浅析旧桥体外预应力加固技术优化设计

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体外预应力加固技术

体外预应力加固技术

体外预应力加固技术在现代建筑和桥梁工程中,随着时间的推移和使用条件的变化,结构的安全性和稳定性可能会受到影响。

为了增强既有结构的承载能力和耐久性,各种加固技术应运而生。

其中,体外预应力加固技术作为一种高效、可靠的加固方法,正逐渐受到广泛的关注和应用。

体外预应力加固技术是指通过在结构外部设置预应力筋,并对其施加预应力,从而改善结构的受力性能。

这种技术的基本原理是利用预应力筋的主动张拉,在结构中产生反向弯矩和轴向压力,以抵消部分荷载产生的内力,提高结构的承载能力和抗裂性能。

与传统的加固方法相比,体外预应力加固技术具有许多显著的优点。

首先,它能够显著提高结构的承载能力。

通过施加预应力,可以有效地增加结构的抗弯、抗剪能力,使结构能够承受更大的荷载。

其次,该技术可以有效地控制结构的裂缝发展。

预应力的施加可以使结构在正常使用阶段处于受压状态,从而减少裂缝的宽度和数量,提高结构的耐久性。

此外,体外预应力加固技术施工方便、快捷,对结构的正常使用影响较小。

在施工过程中,不需要对结构进行大规模的拆除和重建,只需要在结构外部进行预应力筋的布置和张拉即可,大大缩短了施工周期,降低了施工成本。

体外预应力加固技术的应用范围非常广泛。

在桥梁工程中,它可以用于加固梁桥、拱桥、斜拉桥等各种类型的桥梁结构。

对于老旧桥梁,由于长期承受车辆荷载和自然环境的侵蚀,其承载能力和耐久性往往会下降。

通过采用体外预应力加固技术,可以有效地恢复桥梁的承载能力,延长其使用寿命。

在建筑结构中,该技术也可以用于加固混凝土框架结构、剪力墙结构、砖混结构等。

例如,对于因设计不合理或使用功能改变而导致承载能力不足的混凝土框架结构,可以通过在梁、柱等构件外部设置预应力筋进行加固,提高结构的整体性能。

在实施体外预应力加固技术时,需要进行详细的设计和计算。

首先,要对结构的现状进行全面的检测和评估,了解结构的受力特点、损伤情况以及承载能力等。

然后,根据检测结果和加固要求,确定预应力筋的布置方案、预应力值的大小以及锚固方式等。

体外预应力加固旧桥的方法和结构组成

体外预应力加固旧桥的方法和结构组成

体外预应力加固旧桥的方法和结构组成1用体外预应力加固旧桥的方法随着我国社会主义事业的飞速发展,我国的道路交通状况也发生了翻天覆地的变化。

在大规模高等级公路建设的同时,大量的旧有公路的改造工作也摆在了我们面前。

据调查分析,全国的国道、省道和县级公路的永久性大、中性桥梁中,设计荷载达到汽车—20级、挂车—100标准的仅占大、中型桥梁总数的6.53%.随着公路等级的提高,这些低等级桥梁是不能满足承载力要求的。

由于受资金和材料资源的限制,这些低等级桥梁是不可能全部拆除并新建,只能投资较少的资金进行加固。

我国公路桥梁界的广大工程技术人员对旧桥加固技术进行了大量的研究工作,并提出了许多切实可行的加固方法,例如:加厚桥面铺装层,加焊主筋,增设主梁以及改变桥梁结构体系等。

