凝土受弯构件在计算主桥的整

4、体模型采用有限元软件MidasCivil混凝土主拉应力时，应符合下列规定：建立主桥有限元计算模型，按照实际加固施工进度荷载组合Ⅰ：b进行施工阶段划分，并进行整体计算分析。主桥整σ≤0.8R＝0.83×＝2.4MPazll体有限元模型如图2所示：荷载组合Ⅱ或荷载组合Ⅲ：σ≤0.9Rb＝0.93×＝2.7MPazll根据整体有限元模型计算，在荷载组合Ⅰ下，原桥主拉应力不满足规范要求，结果如下：组合Ⅰ的最大主拉应力为2.44MPa，如图4所示：图2全桥有限元模型而转向块及锚固结构局部受力计算采用有限元软件MidasFEA进行模拟分析，选取墩顶锚固区、图3局部有限元模型图4组

5、合Ⅰ主拉应力经过计算，局部梁段的主拉应力不能满足规范之间，在加固中通过体外预应力钢束布置，在主拉应力，经过加固后主拉应力结果如下：要求，在组合Ⅰ中，腹板裂缝较为集中的边跨跨中梁应力较大位置调整体外预应力钢束的弯起对梁段内组合Ⅰ的最大主拉应力为1.94MPa，如图5所段以及中跨跨中梁段的主拉应力均在1.7～2.5MPa施加竖向力，减小及调整梁段剪力，以此减小主拉示：278城市建筑┃道路桥梁┃URBANISMANDARCHITECTURE┃ROADANDBRIDGE图5组合Ⅰ主拉应力计算结果显示，梁体的主拉应力能够有效降低，经过计算，主桥加固前，在汽车荷载作用下边通过现场

6、施工监控，在张拉预应力钢束后，边开裂部分梁段的主拉应力降低明显，梁段的主拉应跨最大挠度9.3mm，中跨最大挠度29.2mm；经过加跨最大抬升6.0mm，中跨最大抬升11.0mm。力均减小至2.0MPa以下。固后，边跨最大挠度8.7mm，较加固前减少6.45%，四、局部模型计算分析2.整体模型挠度计算分析中跨最大挠度26.9mm，较加固前减少7.87%。根据加固中实际施工情况，选取预应力钢束张根据整体有限元模型计算，在加固前后，主桥在体外预应力钢束张拉过程中，梁体标高变化拉前与预应力钢束张拉后这两个工况进行模拟，局在汽车荷载作用下的竖向挠度对比图如图6所示。的理论值与实

7、际值如图7所示。部模型应力图如图8、图9所示。图6汽车荷载作用下加固前后竖向挠度对比图图8转向块应力云图（左为转向块纵向应力；右为转向块竖向应力）图7体外预应力钢束张拉后梁体标高变化图9锚固块应力云图（左为锚固块纵向应力；右为锚固块竖向应力）根据局部有限元模型计算，转向块附近梁段明显，最大值为1.7MPa，对于桥梁的正截面受力状外预应力加固后，不同荷载组合下截面的正应力与加固前顶板压应力为9.69MPa，底板压应力为态有着积极地作用，对主梁正截面的应力储备有一主拉应力有明显的改善，刚度有一定的提高，可对3.71MPa，加固后顶板压应力为10.58MP