体外预应力加固简支T型梁使用性能试验研究(精)
体外预应力混凝土梁挠度试验研究
为 四组 ， 第 一 组 为 ２根 对 比梁 试 件 ， 这 组 试 件 不 施
加预应力 ； 第二组 为 ２ 根预应力筋混凝 土梁试 件 ， 这 组 试 件 张 拉 方 式 和力 筋 形 式 一 样 ，转 向结 构 个 数 不 一样 ； 第 三 组 为 ２根 预 应 力 筋 混凝 土梁 试 件 ， 转 向结 构 个 数 和 力 筋形 式 一 样 ， 张 拉 方式 不 一 样 ； 第 四组 为 ２根 预应 力 筋 混 凝 土 梁 试 件 ，转 向结 构 个数 和力 筋 形式 一 样 ， 张 拉 方式 不 一样 。
１ 试 验 介 绍
１ ． １ 试 件分 组 及 设 计 １ ． １ ． １ 试件分组（ 见 表 １）
Ｔ梁翼缘宽 ２ ８ ０ ｍ ｍ 、 翼缘高 ８ ０ ｍ ｍ， 肋板宽 １ ０ ０ ｍ ｍ、 肋板高 ２ ０ ０ ｍｍ，梁 受 拉 纵 筋 ２ １ ２ ，受 压 钢 筋 ４ ｃ ｂ ８ ，箍筋 距支座 １ ／ ３范围的弯剪 区 ｑ ｂ ６ ＠１ ０ ０ ， 跨 中 １ ／ ３的纯 弯 区 ｑ ｂ ６ ＠１ ５ ０ 。 上 部 钢 筋混 凝 土保 护 层 厚度为 ２ ５ ｍ ｍ， 下部钢筋混凝土保护层厚度为 ３ ０ ｍ ｍ 。 体外预应力筋为 ２ 根９ ． ５ ０ ｍ ｍ ｆ ｐ ｔ ｋ为 １ ８ ６ ０ Ｍ Ｐ ａ 高 强钢绞线 ， 对称地布置在梁 的两侧 。力筋转 向结构 孔 道 中心距 梁 底 为 ５ ０ ｍ ｍ，在 孔 道 里 预埋 Ｐ ＶＣ套 管。为防止产生应力集 中，在梁端预埋 ９ ０ ｍ ｍ× ２ ８ ０ ｍｍ×１ ０ ｍ ｍ 钢 垫 板 。 试 件 基 本 尺 寸 及 预 应 力
２ ０ １ ３ 年９ 月第 ９ 期
城 市道桥 与 防 洪
科技研究 １ ７ ５
体外横向预应力对板梁加固的实效分析
单位 :cm 图 1 结构总体布置
该桥投入运营已近 10 年 ,定期检查发现该桥存 在许多病害 ,尤其是上部主要承重的空心板梁 ,按规 范在正常使用条件下不允许出现受力裂缝 ,但检查 发现多处空心板底板受拉区存在横向受力裂缝 ,边 板腹板跨中附近有竖向裂缝 ,部分竖向裂缝与底板 横向裂缝连通 ,底板与边板腹板还存在多处纵向裂 缝 。另外 ,该桥空心板底板混凝土缺损 、露筋严重 , 泛碱现象较为普遍 。
图 3 横向预应力筋布置
31 2 构件计算分析 为了掌握预应力筋锚固构件的受力情况 ,采
用大型有限元通用软件 ANS YS 对其进行实体建 模计算 。模型中预应力锚固构件采用弹性壳单元 SH ELL63 来模拟 ,该单元具有 弯曲 和薄 膜特性 , 在平面方向和法向方向均可负载 ; 边板截段采用 SOL ID65 单元 ,其为钢筋混凝土实体元 ,能有效地 模拟混凝土的各项特性 。钢构件弹性模量取 21 1 × 105 M Pa ,混凝土弹性模量因无实测数据 ,计算时取 31 45 ×104 M Pa ,边界约束条件为边板的内侧腹板 面固结 。
(11 太原高速公路有限公司 太原市 030006 ; 21 中交公路规划设计院有限公司 北京市 100088)
