普通混凝土连续箱梁桥体外预应力加固

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体外预应力加固混凝土连续箱梁的体外预应力极限应力增量计算研究

体外预应力加固混凝土连续箱梁的体外预应力极限应力增量计算研究
并 与试验 梁 实测值 对 比, 建议 采用公 路桥 梁加 固设 计规 范计 算公 式 。 关键词 : 应 力混凝 土 ; 续 箱梁 ; 固设计 ; 限应 力 ; 外预 应 力束 预 连 加 极 体
中 图分类 号 : 4 1 U 4 文献标 志码 : A
Renf r e e o nc ee Co i o sBo r r i o c m ntf r Co r t ntnu u x Gide
t e l ts r s c e n u o e t r a r - t e sn ss u id h i te si r me t et x e n l es r s i g i t d e .Th e u t n ia e h tf rt ec lu a in o mi s r s mi n d p er s lsi d c t d t a o h a c lto fl t t e s i i c e n n e t r a e d n ,t r u h t ec n r s t e tv l e i s g e t h o mu a i h p cf a i n o t e g h n r me ti x e n l n o s h o g h o ta twi t s au t u g s st ef r l n t eS e i c t sf rS r n t — t h i o e i g De i n o g wa rd e .F r t ec lu a i n o h mi s r s n r me td e t x e n lp es r s i g a d t r u h n n sg fHi h y B i g s o h ac lto f e l t te si c e n u o e t r a r — t e s n n h o g t i t e c n r s t e t a u , h x mp e h s p o e h o r cn s ft es e iia in o t e g h n n e i n o i h y h o ta t wih t s l e t e e a l a r v d t e c r e t e so h p cf t sf rs r n t e i g d sg fh g wa v c o

桥梁体外预应力加固技术

桥梁体外预应力加固技术

桥梁体外预应力加固技术
桥梁加固对于各位路桥行业人士而言应该十分熟悉了,桥梁结构预应力加固体系主要有三种:体外预应力加固体系、粘结预应力加固体系、高强复合纤维预应力加固体系。

今天,小编要给大家介绍的是其中的一种——体外预应力加固。

体外预应力体系由四个基本部分组成:体外预应力索、体外索锚固系统、体外索转向装置和体外索防腐系统组成。

体外预应力加固是经过增设体外预应力索(包含高强钢丝束,钢绞线或高强度粗钢筋等作为施力工具,然后主动对梁体施加外力,以预应力发生的反弯矩抵消部分荷载产生的内力,然后达到改进桥梁使用功能和进步构造承载力的目的。

体外预应力加固是现在公路桥梁改造工程中选用较多的加固方法,格外适用于大跨径预应力混凝土接连箱梁和接连刚构箱梁桥的加固。

体外预应力加固的优点是:可平衡卸掉部分恒载;能充分发挥加固材料,可以较大幅度提高构造的承载才能和构造刚度;体外索变化幅度小,没有疲劳状况,这样有利于更换体外力筋;可以有效控制桥梁原结构的裂缝和挠度,以保证桥梁裂缝部分或全部闭合,使挠度大幅度减小,能有效的改造桥梁原来的抗裂性能,提高桥梁部分结构的耐久性;还可以控制和调校体外索的应力。

并且体外预应力加固能够在不中断交通的情况下进行施工,对桥梁的运营影响小;所需要的施工设备也相对简单,施工时间比较短,经济效益十分明显。

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普通混凝土连续箱梁桥的体外预应力加固

普通混凝土连续箱梁桥的体外预应力加固

普通混凝土连续箱梁桥的体外预应力加固摘要本文以我市一级公路上一座普通钢筋混凝土连续箱梁加固实例,结合结构计算,分析了该桥病害成因,提出了针对该类型桥梁病害的体外预应力加固处治方案。

关键词普通混凝土连续箱梁体外预应力加固病害分析0、引言普通钢筋混凝土连续箱梁运营中常出现跨中截面底板和支点截面顶板横向开裂问题。

文中以深圳梅观高速公路一座普通钢筋混凝土箱梁的加固设计为依托,着重分析此类桥梁由于箱梁跨中和支点截面承载能力不足造成严重开裂时箱梁的加固处治方案设计和实施过程中应该注意的问题,为同类型桥梁加固方案研究提供参考。

