體外預(yù)應(yīng)力對(duì)在役懸臂梁橋靜力特性影響研究

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1、s一?一s◎體外預(yù)應(yīng)力對(duì)在役懸臂梁橋靜力特性影響研究彭崇梅(上海市政養(yǎng)護(hù)管理有限公司,上海201103)摘要:以某大跨度混凝土懸臂梁橋?yàn)楸尘?,建立考慮裂縫“開(kāi)合”效應(yīng)和施工過(guò)程的三維實(shí)體有限元模型,通過(guò)環(huán)境振動(dòng)法測(cè)得體外鋼絞線束索力,討論了體外有效預(yù)應(yīng)力變化對(duì)結(jié)構(gòu)靜力特性的影響。結(jié)果表明,索力測(cè)試時(shí)采取的措施取得了較好效果,在現(xiàn)有索力變化水平下,結(jié)構(gòu)壓應(yīng)力儲(chǔ)備較高。關(guān)鍵詞:懸臂梁橋;有效預(yù)應(yīng)力;開(kāi)合效應(yīng);靜力特性0引言預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁開(kāi)裂和下?lián)弦恢笔抢_工程界的難題,隨著橋梁運(yùn)營(yíng)年限和交通流量的增長(zhǎng),這類(lèi)病害表現(xiàn)得愈加突出。目前針對(duì)此類(lèi)病害的大中修方法主要為體外預(yù)應(yīng)力束加

2、固、粘貼鋼板或碳纖維布[1],其中體外預(yù)應(yīng)力束加固對(duì)技術(shù)狀況較差或承載能力不足的橋梁往往能取得明顯的改善效果,已有研究或應(yīng)用在這方面做了大量工作],但對(duì)加固后結(jié)構(gòu)受力性能圖1箱室內(nèi)體外索現(xiàn)場(chǎng)布置圖的跟蹤監(jiān)測(cè)、影響評(píng)估方面研究較少l5],本文以采用體外預(yù)應(yīng)力加固的某大跨預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋?yàn)楸?體外束索力測(cè)試景,提出體外鋼絞線束的索力測(cè)試改進(jìn)方法,并應(yīng)用測(cè)恒載作用下體外預(yù)應(yīng)力索索力是反映主橋恒載內(nèi)試成果研究了體外有效預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)靜力特性的力狀態(tài)的重要參數(shù),故對(duì)南北邊跨共36束加固體外索影響。采用環(huán)境振動(dòng)法進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。由于每束體外索由12根鋼絞線組成,施工時(shí)鋼絞線采用單根

3、張拉,施工1工程背景完成后并未完全捆扎成束協(xié)同工作,但其間距又不足某大橋建成于1994年,采用跨徑為(55+72+55)m以進(jìn)行單根測(cè)試,給體外束索力的測(cè)試帶來(lái)一定困難。的單懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土箱粱+鋼掛梁結(jié)構(gòu),單懸臂箱本次測(cè)試時(shí)采用沿傳感器兩側(cè)各4m范圍內(nèi)布設(shè)金屬梁由55m邊跨+I6m中跨懸臂組成,跨中簡(jiǎn)支40m套箍(圖1紅色標(biāo)記部分),在一定的套箍力下箍緊體鋼掛梁。該橋主體工程完成后,在施工橋面鋪裝時(shí)發(fā)外束,強(qiáng)迫各鋼絞線共同工作。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看,該措現(xiàn)南、北邊跨箱梁底板和腹板出現(xiàn)大量裂縫,且跨中嚴(yán)施取得了較好的應(yīng)用效果,測(cè)試結(jié)果如圖2、圖3重下?lián)希?jīng)分析研究認(rèn)為是預(yù)應(yīng)力不