这些技术各自适用于一定的条件和结构,但就钢筋混凝土简支T梁和微弯板组合梁这两种最常用的结构而言,采用体外预应力技术进行加固是一种简单易行且行之有效的方法。

用体外预应力加固的方法很多而且效果也很好,下面简要介绍几种常见的体外预应力的加固形式。

1.1钢拉杆横向收紧加固如图1所示:这种加固方式为用钢拉杆横向收紧的方法施加体外预应力。

在梁的底面以下设置4Φ25mm的16锰钢筋,分两排布置。

拉杆在距梁端L/6处用撑棍将拉杆在平面上撑开,在纵向沿梁的外侧弯起,并通过支点锚固于梁端。

水平段拉杆用水平撑棍分为4段,在每段中点用拉紧螺栓将两排拉杆收紧。

受紧过程中拉杆伸长即产生预应力。

这种加固方式使原桥恒载挠度基本消除,且略有反拱。

加固后的静载试验表明,在原设计荷载作用下,挠度和裂缝宽度均有减少。

图1钢拉杆横向收紧加固构造图式(单位:cm)1.2钢拉杆加固如图2所示:这种加固方式为在每片梁底设2Φ34mm的45号钢制作的钢拉杆。

拉杆在梁底距支点L/6处转折并于梁体外侧斜穿端横梁,锚固于粘贴在梁端上部的钢垫板上。

通过对一系列用这种加固方式加固的桥的检测表明,梁的实测挠度小于理论计算值,但残余变形仍然很大。

桥梁体外预应力加固方法

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。

体外预应力加固技术

体外预应力加固技术
减轻原结构的负担
体外预应力加固技术可以通过分担部 分荷载,减轻原结构的负担,降低原 结构的应力水平。
03
体外预应力加固技术的实施步 骤
施工前准备
结构评估
对需加固的桥梁结构进行详细的 结构评估,确定加固的必要性和 可行性。
制定加固方案
根据结构评估结果,制定具体的 加固方案,包括预应力筋的布置 、锚固方式等。
03
锚固与防护
预应力筋张拉完成后,需要进行锚固和防护处理,以确保预应力的长期
有效性。Βιβλιοθήκη 应用领域0102
03
桥梁工程
适用于公路、铁路、市政 等桥梁的加固,提高桥梁 的承载能力和耐久性。
房屋建筑
适用于对已有房屋进行加 固改造,提高房屋的承载 力和抗震性能。
其他混凝土结构
如大跨度梁、板等混凝土 结构的加固,改善结构的 受力性能。
施工组织设计
进行详细的施工组织设计,包括 施工队伍、材料、设备、安全等 方面的准备。
加固体系的建立
01
安装锚固体系
根据加固方案,在桥梁结构上安 装锚固体系,确保预应力筋的可 靠锚固。
02
安装预应力筋
按照加固方案,将预应力筋穿过 锚固体系,并进行必要的固定和 调整。
03
建立体外预应力体 系
连接预应力筋、转向器、锚具等 构件,形成完整的体外预应力体 系。
02
体外预应力加固技术的优势
结构性能提升
承载能力增强
01
通过施加体外预应力,能够显著提高结构的承载能力,满足更
高的使用需求。
改善结构刚度
02
体外预应力能够增加结构的刚度,减少结构的变形和振动,提
高结构的稳定性。
优化结构内力分布

体外预应力技术在路桥加固施工中的应用研究

体外预应力技术在路桥加固施工中的应用研究

体外预应力技术在路桥加固施工中的应用研究1. 引言1.1 背景介绍近年来,我国的路桥建设日益发展,但受到各种因素的影响,许多老旧的路桥存在安全隐患,需要进行加固维修。

在路桥加固工程中,预应力技术是一种常用的技术手段,可以有效提高路桥结构的承载能力和抗震性能。

目前对体外预应力技术在路桥加固施工中的应用研究相对较少,加固效果和施工质量有待进一步探讨和提高。

对体外预应力技术在路桥加固施工中的应用研究具有重要意义,可以为提高路桥加固效果和推动行业发展提供参考和借鉴。

1.2 研究意义体外预应力技术在路桥加固领域的研究可以促进加固施工技术的进步和创新,推动加固工程的发展。

通过对体外预应力技术的深入研究和应用实践,可以不断总结经验,积累技术,提高工程质量和效率,降低工程成本,为路桥加固领域的发展提供技术支撑和理论指导。

研究体外预应力技术在路桥加固施工中的应用具有重要的理论和实践意义,对于提升路桥结构的安全性和稳定性,推动加固技术的发展具有积极意义。

深入探讨体外预应力技术在路桥加固中的应用研究,具有重要的现实意义和学术价值。

1.3 研究目的研究目的是为了探讨体外预应力技术在路桥加固施工中的应用效果和优势,深入分析其在加固工程中所起到的作用,并为工程实践提供参考和指导。

通过研究体外预应力技术在路桥加固中的应用,可以更好地了解该技术在不同工程环境下的适用性和效果,为工程实践中的合理施工提供技术支持。

通过研究体外预应力技术在路桥加固施工中的关键技术和案例分析,可以为工程施工中遇到的问题提供解决方案,提高工程施工的效率和质量。

最终,通过研究体外预应力技术在路桥加固中的未来发展和价值,可以为该技术在工程领域的推广应用提供理论支持和实践指导,促进工程施工的创新和进步。

2. 正文2.1 体外预应力技术简介体外预应力技术是一种在混凝土结构中施加预先应力的方法,通过在混凝土构件之外施加预应力钢筋或钢束,使混凝土构件在受力状态下具有更好的整体性能和承载能力。