1、桥梁结构现状该桥建成于1997年,上部结构为17+2×21+17m现浇普通钢筋混凝土连续箱梁,箱梁梁高1.2m,单箱单室断面,顶板宽度为9.5m,底板宽度为5.0m,悬臂长度为2.05m,箱梁腹板厚度为30~50cm,跨中截面顶板厚度20cm、底板厚度20cm;下部结构采用柱式桥墩、肋式桥台和桩基础;水泥混凝土桥面铺装,仿毛勒式伸缩缝,TPZ-1型盆式橡胶支座。

上部结构箱梁存在主要病害如下:(1)底板横向裂缝及腹板竖向裂缝各跨箱梁底板在1/4~3/4桥跨范围内有多条横向裂缝产生,缝宽基本介于0.05~0.15mm之间,最大裂缝宽度为0.25mm,缝长介于底板宽度的1/4~1/2之间,缝间距介于0.15~0.35m之间,部分裂缝延伸到腹板;另外,腹板除与底板连通的裂缝外,还有大量竖向裂缝,缝宽基本介于0.05~0.15mm之间,最大缝宽达0.25mm,裂缝多呈中间宽、两端窄的“枣核形”,长度在1/2~2/3腹板高度之间,少量裂缝贯通腹板高度。

(2)底板及腹板斜向裂缝部分桥跨底板、腹板在1/4及3/4桥跨附近有少量斜向裂缝产生,缝宽基本介于0.05~0.12mm之间,最大缝宽为0.22mm,缝长介于0.5~1.00m之间。

(3)翼缘板横向裂缝部分桥跨翼板有少量横向裂缝产生,缝宽介于0.10~0.15mm之间,最大缝宽为0.28mm,缝长介于翼板宽度的1/3~2/3之间,少量裂缝贯通翼板宽度。

连续箱梁的体外预应力加固方法研究

连续箱梁的体外预应力加固方法研究
的 效果 , 又避免 了对 箱梁 不利的影 响 。 关键词 : 梁加 固;预应 力混凝 土连 续 箱梁 ;体 外预应 力 桥
中 图分 类号 : 4 . U457
文献标 识码 : B 究 主 要 集 中在 截 面形 式 是 T形 的或 矩 形 的钢 筋 混 凝 土 简支 梁上 , 而对 连 续 梁 等超 静 定 结 构 的加 固研 究 则 较 少 。文 献 [ ] 验 了 l 矩 形 截 面 的体 外 4试 6根 预应力 加 固简支 梁 , 有试 验梁 为三 分点 加载 , 出 所 得 的结论 是 简支梁 经过 体外 预应力 加 固后名 义抗 弯 刚
3 期

琦 , 连续箱梁的体外预应力加固方法研究 等:
7 5
工 的可行性 和 可控 制 性 , 尽 量 减少 使 梁 体 产 生 新 且 的损 伤 。本 文 以一座 3跨 连续 箱梁 的体外 预应 力 加 固为 工程 背景 , 对连 续 箱 梁 的体外 预应 力 加 固技 术
上世 纪 7 0年代 末 开 始 的 。它是 通 过 对增 设 的体 外
束张拉 , 以提高原结构的预应力水平 , 改变原结构的 内力分 布 , 消部 分恒 载 应 力 , 到 卸载 作 用 , 而 抵 起 从 达 到大 幅度提 高桥 梁的 承载能 力 。同其它 一些加 固 方 法相 比 , 粘贴 钢 板法 、 大 截 面 法 等 , 外 预 应 如 增 体
2 06 ) 10 1

要 :对连 续箱 梁采 用体 外预 应 力 方 法加 固的 重要 问题 是 体 外预 应 力 束 的布 置 、 定位
与锚 固构 造。 结合一座 3跨 P C连 续 箱梁加 固 工程 , 究并提 出 了体 外 预 应 力钢 束 连 续 双折 研 线形 设置 与分散 锚 固的方 法 , 并且 采 用 了轻 型钢 锚 固块 和轻 型钢 转向块 , 能达到 对箱 梁加 固 既

