体外预应力加固技术在某连续板梁中的工程应用(2)

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　　(1) 建模

　　 模型中材料参数及荷载取值同原设计模型;

　　 体外预应力筋的材料参数如下：

　　 体外预应力筋采用先张法，钢绞线采用 低松弛钢绞线(1×3股)，抗拉标准强度fpk=1470MPa，每根的面积为177.9mm2，张拉控制应力取 =0.55fpk=0.55×1470=808MPa。

　　 高性能抗拉复合砂浆的材料参数

　　在此次加固计算中，为偏安全考虑，暂忽略梁底喷射的高性能抗拉复合砂浆之抗拉性能，只将其作为静力荷载，列入二期恒载范围，取其容重为20kN/m3。

　　(2) 计算结果

　　• 正常使用极限状态应力验算

　　从图4可以看出，在采取了增加体外束的措施后，第三跨主梁截面下缘已从最大拉应力3.04Mpa降低到0.02Mpa的拉应力，降幅达99.3%，该跨主梁下缘已基本不存在拉应力，加固效果显著。

　　• 承载能力极限状态验算

　　根据表1可见，当第三跨施加了体外预应力后，除第四跨弯矩值略有增加外，其它各跨弯矩值均有所下降，且各跨值远小于规范容许值。

　　(3) 加固措施验算

　　预应力筋产生水平合力： F=808×103×59.3×10-6×90=4320kN;

　　锚栓抗剪力合计： F=182×(π×122/4×10-6)×320×103=6584kN

　　垂直于焊缝长度方向应力： σ=4320×103/(9200-190-46×10)=49N/mm2

　　不考虑焊缝应力方向的角焊缝验算：(σ2+τ2)0.5=49N/mm2

　　预应力水平拉力远远小于锚栓抗剪力，不会被拉开;焊接应力远小于焊缝抗拉抗剪设计值。

　　经上述计算分析可见，左幅第三跨主梁底板采用张拉预应力钢筋并锚喷高强抗拉复合砂浆的加固措施，使预应力筋形成有粘结预应力钢筋，和主梁一起共同承担桥面二期恒载及活载作用，有效提高了主梁的抗弯性能及抗裂性能。

　　3、结论

　　通过对该桥的加固效果分析，可以得出如下结论:

　　(1) 体外预应力技术采用现有施工手段即可实现,加固方法易于被工程单位所接受,为今后类似病害桥梁补强及承载潜力的提高提供了较好的参考。

　　(2) 适量的增加体外预应力，可补充预应力储备的不足，使得结构断面恢复了一定的压应力储备，对已开展的裂缝起到抑制作用。

　　(3) 体外预应力技术用于桥梁加固可以保证结构的整体性,新旧体系协同工作良好，克服了其他方法加固时加固材料存在的应力滞后问题,而且采用体外索加固桥梁可以不影响通车。

　　(4) 由于梁内缺陷和损伤的存在,其内力或应力已然发生重分配,结构的强度和刚度难以准确把握。实践证明,在加固施工过程中采取有效的监测措施来确保结构的安全是必要的。

　　参考文献

　　1.张劲泉、王文涛，桥梁检测与加固手册[M]，人民交通出版社，2007;

　　2.张树仁、王宗林，桥梁病害诊断与改造加固设计[M]，人民交通出版社，2006;

　　3. 廖放明、李德慧、 王国安,体外预应力技术及其在桥梁工程中的应用综述[J],中外公路，2005(2)

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