4、足引起,故在該橋所示。交付運(yùn)營(yíng)前對(duì)其進(jìn)行了體外預(yù)應(yīng)力束補(bǔ)強(qiáng)加固。加固由圖2、圖3可知,同一跨索力基本均勻,左右兩方案為每孔箱梁施加18束體外束,靠腹板每側(cè)由5×側(cè)索力對(duì)稱(chēng)。南邊跨索力變化幅度基本在一10~44m+4×3im共9束咖15一l2鋼絞線組成,采用混10之間,個(gè)別索力下降較多,達(dá)一11.84;北邊跨索凝土錨固立墻(鋼錨箱外澆筑混凝土)進(jìn)行錨固,施工力變化幅度基本在一lO~10之間,個(gè)別索力下降時(shí)采用單側(cè)單股張拉,單股張拉力為18t,體外束現(xiàn)場(chǎng)達(dá)一I5.16。經(jīng)與原加固設(shè)計(jì)單位調(diào)查取證,北邊跨布置見(jiàn)圖I。10號(hào)~12號(hào)索在施工過(guò)程中由于錨固立墻上層混凝收稿日期:2O

5、15—03—31土崩裂,為安全起見(jiàn),施工張拉力較設(shè)計(jì)索力小,這與N。.22015上馮贍21一?一s◎響比頂板明顯,相對(duì)變化率最大為8.35,與體外預(yù)4結(jié)語(yǔ)罐應(yīng)力減少量2O%相比小很多,且體外預(yù)應(yīng)力的變化更以某大跨度懸臂梁橋梁體開(kāi)裂并采用體外束加固容易通過(guò)測(cè)試獲得,故運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可通過(guò)監(jiān)測(cè)體外束為背景,分析了有效預(yù)應(yīng)力變化對(duì)梁體靜力特性的影索力掌握結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況。響,主要結(jié)論如下:(1)體外預(yù)應(yīng)力束張拉后,跨中截面底板壓應(yīng)力增加明顯,約增加6.5MPa的預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)備;設(shè)計(jì)荷載作用下,約產(chǎn)生1.8MPa的底板拉應(yīng)力,尚有4.7MPa底板壓應(yīng)力富余,體外束加固效果明顯。善(2)隨著體

6、外有效預(yù)應(yīng)力的減少,跨中截面預(yù)壓應(yīng)廈力沿截面高度方向逐漸減少,同一高度位置縱向壓應(yīng)力和主梁位移隨體外預(yù)應(yīng)力的減少基本呈線性變化;體外預(yù)應(yīng)力的變化對(duì)底板的影響比頂板明顯,但較體-3.5—3.0—2.5—2.0—15—10—0.5外預(yù)應(yīng)力變化偏小,且體外預(yù)應(yīng)力更容易通過(guò)測(cè)試獲高度方向,m得,運(yùn)營(yíng)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)體外束索力監(jiān)測(cè)。圖6工況3左側(cè)腹板縱向應(yīng)力參考文獻(xiàn):[1]JTG/TJ22—2008公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范Es3.E23高兆東.體外預(yù)應(yīng)力加固組合箱梁應(yīng)用實(shí)踐EJ].上海公路,2O14(3):4650.善1-3]馬建,孫守增,楊琦,等.中國(guó)橋梁工程學(xué)術(shù)研究綜述[J].-R中國(guó)

7、公路學(xué)報(bào),2014,27(5):1-96.坦[4]曲德超.鋼筋混凝土連續(xù)彎梁橋體外預(yù)應(yīng)力加固研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013.1-53彭崇梅,孫燕,張香.考慮裂縫開(kāi)合效應(yīng)的在役混凝土懸臂-3,5—3.0—2,5—2.0—1.5—1.0-0,5梁橋開(kāi)裂影響研究[J].公路交通科技,2014,31(9):8287.高度方向/m圖7工況3右側(cè)腹板縱向應(yīng)力(上接第7頁(yè))參考文獻(xiàn):[1]曹亞?wèn)|,俞志雄,俞國(guó)平,等.盧浦大橋鋼橋面瀝青鋪裝方案表7工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果及工程實(shí)施Ec~//上海市公路學(xué)會(huì)第六屆年會(huì)學(xué)術(shù)論文位置壓實(shí)度構(gòu)造

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