连续梁桥的主要病害及体外预应力加固方法的论述

连续梁桥的主要病害及体外预应力加固方法的论述

连续梁桥的主要病害及体外预应力加固方法的论述连续梁桥是一种常见的桥梁结构形式,由上百米甚至上千米的桥梁部件排列组合而成,其主要特点是无梁台墩,横向自由度受限,能够有效地承担大跨度、大荷载和大变形等要求。

由于受到外界环境和使用条件等因素的影响,连续梁桥在使用过程中难免会出现各种各样的病害,包括裂缝、变形、腐蚀和疲劳等问题。

为了保证连续梁桥的安全运行和延长其使用寿命,需要对其进行加固和维修。

体外预应力加固技术是一种常用的加固方法,通过对桥梁进行外部预应力加固,可以有效地修复和加固连续梁桥的病害,提高其承载能力和使用寿命,本文将对连续梁桥的主要病害及体外预应力加固方法进行论述。

一、连续梁桥的主要病害1. 裂缝裂缝是连续梁桥常见的病害之一,主要包括桥面板裂缝、桥墩裂缝和伸缩缝裂缝等。

裂缝的形成会导致桥梁结构受到破坏,严重影响其承载能力和使用安全性。

裂缝的形成原因主要包括材料强度不足、设计不合理、施工质量不合格、变形和温度变化等因素。

2. 变形由于外界环境和荷载等因素的影响,连续梁桥在使用过程中会产生变形,主要包括桥面板变形、墩身变形和桥梁整体变形等。

严重的变形会导致桥梁结构的不稳定性和破坏,影响桥梁的使用安全性。

3. 腐蚀腐蚀是连续梁桥常见的病害之一,主要包括混凝土腐蚀、钢筋腐蚀和防护层腐蚀等。

腐蚀会导致桥梁结构的性能下降和破坏,严重影响其使用寿命和安全性。

4. 疲劳连续梁桥在受到交通荷载和变形等作用下,易产生疲劳破坏,主要表现为龟裂和断裂。

疲劳破坏会导致桥梁结构的性能下降和破坏,严重影响其使用寿命和安全性。

1. 加固原理体外预应力加固是通过在桥梁结构的外部施加预应力,改变其内部受力状态,提高其承载能力和使用寿命。

加固的目的是通过预应力的作用,修复和加固连续梁桥的病害,提高其使用安全性和经济性。

2. 加固材料体外预应力加固的材料主要包括预应力钢束、锚具、导向器和填充料等。

预应力钢束是加固的主要材料,其材质一般为碳素钢或合金钢,具有良好的强度和延性;锚具用于将预应力钢束固定在桥梁结构中,其性能和固定效果对加固效果至关重要;导向器用于引导和限制预应力钢束的移动,保证其预应力的施加方向和大小;填充料用于填充预应力钢束周围的空隙,提高加固的整体性能。

体外预应力在混凝土连续梁桥加固中应用

体外预应力在混凝土连续梁桥加固中应用

体外预应力在混凝土连续梁桥加固中的应用摘要:本文概述了在当前桥梁加固中常用的加固方法,以体外预应力方法为主要探讨对象,对桥梁体外预应力加固机理、体外预应力计算方法和计算步骤以及预应力损失的计算方法进行了论述,可为利用体外预应力法加固桥梁提供参考。

关键词:桥梁加固;体外预应力法中图分类号: k928.78文献标识码:a 文章编号:1、概述在过去几十年的发展中,我国修建了数量极其庞大的公路、铁路桥梁。

随着时间的推移,桥梁在使用过程中的磨损和自然老化的原因,导致了数量众多的桥梁存在不同程度的安全问题。

桥梁的维修和加固问题已经逐渐成为工程热点研究对象。

国内对既有桥梁的维修和加固问题的研究和实践可以追溯到上世纪80年代末期。

为了检验过去修建桥梁的实际使用情况,并进行必要的维修和加固,交通部曾经颁布了《公路旧桥承载力鉴定试验方法》,并在1989年原铁道部进行了“体外预应力混凝土梁弯曲性能”、“锚固区应力分布”等方面的研究。