摘 要 : 介绍了体外横向预应力技术在某高架桥预应力混凝土装配式板梁加固中的应用 。通过试验段加固前 后两次静动荷载试验结果的对比分析 ,证明装配式板梁施加体外横向预应力的加固措施将有效地提高结构的整体性 和刚度 ,加固效果显著 。
设计时考虑到体外横向预应力的加固实效在理 论模拟计算中较难得到真实地反映 ,故提出通过荷 载试验的方法定量地验证体外横向预应力对空心板 的加固效果 。
选取一联七跨 (单幅) 作为张拉体外横向预应力 试验段 ,以公路 - Ⅰ级荷载作为试验控制荷载 ,静动 载试验荷载采用三轴载重汽车 ,总重为 300 kN 。选
体外索加固T构桥的索力检测与评价
体外索加固T构桥的索力检测与评价提纲：一、索力检测的重要性及方法二、索力评价指标与标准三、体外索加固T构桥索力检测与评价的特点与难点四、T构桥索力检测与评价实际案例分析五、未来T构桥索力检测与评价的研究展望一、索力检测的重要性及方法索力检测是衡量索结构安全性、工程维护管理、以及后期改造的关键性技术之一。
索力检测的目的是确定索力各向异性（大小、方向），并依据这些数据来评估索结构的稳定性和可用性。
目前索力检测的主要方法有：静力法、动力法和应变法等。
静力法是基于平衡原理的分析方法，其优点是精度高、重现性好，适用于复杂和大型结构的检测；但其缺点是对工程现场的要求较高，需要多种仪器协同配合，并且对于较小的变动难以较准确地检测。
动力法是基于工程结构的震动特性来分析结构中索力的方法。
该方法无需使用大量的分量信息而可以确定索力，但其精度与稳定性取决于机械振动的频率和光滑性。
应变法是使用应变计或压电片等传感器来检测索网中的应变信息，并据此推算出索力方向和大小。
该方法适用于基于索结构的系统，较易操作，检测强度适中，适合用于实际工程中的索力检测测量。
二、索力评价指标与标准索力评价指标是衡量索结构安全和可靠性的标准。
对于索结构而言，最重要的指标是索力的平衡性、线性性以及持久性。
其中平衡性是指索力之间的相对平衡，线性性指双向索力变化的一致性，持久性则是索力变化所需时间的稳定性。
在这些方面，索力的均匀性和稳健性是最重要的参考标准之一。
更具体的，目前相关标准和规范已经提出了大量的评价指标和参数，如索力的最大值、平均值、校正值、偏差值、标准差等。
其中最大值和平均值是企业和维护人员更为关注的数据，而校正值和偏差值则是质量控制流程更加具体的数值量度。
三、体外索加固T构桥索力检测与评价的特点与难点体外索加固T构桥索力检测相对于其它的索力检测来说，具有特殊的难点和特点。
一方面，大量的数据传输需求更加精细的检测；另一方面，技术维护以及连续的环境变化也会造成索力数值的变化。
体外预应力加固简支T梁的受力效果分析
体外预应力加固简支T梁的受力效果分析摘要：随着国家经济的发展，交通量日益增加，大量的已建简支T梁需要提高荷载等级以适应国家经济发展的需要，而体外预应力加固能有效的改善桥梁的受力效果，从而提高原桥梁的刚度及承载力。
关键词：体外预应力受力效果简支T梁1.体外预应力加固的特点及适用范围体外预应力（简称体外索）加固是通过增设体外预应力索（包括钢绞线、高强钢丝束和精轧螺纹钢筋）对既有混凝土梁体主动施加外力，以改善原结构的受力状况的加固方法。
体外预应力加固体系主要由预应力钢筋（束）、锚固系统、转向块或滑块、水平束减振装置和梁体组成。