城市桥梁施工中体外预应力加固技术研究

城市桥梁施工中体外预应力加固技术研究

城市桥梁施工中体外预应力加固技术研究体外预应力加固技术是我国一项重要的桥梁施工技术,它能减缓桥梁的老化时间,有效强化桥梁的承载能力,增长桥梁的使用寿命。

由于我国公路网的不断拓展,私家车增多、车流量增长,对公路和桥梁的荷载量产生了重大的影响,从而导致我国公路和桥梁破损严重。

在这种情况下,体外预应力加固技术得到了巨大的推广。

本文就桥梁施工中体外预应力加固技术的具体要点进行了分析,以期能够更好地提高桥梁工程的质量。

标签:城市桥梁;体外预应力加固技术;应用1、体外预应力加固技术特点1.1施工时间短,对桥梁结构本身损害小体外预应力加固技术在施工的过程中不需要对整个桥梁进行管制,因为体外预应力加固技术的施工时间比较短,不会影响正常的交通运行,所以只是短暂的限制就可以满足施工。

同时体外预应力加固技术的施工对于道路桥梁自身结构只是进行调整和加固不会对结构进行破坏,因此对桥梁自身的损害比较小。

1.2操作简便,加固效果好体外预应力加固技术和传统的桥梁加固技术相比比较突出的一个特点就是使用的人力和设备比较少,操作更加简便,这样就降低了桥梁加固施工的投入。

同时使用体外预应力对桥梁进行加固并不是说在现有基础上进行单纯的提升,体外预应力能够对桥梁的整体结构进行调整,对于原有的桥梁结构能够提升其刚度和承载力,这样是一个真正意义上的加固,从而降低桥面出现裂缝的几率,提升桥梁使用的安全性,加固效果非常明显。

1.3后期维护方便体外预应力加固技术能够及时的发现桥梁上存在的腐蚀和裂缝问题,这样能够及时的进行修复从而来提升桥梁的使用效率。

同时体外预应力加固技术也能够提升相关施工设备的维护,从而能够提升施工便利性。

使用体外预应力加固技术能够保证桥梁结构的稳定性,从而为桥梁的安全使用提供良好的支撑,降低后期维护的工作量和经济支出。

2、桥梁施工中体外预应力加固技术要点2.1放样定位2.1.1滑块垫板及锚固支座位置的放样定位沿着梁底在锚固中的中心位置上,向跨中的方向进行垫块中心位置、跨中位置量取,并且将量出的参数分别标记在梁底的两侧位置上,同时,利用垫板平面尺寸来将垫块绘制在梁底面位置上,绘制图案必须要标示上相应的螺栓孔洞位置,在垫块内部进行放样的过程中,可以不对梁挠度影响因素进行计算。

体外预应力技术在桥梁加固中的应用探究

体外预应力技术在桥梁加固中的应用探究摘要:桥梁会随着时间的推移慢慢老化,届时将不能再满足交通的需要,为了解决这个问题的关键方法之一就是实施加固与维修桥梁。

目前,桥梁的加固与维修已经变成项目的热点问题。

在桥梁加固中体外预应力技术的运用效果越来越明显,本文针对体外预应力技术在桥梁加固中的运用做出分析,并提出可行性建议。

关键词:体外预应力技术;桥梁加固;应用思考引言:桥梁项目是我们国家一项基本的项目建设工程之一,在推动经济发展,促进社会建设方面具备关键的意义。

然而,随着桥梁项目被长期的运用,对其稳定性就提出了相对高的要求,所以,为了对桥梁实施高效地加固,体外预应力加固技术是种特别有效的加固技术,它是后张法预应力系统的关键分支之一。

对比于被动加固法的增大截面加固法,体外预应力加固梁身自重增加非常少,然而可以大幅改善调整原有构造的受力状况,提升承载力与抗裂功能,对桥墩和基础影响也非常小,同时对桥梁交通影响不大,能节约维护成本。