这些早期的研究成果为后来的桥梁维修加固技术奠定了基础。

在今年来,对桥梁的改造和加固问题的研究更加深入,通过总结国内研究实践经验和国外参考案例,逐渐形成了桥梁加固和改造的主要技术途径,概括起来大致有以下五种基本的方式:通过加强桥梁薄弱部位和构件来事先桥梁的加固改造桥梁的整体强度上存在某种程度的短板效应,对于保持桥梁正常功能发挥的关键部位(通常是桥梁的受拉区,也是老化比较严重的部位)如桥梁的跨中、支座,拱顶、拱顶、拱脚、桥梁的变截面部位等进行必要的补强。

对于这些薄弱部位的加强措施,一般是采用喷射混凝土、强化主梁或拱圈截面、增加预应力钢筋等。

增设桥梁辅助构件来加固桥梁增设桥梁辅助构件来加固桥梁的方式是在桥梁存在承载力问题时,在原有桥梁的机构上增设新的受力构件来辅助原有桥梁结构,使之提高承载力,如增设主梁和横隔梁、在梁下部增加支撑、为简支梁桥增设辅助构件等。

这类桥梁补强方法,本质上是通过外在辅助构件来一定程度改变桥梁原有的受力结构,而不是对桥梁的原有结构进行修复。

桥梁体外预应力加固方法

桥梁体外预应力加固方法随着工程建设规模和难度的不断提高,桥梁作为连接两地交通的重要设施之一,也在不断的需要加固和维护。

其中,传统的加固方法主要是钢筋混凝土缺陷加固方法,但是该方法不能彻底解决桥梁的问题,特别是当桥梁出现负载不稳、预应力不足等现象时,需要采用更加先进的加固方式,这时候桥梁体外预应力加固技术就逐渐被广泛采用。

桥梁体外预应力加固方法是指在保留原桥体的同时对桥梁结构进行改造,增加其抗弯、抗扭、承载力等综合性能,以达到提高桥梁运营质量、延长使用寿命的目的。

该方法的原理是通过在桥梁悬挂支座的两侧以及跨中区域处预置张应力钢索,再通过上面的张力作用对桥梁结构进行加固。

桥梁体外预应力加固方法主要包括以下几个步骤:1. 桥墩顶部制作预留孔洞或加固托盘,以备张应力钢索锚固。

2. 经过钻孔施工、预张及定锚等多道工序在桥墩顶部和桥梁悬挂支座两端各设立一个张应力系统,并确定张应力钢索的预张值和张拉方法。

3. 进行张应力钢索的张拉、固定和切断,同时进行张应力囊的充气和灌浆作业。

4. 根据设计要求应用预应力钢索对桥梁结构进行加固,提高桥梁的梁底板强度和刚度。

桥梁体外预应力加固方法相比传统加固方法优势明显,其主要好处包括:1. 可同时提高桥梁的抗弯、抗扭、抗振动能力,达到综合性的加固效果。

2. 可在不影响原有桥梁结构和功能的基础上进行加固。

3. 加固效果稳定长久,能够达到延长桥梁寿命的效果。

4. 预制和安装工程均可不受桥梁施工期限的限制,可在桥梁使用期间进行维护或加固。

然而,桥梁体外预应力加固方法也存在一些不足之处:1. 适用性有限,需要事先经过系统的评估和分析才能决定是否采用该方法。

2. 实施难度较大,需要高度专业化的施工团队和先进施工设备。

3. 投资成本较高,不适用于小型桥梁加固。

总之,桥梁体外预应力加固方法是目前桥梁加固领域中的一种先进技术,具有良好的加固效果和稳定性。

尽管其实施存在一些限制,但随着施工设备和技术的不断优化,相信该方法也会得到越来越广泛的应用。

箱梁体外预应力加固效果的分析

箱梁体外预应力加固效果的分析摘要本文通过对某座钢筋混凝土连续箱梁桥上部结构采用体外预应力加固前、后两种状态下的内力及承载力状况进行分析,着重体现体外预应力加固的显著效果,根据分析提出箱梁体外预应力加固设计及施工时需要注意的问题及相关处理措施,为同类桥梁加固设计提供借鉴经验。

关键词箱梁体外预应力加固0、引言目前,国内一些重要高速公路交通运输日益繁忙,经过多年运营,在交通量不断增加和超载车辆的作用下,部分桥梁出现了较为明显的结构性病害,有必要进行处治加固。

