对桥梁体外预应力加固工艺的研究

市政与路桥 民营科杖 ’ 2’ 0。。o。。 8 ‘ 。~ ‘‘。 。’。。。。7。。。。—— 对桥梁体外预应力加固工艺的研究 杨永春 (广东省路通公路工程监理有限公司江门分公司，广东 江门 529000) 摘 要：体外预应力加固桥梁结构是一种效果较好、使用较广的方法。它是在桥粱结构的受拉区施加体外预应力，使其产生与原桥的不利弯矩 方向相反轴向压力和弯矩，以抵消部分自重应力减小活栽应力，从而提高桥梁的承栽能力。简要介绍了桥粱体外预应力加固的常用方法，并对体外 预应力结构体系的力学特征、配筋 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、计算方法及结构检算方法进行了系统的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。 关键词：桥粱工程；体外预应力加固；力学特征；配筋计算；结构栓算 l 体外预应力构造 1．1 水平筋与斜筋 由高强螺纹粗钢筋组成，其作用是施加预应力提高梁的承载能力。 1．2 粱端锚固 先将梁端部分混凝土桥面板凿掉，将粱端顶面上角凿成与斜筋倾 斜方向相垂直的斜面 (需剪断局部架立钢筋和箍筋)，在端横隔板上开 凿与斜筋方向相同的斜孔 ，然后，将用角钢或槽钢制作的支承垫座用 环氧砂浆固定在 已凿好的粱端斜面上。斜筋穿过横隔粱和支承垫座的 斜孔，用千斤顶进行张拉并用螺母锚固在支承垫座上．最后用混凝土 将锚头封闭。 l-3 水平滑块 由联接斜筋和水平筋的活动滑块支承座和固定在梁底的支承钢垫 组成，其主要功能是通过滑块的水平滑动，以调整斜筋与水平筋之间 的内力分配比例，并使表面受力趋于均匀。 2 体外预应力加固常用方法 根据施加预应力的方式不同，桥梁体外预应力加固的常用方法有： 横向收紧张拉法 、纵向张拉法、竖向张拉法和顶弯粱法等。 2．1 横向收紧张拉法 梁的两端间隙很小时，一般采用横向收紧张拉法。此法是在梁的 下缘对称粱中线安装预应力筋，在距粱端适当距离处弯起并通过支点 锚于梁端的锚固钢板上，锚固钢板呈 u形套在梁端的下翼缘上。水平 段的预应力筋用撑棍分成若干段，两端的撑棍还起到支点的作用。在 每段中点用拉紧螺栓将两对称筋收紧，拉杆即产生预应力。 2．2 纵向张拉法 纵向张拉法是沿预应力筋的轴线施加预应力的方法。预应力筋沿 粱底布置，到梁的两端设导向块处弯起，锚固于粱的腹板或顶板上， 再沿梁底或粱顶进行纵向张拉，以减小粱端的剪力。 纵向张拉锚固构造主要有两种：粱顶锚固和腹板锚固。 体外预应力筋张拉方法与其构造形式有关，张拉位置可以在粱顶 沿斜筋方向张拉，亦可在梁底沿水平方向张拉。其张拉程序与预制混 凝土粱的相同。 2．3 竖向张拉法 当采用纵向张拉法不便施工时，可采用竖向张拉法。此法采用在 粱肋两侧对称布置预应力筋，一般在粱端肋侧锚固，在预应力筋中部 竖直向上张拉，在粱肋底部用小横粱固定预应力。 横梁的作用在于固定竖向张拉产生的钢筋预应力，根据具体情况， 横梁可以设计成锚固于梁肋上不能滑动预应力筋的固定支点或可以在 梁底活动的活动支点。 3 钢筋混凝土简支梁体外预应力加固的计算方法 3．1 体外预应力结构的力学特征 体外预应力砼结构一般采用折线形式布置预应力束。体外预应力 筋仅在锚固区域和折角处 (转向块处)与结构相连结，体外预应力结 构的受力特性与无粘结预应力结构类似。在使用荷载状态下，采用弹 性分析方法设计；在极限状态下，一般按无粘结预应力混凝土结构分析 设计。 3-2 体外索的配筋设计 体外预应力筋的应力损失计算方法与无粘结预应力计算基本一致， 其中温差损失可忽略不计；混凝土收缩、徐变可取为零。 