1、体外预应力技术在桥梁加固中应用的积极意义桥梁加固就是为了让要求得到满足,为了让桥梁的稳定性与应用性获得保证,经过一定的措施与方法让整个构造的承载能力获得提高,加固能够让桥梁的耐久性提高,能够使桥梁的使用寿命延长。

随着当前经济的持续发展,越来越多的车辆,人们对于交通安全也越来越重视,因此怎样提升桥梁安全就变成了急需解决的问题。

在桥梁加固中体外预应力技术的运用是一项新的技术,使桥梁加固中的问题得到有效的解决。

体外预应力技术有非常多的优势,简单布置预应力筋套管,调整也相对容易,能够使施工时间大大的缩短,体外预应力因为预应力筋在腹板外面布置,让浇注砼能够更加方便。

然而现在中国对于体外预应力技术的研究是特别少的,因此特别有必要实施进一步的研与探讨体外预应力技术。

体外与体内预应力结构在结构构造上有非常大的不同,体外预应力技术在桥梁加固工程也更适合应用所以体外预应力技术在桥梁加固项目中有着特别关键的积极意义。

桥梁体外预应力加固施工技术探讨

桥梁体外预应力加固施工技术探讨摘要:体外预应力技术是加固既有钢筋混凝土桥梁结构最有效的方法之一。

本文结合工程实例,重点介绍了体外预应力技术实施加固维修的实例,以期对体外预应力技术体外预应力技术在桥梁加固中的应用研究起到推动和参考作用。

关键字:桥梁工程;体外预应力;加固;技术由于交通运输事业的发展,许多旧桥亟待加固。

我国桥梁界广大工程技术人员对旧桥加固技术进行了大量的研究工作,并提出了许多切实可行的加固方法。

采用体外预应力加固技术的确为一种简单易行且行之有效的方法。

体外预应力加固法的实质是以粗钢筋、钢绞线或高强钢丝等钢材作为施工工具,对桥梁上部结构施加体外预应力,以预加力产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力,从而达到改善旧桥使用性能并提高其极限承载能力的目的。

1 体外预应力的概念及优点1.1 体外预应力的概念体外预应力,就是把预应力索放在梁的主体结构之外,只通过两端的锚固以及梁中的转向装置与梁体相连。

体外预应力技术是后张预应力体系的重要分支, 它与体内预应力即传统的布置于混凝土截面内的有粘结或无粘结预应力技术相对应。

采用体外预应力技术加固混凝土结构时体外预应力束一般采用折线形按在梁的跨中部分,体外预应力束布置在腹板下缘,在离支座(1/3~1/4)L 处,体外预应力束向上弯起,锚固在梁的两端。

1.2 体外预应力加固技术的优点1)施工简单,快速,在施工过程中,无需封锁交通,原结构仍可使用,减少交通压力。

2)运用体外预应力加固时,无需改变截面大小,不会增加结构自重,使得荷载增加。

3)由于预应力筋与混凝土截面分离,提高了混凝土的质量和耐久性,这样便于对混泥土的加固和维修。

4)预应力束基本不占用结构空间,不会因为预留孔的存在而降低结构的承载能力,也避免降低结构的使用功能。

5)体外预应力束在工厂定制,质量有保证。

体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一,由于无需后浇混凝土,可避免由此带来的预应力损失。

2 加固机理和常用方法体外预应力加固的施力工具通常采用粗钢筋、钢绞线、高强钢丝等材料,其机理现以桥梁为例来说,在体外对桥梁上部结构施加预应力,以预应力产生的反弯矩部分抵消外荷载产生的内力,从而达到改善桥梁使用性能并提高承载能力的目的.如图13 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、竖向张拉法等。

桥梁加固工程中的体外预应力技术探讨

桥梁加固工程中的体外预应力技术探讨随着我国经济的发展和社会的进步,交通事业也得到了快速的发展,跨河桥梁和高架桥梁建设项目逐渐增多,桥梁加固技术更加受到人们的关注。