文中以深圳梅观高速公路改扩建工程中某座钢筋混凝土连续箱梁桥为例,着重研究在采用体外预应力加固前、后箱梁结构内力及承载力的变化情况,说明体外预应力加固效果的可行性及实用性。

1、桥梁概况该桥上部结构为(20+30+20)m的现浇钢筋混凝土连续箱梁,箱梁梁高1.7m,单箱双室断面,顶板宽度为12.0m,底板宽度为7.6m,悬臂长度为2.0m,箱梁腹板厚度为30~50cm,箱梁跨中截面顶板厚度25cm、底板厚度20cm。

原桥设计荷载为汽-超20,挂-120。

经过多年运营,各跨底板在桥跨1/4~3/4范围内均有横桥向裂缝产生,缝宽基本介于0.05~0.20mm之间,最大缝宽达0.32mm,缝长基本介于0.20~2.00m 之间,裂缝间距介于0.10~0.80m之间,部分裂缝延伸至腹板;另外,腹板除与底板连通的裂缝外,还有大量竖向裂缝,裂缝宽度基本介于0.05~0.20mm之间,最大缝宽达0.45mm,缝长介于腹板高度的1/3~2/3之间,少量裂缝竖向贯通腹板。

2、桥梁上部结构主要病害成因分析本桥上部为钢筋混凝土箱梁结构,主跨跨径为30m,梁高为1.7m,梁高偏低。

承载能力计算结果显示箱梁跨中抗弯承载能力不足,因而导致跨中区域产生大量横向裂缝;底板横向裂缝继续沿伸至腹板,造成腹板竖向开裂。

3、加固思路通过在箱梁腹板外侧布置齿板及转向块,增设体外预应力钢束,在体外预应力钢束张拉完毕后,浇筑腹板加厚段增大箱梁截面来提高箱梁的承载力。

连续箱梁体外预应力加固施工技术

青海交通科技2020—1连续箱梁体外预应力加固施工技术钱昌静(中交三公局桥梁隧道工程有限公司北京100012)摘要以301省道府保黄河二桥加固应急处治工程为例,采取增设体外预应力及腹板加厚等技术措施对该桥进行加固改造,重t阐述连续箱梁体外预应力加固施工技术。

实践证明301省道府保黄河二桥加固改造成功,为同类工程积累可参考的经验。

关键词连续箱梁体外预应力施工技术Technology for Construction of Pre-stressed Strengthening Outside ofContinuous Box GirUeech-ngjing Qian(Brige&Tunnel Engineering Subsidiary of CCCC Third Highway Engineering Co.Ltd.,Beijing,100012(China)Abstrach Such as301provincial road Fu Bao Yellow Rivey Second Bridge reinforcement emeryency treat­ment project as an example,Taking technicol meesures such as inccasing Pro-stressed Outside of Continuous Box Girdec and the thicknes s of the web to strengthen the bridge,Focus on the technology Ooc Construction of Pre一stressed Strengthening Outside of Continuous Boa Girdee.Practice has proved that the301provincial road Fu Bao Yellow Rivee Seccnd Bedge reinforcement emeoency treatment projecC have been successful,which ccn be used as eeoeeenceooesamaoaepeoiects.Key words ccntinuous boa girder%external pre一stessing;construction technolooy随着我国社会经济快速发展,交通量的迅猛增加,发现大量的桥梁经过一段时间的营运后,梁体出现裂缝、下扰等不同程度的病害,造成桥梁承载力明显下降,为避免对桥梁工程使用性能及安全性造成极大影响,必须采取科学有效的加固方式提升桥梁承载力以满足日益增大的交通量的需要。

桥梁体外预应力加固施工工法(2)

桥梁体外预应力加固施工工法桥梁体外预应力加固施工工法一、前言桥梁作为城市交通的重要组成部分,承载着巨大的交通压力,经年累月的使用和自然因素的侵蚀会导致桥梁结构的损坏和衰老。