体外预应力加固技术的特点如下：1）在自重很小的情况下，能较大幅度地改善和调整原结构的受力情况，提高承重结构的刚度、抗裂性；体外预应力筋布置在构件截面以外，其灌浆质量和锈蚀状况便于检查，可以修补或更换；2）能够有效的控制原结构的裂缝和挠度，使裂缝部分或全部闭合，能够控制和调校体外索的应力；预应力加固技术所需设备简单，人力投入少，施工工期短，经济效益明显。
3）体外预应力筋无混凝土保护易遭火灾，并要限制自由长度以控制振动；对于体外预应力结构，锚具防腐要求高；体外预应力结构在极限状态下可能因延性不足而产生没有预兆的失效。
体外预应力加固法适用情况如下：1）正截面抗弯承载力不足或正截面受拉区钢筋锈蚀的情况；2）梁抗弯刚度不足导致原梁挠度超过规范规定或由于刚度太小导致梁的受拉区裂缝宽度超过规范规定的情况；3）梁斜截面抗剪承载力不足的情况。
2.体外预应力加固受力特征及原理2.1体外预应力加固受力特征：1）体外预应力加固法加固的混凝土构件则为己使用且存在变形，裂缝甚至较大的损伤结构构件，被加固构件一般是使用多年的构件，加固时混凝土的收缩和徐变己经基本完成。
2）体外预应力加固法的预应力筋一般采用折线布置，弯折点处使用转向块。
3）体外预应力常常用于桥梁等大跨度结构，由于体外预应力主要通过转向块将预应力传递给混凝土结构，因转向块处为单点或两点传力，在传力点间因混凝土与体外筋变形不一致而存在二次效应问题，这一点影响到体外预应力发挥作用的效率。
体外预应力加固连续刚构桥研究
体外预应力加固连续刚构桥研究大跨度预应力混凝土连续刚构桥具有许多优点,在近几十年来得到了广泛应用。
长期应用表明,国内外已建成的混凝土连续刚构桥均出现了不同程度的主梁开裂和中跨跨中持续超下挠现象。
主梁开裂与中跨下挠之间相互耦合,对桥梁的安全与使用性能造成严重的影响。
体外预应力加固是混凝土连续刚构桥的主要加固方法之一,是一种积极主动的加固方法,可以有效地提高主梁抗弯承载能力、增加主梁压应力储备以及改善中跨跨中下挠发展。
虽然体外预应力加固法已被大量应用于桥梁加固项目中,但仍有很多问题需要进行进一步研究。
本文通过对预应力混凝土连续刚构桥的梁体开裂和中跨下挠问题进行分析,讨论了体外预应力的加固方法,并结合清泉寺嘉陵江特大桥的工程实例,对该桥的病害和成因、加固方案与加固监测进行了研究,主要内容有: (1)论述了国内外预应力混凝土连续刚构桥的现状与问题,以及体外预应力加固方法的意义与作用。
(2)总结了预应力混凝土连续刚构桥梁体开裂与中跨下挠的问题,并分析其主要原因。
(3)阐述了体外预应力的加固体系与构造、体外预应力钢束的布置形式以及体外预应力加固的计算理论与方法。
(4)结合加固工程实例,介绍了清泉寺嘉陵江特大桥的病害问题,分析梁体开裂以及中跨跨中下挠等病害的产生原因,并对加固过程中梁体的挠度、应力以及体外预应力张拉情况进行了监测。
(5)利用有限元分析软件建立整体以及局部模型,对体外预应力加固效果进行分析,对体外预应力加固的有效性进行研究。
预应力CFRP板加固混凝土桥梁研究与应用
涂 ２ ３ ｍ厚结构胶 （ —ｍ 要求胶层 中间厚两边薄 ） ⑥ ； 将 ＣＲ Ｆ Ｐ板放到结构表面； 开始分级张拉 ， ⑦ 并做记 录报告 ； 张拉 完毕 时移 走张拉 系统 。 ⑧