文章首先分析了公路桥梁加固技术的特点,继而从体外预应力、粘结预应力和高强复合纤维预应力几个方面探讨了桥梁工程预应力加固方法。

标签:桥梁工程;预应力;加固方法引言:体外预应力结构相对于传统的体内预应力筋布置结构来说,是一种布置形式灵活的、主动加固的技术,它可以主动改善结构的应力情况,补强抗弯承载能力,从而极大提升桥梁混凝土结构的安全性能和使用性能,另外,采用体外预应力技术加固桥梁不仅减少了人力投入,提高了施工效率,缩短了施工工期,而且在加固过程中对原来桥梁结构的损伤较小,从而对原来桥梁结构和交通状况的影响也较小。

一、体外预应力加固技术的主要特点目前,我国体外预应力加固技术的主要方法是体外预应力加固法,主要用于包括简支梁、连续梁、悬臂梁在内的梁式桥的正常使用范围内的加固。

主要的施工方法是通过对旧桥梁施加体外的预应力,以减少或者消除旧桥梁裂缝以及各桥面应力不均衡所带来的不利影响。

体外预应力加固技术除此之外还有如下几大的特点。

1、施工影响小体外预应力加固技术在施工中不需要中断交通,只需要短时间的限制交通就可以进行施工。

因此,在施工中对桥上交通的影响很小。

另外,体外预应力加固法技术的应用可做到不影响桥下的净室,不抬高路面的标高,对桥梁本身的损伤较小。

2、加固效果显著一方面,体外预应力加固技术的施工所需设备和人员较少,不仅简单易操作,施工布置还可以灵活调整,施工周期较短且经济效益好。

另一方面,体外预应力加固技术增加的重量不大,可以灵活调整达到原结构的应力状态,达到加固的最佳效果。

而且还能够较大幅度地提升旧桥梁的承载能力和结构刚度,有效防止桥梁的裂痕,使桥梁的饶度大幅度减低。

同时,体外预应力加固技术不但可以用于中小型桥梁的加固,还可以应用于大中跨度的连续桥梁的加固。

预应力桥梁加固设计技术措施分析

预应力桥梁加固设计技术措施分析摘要:在公路桥梁工程加固施工中,体外预应力加固技术为一种新型的桥梁加固技术,可有效提高桥梁的稳定性和安全性,延长桥梁使用年限。

文章主要对预应力桥梁加固设计技术措施进行了分析,以供参考。

关键词:预应力;桥梁;加固引言随着我国经济快速发展,国际地位日益提高,交通运输地位便日益显著,其中随着桥梁的结构形式的丰富,交通运输量的不断增加和时间的累积,且受当地环境因素等的影响,病害问题严重威胁着桥梁的承载能力,不能满足桥梁的正常使用功能,同时阻碍了交通运输的发展。

旧桥危桥拆除后再重建是一项颇为繁琐的工程,因此对原有桥梁进行体外预应力加固是使其保持正常使用状态的有效方法。

体外预应力加固能够提高桥梁结构的刚度、承载能力和抗裂性,同时使其具有良好的可靠度、工作性能和耐久性,以在实际中广泛应用。

1桥梁加固维修的内容及原理桥梁加固维修的原因主要是桥梁的重要结构部位存在严重的质量危害,并且结构病害存在继续扩张趋势且桥梁的关键部位强度已经达到了极限,钢筋的断裂痕迹明显,甚至直接导致了桥梁的混凝土结构变形、变性和失稳。

桥梁结构的刚度、强度以及稳定度均受到不同程度的损害,自身的承载力相较于标准设计已经下降25%以上,给桥梁通行以及车辆行驶均带来严重的安全隐患。

对桥梁进行维修加固需要先对桥梁的危险程度进行检测,了解桥梁的病害程度,并据此进行桥梁评价,制定出合理的桥梁维修加固方案,明确桥梁加固的目的。

在桥梁加固维修施工的过程中,要对具体的施工技术进行合理选用,坚持安全、高效、便捷等原则,对桥梁上部结构、下部结构以及桥梁主要部位分别进行维修加固,控制好各项技术指标,提升桥梁加固维修施工效果。

2体外预应力加固技术的优点体外预应力加固技术属于道路桥梁中最常使用的加固技术,且其伴随预应力的出现而出现。

此技术可以简化加固方案,且不会削减截面力度,在道路桥梁内部也不需要放置管道,因此可以使用于寒冷地区。

同时,体外预应力技术使用的预应力筋不需要经常更换,节省了施工资源,也减小了摩擦阻力,可以有效延长道路桥梁的使用寿命,增强了桥梁结构的稳固性,保障了行人的安全性。

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浅析旧桥体外预应力加固技术优化设计
摘要:体外预应力加固技术是近年来广泛采用的一种旧桥加固方法,且得到了认可。