因此,为了延长桥梁的使用寿命和保证交通安全,桥梁体外预应力加固施工工法得到了广泛应用和认可。

二、工法特点桥梁体外预应力加固施工工法是一种针对已有桥梁进行加固修复的技术,其主要特点如下:1. 预应力加固:通过施加外部预应力,增加桥梁的承载能力和抗震性能。

2. 无需拆除原桥梁:施工过程中不需要对原桥梁进行拆除或改造,降低了施工难度和对交通的影响。

3. 节约成本:相比于新建桥梁,桥梁体外预应力加固施工工法可以大幅减少投资成本,同时还能有效提高加固后的桥梁使用寿命。

4. 施工速度快:相比于其他加固方法,桥梁体外预应力加固施工工法施工快速,减少了施工时间。

三、适应范围桥梁体外预应力加固施工工法适用于各类混凝土或钢桥梁,尤其适用于中小型桥梁加固,包括梁式桥、连续刚构桥、钢筋混凝土斜拉桥等。

四、工艺原理桥梁体外预应力加固施工工法的原理是通过施加预制预应力构件或张拉设备,施加预应力到桥梁结构中,使结构产生压应力,从而提高结构的整体承载能力和抗震性能。

具体工艺原理如下:1. 方案设计:根据桥梁的实际情况和设计要求,制定准确的加固方案。

2. 选材:选择合适的材料进行加固,包括钢缆、盘绞束缚、螺旋钢筋等。

3. 加固工具:选择合适的加固工具,包括张拉设备、钢梁、临时支撑等。

4. 施工流程:根据方案设计,依次进行材料制作、安装预应力构件、张拉预应力、调整和锚固等工序。

五、施工工艺1. 材料准备:根据加固方案,准备预应力构件和其他材料。

2. 临时支撑:在进行加固之前,设置临时支撑装置,保证施工期间桥梁的安全。

3. 安装预应力构件:按照设计要求,将预应力构件安装到桥梁结构上。

4. 张拉预应力:使用张拉设备对预应力构件进行拉伸,施加预应力。

5. 调整和锚固:根据需要,对预应力构件进行调整,并将其锚固在桥梁结构上。

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普通混凝土连续箱梁桥的体外预应力加固摘要本文以我市一级公路上一座普通钢筋混凝土连续箱梁加
固实例,结合结构计算,分析了该桥病害成因,提出了针对该类型桥梁病害的体外预应力加固处治方案。

关键词普通混凝土连续箱梁体外预应力加固病害分析
0、引言
普通钢筋混凝土连续箱梁运营中常出现跨中截面底板和支点截面顶板横向开裂问题。

文中以深圳梅观高速公路一座普通钢筋混凝土箱梁的加固设计为依托,着重分析此类桥梁由于箱梁跨中和支点截面承载能力不足造成严重开裂时箱梁的加固处治方案设计和实
施过程中应该注意的问题,为同类型桥梁加固方案研究提供参考。

1、桥梁结构现状
该桥建成于1997年,上部结构为17+2×21+17m现浇普通钢筋混凝土连续箱梁,箱梁梁高1.2m,单箱单室断面,顶板宽度为9.5m,底板宽度为5.0m,悬臂长度为2.05m,箱梁腹板厚度为30~50cm,跨中截面顶板厚度20cm、底板厚度20cm;下部结构采用柱式桥墩、肋式桥台和桩基础;水泥混凝土桥面铺装,仿毛勒式伸缩缝,tpz-1型盆式橡胶支座。

上部结构箱梁存在主要病害如下:
(1)底板横向裂缝及腹板竖向裂缝
各跨箱梁底板在1/4~3/4桥跨范围内有多条横向裂缝产生,缝宽基本介于0.05~0.15mm之间,最大裂缝宽度为0.25mm,缝长介于底板宽度的1/4~1/2之间,缝间距介于0.15~0.35m之间,部
分裂缝延伸到腹板;另外,腹板除与底板连通的裂缝外,还有大量竖向裂缝,缝宽基本介于0.05~0.15mm之间,最大缝宽达0.25mm,裂缝多呈中间宽、两端窄的“枣核形”,长度在1/2~2/3腹板高度之间,少量裂缝贯通腹板高度。

(2)底板及腹板斜向裂缝
部分桥跨底板、腹板在1/4及3/4桥跨附近有少量斜向裂缝产生,缝宽基本介于0.05~0.12mm之间,最大缝宽为0.22mm,缝长介于0.5~1.00m之间。