体外预应力筋面积的确定可由粱危险截面 (通常是跨中截面)的 抗弯强度确定。具体方法是： (1)检算旧粱承载能力 ； (2)确定加 固后要达到的承载能力，找出二者的差值 ； (3)假设此差值完全由体 外索承担 (偏于安全)，初步确定力筋的有效预应力和力筋偏距，然后 预估体外力筋的面积； (4)根据抗剪强度和构造的要求确定体外力筋 转向块和锚固点的位置； (5)对该组合结构按照 《矫规》规定进行各 项检算。然后根据验算结果对初步方案进行调整，直到满意为止。 体外索内力增量与活载的关系：加固时粱的受力特点是，预加力 的实测值是在桥梁上部结构恒载 (含粱自重)作用下测取的，整个体 系在恒载和预应力的共同作用下处于平衡，该体系为一次内超静定结 构。对加固后混凝土梁截面应力的检算，需计算体外索在活载作用下 的内力增量。体系对外是静定的，支座反力直接与恒、活载平衡，不 影响体外索内力增量的计算。 活载作用下，斜筋内力与水平筋的内力之比为A，即：N =AxN= N／(cosct~o) 式中， 为力筋与转向块之间的摩擦系数，正负号与力筋的张拉 方向有关 ，向外张拉时为负，反之为正。取跨中水平筋内力为赘余力 ， 单位力 N_l时。力法方程为： 6 11△N+△1。=0 8 11= ~-I'N E - ~ F ds ,---fW可d s 丽1-21,+ + 熊 a (1 1-t．O+l-2l一 一 高( 一2／1)+ E A0 EI＼‘ l， ×[eI COS：Ot-elCOS ccsin cc× ( 。-g )+l／3sin Ot( --g ) ] =一面2 J~ ／ 2 M口e ：dx+备 [e。Ac。s c【—Asin c【(x )]dx 体 外索的内力增 量为 ：AN=一Al p／8 体外索的应力增量为 ： △口 =一AN／A ；使用荷载下体外索的应力应满足 ：O'r=O'~-I-AO'y≤0．6Ri,。 式中 E⋯A 口 — 体 外预应力筋的弹性模量、面积及有效预应力 ； E、A0、I——混凝土弹性模量、换算截面面积及惯性矩。 3_3 加固后粱的验算 (1)正截面强度检算 加固后的梁在使用荷载下的正截面应力检算，按照 ((桥规》规定 的容许应力法进行。平衡方程为： b 盯|／2+ (bl-b)hl盯h (2x-h1)／2x—A Ay 产0 b,~o'd3+(3x-2h1) (bl-b)h21crd6x+A#o"R(ho--x)+A ，(hy—x)=0 据平截面假定，有 口 =erda／(hh。一x)联立三式可得关于 x的一元三 次方程，从而可得到 口 、吼，若满足 ≤ 【口J 吼≤ 【 则满足正截 面强度要求，否则，应调整配筋重新检算。 (2)斜截面抗剪强度检算 ．斜截面抗剪强度检算仍宜按普通混凝土粱计算。加固后体系承受 的外剪力由梁和体外索斜筋共同承担。可从总的剪力中扣除体外索斜 筋承担的剪力，得梁承担的剪力。检算中，可取支座截面、1／4跨截 面、腹板变厚度及箍筋变问距等处为验算截面。 (3)加固体系的裂缝验算 用体外束加固的混凝土梁，由于体外束布置在梁体之外，与混凝 土无粘结作用。因此，其抗裂性更接近于普通钢筋混凝土梁。裂缝宽 度计算公式： 8FClC．C,,rgE (30+d)／(o 28+10u) 式中各参数按公路桥规取用。其允许裂缝宽度采用桥规中普通钢 筋混凝土梁的允许裂缝宽度。 工程实践表明，用体外束加固旧桥是非常有效的措施，具有加固、 卸载及减小结构内力的作用，值得更广泛地推广应用。 维普资讯 http://www.cqvip.com