但是在实际使用中该方法也存在开裂和持续下挠问题,给其使用带了了一定的不利影响,因此本文就重点对该技术的优化进行了研究,并得到了一定的成果。

关键词:旧桥;预应力加固;设计
引言
旧桥在我国随处可见,其老化、承载力不足以及破损等问题一直困扰着很多单位,很多旧桥因为上述问题的存在轻者出现道路都塞,重则出现垮塌等事故,给人民群众的安全带来极大的隐患。

而且随着现在车辆超载等现象越来越频繁,对这些桥梁是一个挑战,大大制约了交通能力的提高和发展,这些情况亟待改变。

然而,我国幅员辽阔,桥梁众多,全部重建显然是不可能的,而且限于我国目前的经济状况,选择合理的途径才是最重要的。

在此情况下,桥梁的加固技术得到了非常多的应用,而其中体外预应力技术因为节省资金,优点较多,且效果明显,在世界范围内都有大量的应用,是桥梁加固的主要技术手段之一。

但也由于该技术历史悠久,很多地方都需要提高和改进,对其优化也是目前的一个客观要求,下面本文就针对该问题进行探讨。

1体外预应力概述
体外预应力结构的设计与传统的体内预应力混凝土结构构件具有基本相同的共性,但由于体外预应力的作用,使其又具有特殊性。

体外预应力结构的作用机理与无粘结预应力结构是相同的,所以它具有无粘结预应力结构类似的性能。

有粘结预应力混凝土梁承受荷载时,任意截面预应力钢筋位置处的混凝土应变增量与预应力钢筋应变增量相等。

所以有粘结预应力钢筋的最大应力出现在最大弯矩截面处。

无粘结预应力混凝土梁承受荷载时,由于无粘结预应力钢筋和混凝土能发生纵向的相对滑动,其应变增量等于沿无粘结预应力钢筋全长周围混凝土应变增量的平均值。

这样,当梁受压区混凝土达到极限应变时,无粘结预应力钢筋的应变增量将比有粘结预应力钢筋的小。

梁体破坏时由于无粘结预应力钢筋的极限应力小于最大弯矩截面处有粘结预应力钢筋的极限应力,所以无粘结预应力梁的极限抗弯强度低于有粘结预应力梁。

对于整体施工的体外预应力混凝土结构,其与体内无粘结预应力混凝土具有基本相同的力学性能,从施加预应力、受荷至消压、开裂直至最后的破坏机理也是相似的,两者差别主要在构造上。

适当配置有粘结筋及非预应力筋,对改善整体结构的极限承载能力有较大作用,也可显著改善裂缝状况,增加混凝土塑性变形范围。

节段施工的体外预应力混凝土结构力学性能较为特殊。

由于接缝的存在,若接缝间无有粘结预应力筋通过,则在承载能力阶段裂缝便难以控制,同时,也削弱了使用阶段结构的抗弯刚度,使其挠度更大。

由于非预应力筋在接缝处完全
断开,在无体内预应力筋时,体外索成为限制接缝间相对刚体转动的控制因素。

因此,最好采用体内、体外混合配筋进行节段施工结构的设计。

对于旧桥,体外预应力加固法与其他加固方法相比,具有一些独特的加固特点或加固效应。

①卸载效应
采用预应力法对结构构件加固后.由于施加的预应力与原结构的外部荷载是反向的,预应力产生的内力对原结构形成反向的平衡荷载,原结构的内力或变形减小,再增加结构的荷载,由两者共同分担,这样就相应地提高了结构的承载力,对于即将破坏的结构,则使结构由临界状态回到安全状态,或延迟结构的破坏,同时结构构件的变形减小,裂缝在一定程度上闭合。

②弹塑性效应
增加的预应力杆件系相当于在原结构构件外部增加了一个弹性支座,或使混凝土材料具有更良好的弹塑性,部分卸载后结构的强度一变形曲线退回到弹性阶段;此外,由于加固用钢材具有良好的延性和强化性能,外部杆件能随结构荷载的增加同步地分担荷载,因此,加固后结构的变形性能得到改善,具有明显的弹性特征。