(3)翼缘板横向裂缝
部分桥跨翼板有少量横向裂缝产生,缝宽介于0.10~0.15mm之间,最大缝宽为0.28mm,缝长介于翼板宽度的1/3~2/3之间,少量裂缝贯通翼板宽度。

(4)混凝土表观缺陷
箱梁梁体存在大量钢筋锈胀、砼剥落。

腹板及底板有多处裂缝修补痕迹,未见重新开裂现象,但修补材料表层风化剥落
2、有限元计算及病害成因分析
采用通用有限元分析程序,按照实际受力情况简化结构受力模式,建立梁格单元结构分析模型。

纵梁根据腹板位置采用“工”字形截面模拟,横梁根据箱梁顶底板厚度采用等刚度“二”型截面模拟,有限元分析模型参见下图。

计算活载为汽车超—20挂—120,分别考虑左侧偏载、中载、右侧偏载三种活载工况。

温度梯度竖向日照正温度梯度温度基数t1=25℃、t2=6.7℃;竖向日照负温度梯
度温度基数t1=-12.5℃、t2=-3.35℃。

最不利荷载组合作用下承载能力极限状态弯矩包络结果见下图。

计算结论:在承载能力极限状态下,箱梁跨中及支点截面抗弯承载能力不足,安全系数在0.57~0.96之间。

病害成因分析:承载力计算结果表明,箱梁各跨跨中抗弯极限承载力不足,因而底板产生横向裂缝,并延伸至腹板。

梁靠近支点位置的两侧翼缘板板底有横向裂缝,两侧翼缘板底的横向裂缝有对称性,因此判断支点处顶板已横向贯通开裂。

翼缘板裂缝,为施工时腹板先期浇筑固结早,对翼板有约束作用,浇筑翼板时,因温度变化,翼板混凝土变形受到腹板约束,因而产生横向裂缝。

3、桥梁加固内容及要点
(1)对主梁采用增大截面法,腹板外侧布置齿板及转向块,张拉体外预应力钢束,然后浇筑腹板加厚段,预应力束设置在全桥腹板外侧,两端分别锚固于距梁端1.3m处箱梁腹板上,每侧腹板均设置2根5φ15.2mm的体外预应力钢束,全桥共4根钢束,锚下控制应力为1116mpa,预应力布置见下图。

(2)采用常规病害修复措施对上部结构裂缝及混凝土缺陷等病害进行处理。

4、加固计算结果
加固后按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
(jtj023-85)承载能力验算结果见下表。

加固后桥箱梁截面的抗弯承载能力安全系数边跨跨中为1.13,中跨跨中为1.14,支点处为1.03箱梁跨中、支点截面抗弯均满足要求。

新增体外预应力加固需要对箱梁端部体外索锚固区进行局部分析。

在体外索张拉锚固作用下,箱梁腹板与新增齿板交界面处混凝土表层在未考虑原结构普通钢筋作用下的最大拉应力约为2.4 mpa。

5、结论
(1)对于普通钢筋混凝土连续箱梁截面承载能力不足造成的跨中支点横桥型裂缝采用体外预应力加固是一种非常有效的加固
措施。

(2)新增体外预应力加固需要对箱梁端部体外索锚固区进行局部分析,锚固时尽量靠近梁端横梁布置锚固区越靠近梁端由此产生的箱梁拉应力越小。

(3)体外预应力钢束的布置受各种构造条件限制,对于梁高较矮的普通钢筋混凝土连续箱梁桥由于受箱梁翼沿控制,钢束无法靠近截面上缘布置,导致此类加固方法对支点负弯矩承载能力提高幅度有限。

必要时可以考虑对箱梁翼沿钻孔,抬高支点附近钢束位置使之布置于桥面铺装内,从而大幅提高支点抗弯承载能力。

参考文献:
[1]郁清玲.公路改扩建工程实用手册.哈尔滨地图出版社,2004

[2]驾栓海.公路桥梁荷载横向分布计算方法.人民交通出版社
[3]尹恒.箱梁拼宽前后内力变化分析及处理措施.贵州大学学报.2010年2月
[4]jtg/t j22-2008,公路桥梁加固设计规范[s]
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。

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