摘 要:首先對連續(xù)梁橋體外預應力約束了外界條件并闡述了適用情況,依據(jù)連續(xù)梁橋加固的特點進行了原理計算,分別對加固體系的設(shè)計內(nèi)容計算等各類計算,證明出體外預應力加固非常有效的主動加固方法,能提高結(jié)構(gòu)承載能力、改善跨中下?lián)蠣顟B(tài)和增大主梁壓應力儲備等優(yōu)點普遍應用與工程實際當中。
關(guān)鍵詞:連續(xù)梁橋體;外預應力;加固
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.112
1 體外預應力加固方法及適用條件
由于體外預應力受外界條件約束不能施加過大的預應力,所以產(chǎn)生的內(nèi)力是有限的,依據(jù)待加固構(gòu)件的尺寸、形式及體外預應力筋設(shè)置形式的不同而有所差異[1]。無粘結(jié)預應力筋施加構(gòu)件上的體外預應力可按偏心受壓構(gòu)件計算原理估算體外預應力所產(chǎn)生的應力強度及承載能力[2]。
體外預應力加固橋梁主要適合于以下情況:
(1)在正常使用荷載下,橋梁抗彎、抗剪能力不足或原構(gòu)件剛度不滿足要求致使橋梁表面裂縫現(xiàn)狀不滿足規(guī)范要求;
(2)正常使用荷載下,大偏心受拉或受壓構(gòu)件,由于外界環(huán)境作用、使用時間過久等因素造成的受拉區(qū)裂縫現(xiàn)狀不滿足規(guī)范要求;
(3)橋梁檢測中發(fā)現(xiàn)構(gòu)件控制截面應力及撓度校驗不滿足規(guī)范要求,體外預應力加固法在不改變橋梁結(jié)構(gòu)的前提下可提高橋梁的承載能力;
(4)由于交通量較大或通行車輛等級較高,與原橋設(shè)計時需求不一致,需要對現(xiàn)有橋梁進行提載加固時,可采用該方法對構(gòu)件進行提載加固。
2 連續(xù)梁橋體外預應力加固方法及特點
預應力混凝土連續(xù)箱梁橋,由于其自身構(gòu)造箱內(nèi)空間較大的特點,體外預應力加固便于施工操作,常采用體外預應力加固法對該類橋梁進行加固。應用鋼絞線、鋼絲繩、高強鋼絲等材料布置成直線形或折線形加固跨中下?lián)陷^大的預應力混凝土連續(xù)箱梁橋。
3 持久狀況正常適用極限狀態(tài)驗算
對于預應力混凝土構(gòu)件舊橋加固時,承載能力極限狀態(tài)驗算、抗裂驗算、撓度驗算綜合結(jié)果才能反映出橋梁病害及加固情況。
(1)抗裂計算。計算項應力方向相同時取正號,相反時取負號,正號為壓,負號為拉。
體外有效預加力對原配預應力筋產(chǎn)生的應力:
─原預應力筋與混凝土的彈性模量之比,即。
①正截面抗裂計算。
②混凝土主拉應力最大的截面。其中汽車荷載不計沖擊系數(shù)。 (2)撓度計算。根據(jù)結(jié)構(gòu)及荷載形式按結(jié)構(gòu)力學方法讀取受彎構(gòu)件剛度值,采用等效預加力方法計算由體外預應力作用產(chǎn)生的撓度影響,運用電算法計算,算出的撓度以毛截面的剛度得到。
現(xiàn)階段對預應力損失的估算有三種可行辦法,分別為:綜合估算法、分項計算法、精確估算法。綜合估算法即依據(jù)類似加固構(gòu)件,加固使用后所產(chǎn)生的。
體外預應力加固時預應力由于力筋與轉(zhuǎn)向裝置之間的摩擦引起的損失可按《公橋規(guī)》(JTG D62-2004)規(guī)定的進行計算。
(3)預應力筋松弛引起的損失。
該損失可按《公橋規(guī)》(JTG D62-2004)計算求得,對預應力鋼絞線、鋼絲計算公式:
(4)。由于待加固橋梁使用年限已久,絕大部分混凝土的收縮與徐變:
4 預應力筋應力增量計算方法
原理相似,經(jīng)過近50年的試驗與實際應用研究無粘結(jié)預應力增量計算如下。
(1)美國規(guī)范中對無粘結(jié)預應力筋應力計算。
(2)加拿大規(guī)范中對無粘結(jié)預應力筋應力計算。A233—M94中對于無粘結(jié)預應力筋應力計算有了進一步的研究,為了確保數(shù)據(jù)應用于實橋時的安全性,并基于塑性鉸理論對普通鋼筋作用、體外預應力、混凝土強度乘以一個小于1的折減系數(shù)進行修正。
矩形截面:
(3)Haralji鋼絞線應力計算模式。通過對實際橋梁加固后的數(shù)據(jù)分析及參考跨高比對預應力筋的影響之后依據(jù)Knaj的研究,得出應力增量隨跨高比增加而降低,公式為:
5 結(jié)束語
此文章分析總結(jié)了目前體外預應力加固技術(shù)進行橋梁加固時應用的預應力張拉控制應力、預應力損失、預應力筋應力增量計算公式。且該加固技術(shù)以其施工方便和經(jīng)濟高效的特點,在實際加固工程中已經(jīng)得到廣泛的應用。
參考文獻:
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作者簡介:馬科萌(1990-),女,黑龍江齊齊哈爾人,碩士,助教,研究方向:工程應用材料。