③协调效应
材料间应力应变滞后是影响加固效果的最主要因素之一而预应力加固法能使加固材料与原结构有效地结合,提前分担结构荷载,同时使原结构的内力变形减小,在一定程度上减小了新旧材料或结构间的应力应变水平的差距,消除了滞后效应,充分发挥了加固材料强度优势。

2体外预应力加固技术问题的提出
(1)与加固前结构相比,桥梁垣载由于体外束加固改造增加的量比不是太少,相反,其增加的垣载量甚至超过了其它的加固方法。

体外预应力加固技术对桥梁垣载的增加主要来自于以下几个方面:
①浇注转向装置增加的混凝土垣载量。

转向块是体外力筋在跨径内保持设计形状,并可靠的传递索力垂直分力的重要部件,为力筋提供坚固的转向支承,以较小的摩擦力使之顺利转向和传递预应力。

具体分类可参见第三章的内容。

虽然鞍座块式转向块混凝土的体积小,对结构自重影响并不大,模板构造也较简单。

但其受力特点为:预应力筋的竖直(水平)分力有使转向块从梁体拉脱的倾向。

由于实际需要提供比较大的体外预应力,故一般采用后两种形式的转向块。

对于后两种,在实际连续刚构桥梁的加固中,为了使转向装置据有足够的强度和刚度,就需要尺寸比较大的转向块,对加固后桥
梁的垣载的增加还是非常大的,是不应该忽视的问题。

②齿板浇注所产生的垣载重量
为了利于结构受力,方便体外束的张拉以及锚固,一般都要在桥梁中设置齿板。

为了保证齿板能够承受张拉及锚固预应力束的力,就需要比较大的齿板,增加加固后的垣载。

③体外预应力束新增垣载。

为了有效改善桥梁开裂下挠的现象,一般需要的体外预应力的量是比较大的,故需要比较多的体外预应力束,对于三跨60+90+90的连续刚构的加固,一般仅仅由于体外束的应用增加的垣载达近三万公斤,再加上体外束相应的锚固器具、套管等重量,数量更多,故对于体外预应力的加固,这些重量也是应该考虑在内的。

③桥面铺装拆除后重建,新增垣载。

以A大桥为例,通过统计发现,加固后A河大桥由于加固所带来的垣载增加量将达到500多吨,体外束诚然能增加桥梁的承载力,那么由于体外加固技术的应用而对桥梁本身自重增加如此之多,加固后承载力的增加量与由于加固所带来的效应相比,二者关系如何。

(2)体外束的张拉锚固所产生的力主要靠桥梁新浇筑的齿板来产生,因此,齿板受力非常复杂。

以三跨的连续刚构为例,常常采用在端部锚固预应力束,在墩部处张拉的做法。

而位于锚固处的齿板,也就是端部的齿板就显得尤为重要,体外束能否到达锚固的要求,新旧混凝土能否共同工作,不至于把齿板拉裂、拉开。

就对此处齿板的构造及施工要求严格。

而且一般的连续刚构桥梁,在桥台侧位满堂支架施工,齿板一般己经靠近满堂支架施工与悬臂施工所处的合拢段,故会不会由于张拉体外束的原因,而导致合拢段截面梁体的开裂也是值得担心的问题。

3加固构造物与原桥比重对桥梁承载力的影响分析
针对之前提出的加固新增的混凝土重量过大的问题,做如下分析:
A大桥采用体外预应力与粘贴钢板进行加固,其中,采用体外预应力进行加固时,全桥共设置转向板20块,锚固齿板4块,共计新增混凝土235立方米,即新增垣载587吨。

通过MidaS程序对全桥进行建模分析,模拟新增混凝土对桥梁的影响。

可以得到如下的结论,具体见下表:
表1新增混凝土对桥梁承载力的影响
其中,负弯矩指的是墩顶截面的弯矩,正弯矩指的是正弯矩最不利截面处的弯矩,加固前指的是没有添加转向块、齿板时的弯矩,加固后指的是添加之后的弯矩,垣载组合指按正常使用极限状态下自重和二期垣载下的各个弯矩值,总效益指添加活载效益之
后按正常使用极限状态的各个弯矩值。

比重指的是新增混凝土与原结构作用下效益的比值。

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