图 ５ 锚固端前的 Ｕ型 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ布约束
图 ７ 张拉 端锚 具
（ 文章来源 本
２ｏ ￣ ｏ９
４ ） 期
验梁 的混 凝土 强度 及加 载历 史均有关 。考 虑到 碳 板 的抗 折性 能较 差 ， 止 了预 应 力 的施 加 。凿 除 锚 固 终
端前 钢筋 保 护层 中部 分压 区混 凝 土 ， 环 氧 砂 浆 修 用
补， 为增 大安全 系数 ， 用 Ｕ型 Ｃ Ｒ 再 Ｆ Ｐ布对 该 区域 进 行 约束 ， 图 ４和 图 ５ ３梁 （ —０ ４ Ｍ们） 进 行 见 。Ｐ ０ ． 也
加 固材料 是 Ｓｋ ａｂＤ ｒ ６４， １．８ ｍ， ｉ Ｃ ｒｏ ｕ ￥２ 长 ８４ ６ 片材距 ａ
梁 底 ０ ６ ｍ， 片 梁采 用 ２片 预 应 力 片材 进 行 对 称 ．５ 每
加 固， 张拉控制应力为 ０５ （ 为 Ｃ Ｒ 板单轴抗 ． ＦＰ
拉 强度设 计值 ） 。
３ ２ 实施 加 固 ．
７ ． ６
（ ）无粘结预应 力加 固时 ａ
［ ］李贵炳 ， ３ 张爱晖 ， 金伟 良．持 荷下外贴碳 纤维布加 固 Ｒ Ｃ梁抗弯 性能研究 ［ ］ Ｊ ．浙江大学学报 （ 工学版 ） ２０ ３ （ ）７ －５ ，０ ５，９ １ ：０７ ． ［ ４］Ｇ ｒｅ Ｎ．Ｈ ｌ ｗ ｙＬ Ｃ．Ａ ｘｅｉ ｎａ ｓ ｄ ｆｔｅｆｉ ｒ ａｄ ｎＨ． ， ｏｌ ａ ． ． ｎ ｅｐｒ ｔ ｔ ｙｏ ｌ ｅ ａ ｍｅ ｌ ｕ ｈ ａｕ
１ 预应力施 加装置及方案
桥梁工程毕业设计——预应力混凝土简支T型梁桥
1 方案拟订与比选1.1 设计资料(1）技术指标：汽车荷载：公路—I级桥面宽度:26m采用双幅（12+2×0.5）m（2）设计洪水频率：百年一遇；（3)通航等级：无；(4)地震动参数：地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0。
35s,相当于原地震基本烈度VI度。
1.2 设计方案鉴于展架桥地质地形情况。
该处地势平缓，故比选方案主要采用简支梁桥和连续梁桥形式。
根据安全、适用、经济、美观的设计原则，我初步拟定了三个方案。
1。
2。
1 方案一：(8×40）m预应力混凝土简支T型梁桥本桥的横截面采用T型截面（如图1—1).防收缩钢筋采用下密上疏的要求布置所有钢筋的焊缝均为双面焊，因为该桥的跨度较大，预应力钢筋采用特殊的形式（如图1—2)布置,这样不仅有利于抗剪，而且在拼装完成后,在桥面上进行张拉，可防止梁上缘开裂。
优点:制造简单,整体性好,接头也方便，而且能有效的利用现代高强材料，减少构件截面,与钢筋混凝土相比，能节省钢材，在使用荷载下不出现裂缝等。
缺点：预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线形，使桥面铺装加厚等。
施工方法：采用预制拼装法（后张法）施工,即先预制T型梁,然后用大型机械吊装的一种施工方法。
其中后张法的施工流程为：先浇筑构件混凝土,并在其中预留孔道，待混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入预留的孔道内，将千斤顶支承与混凝土构件端部，张拉预应力钢筋，使构件也同时受到反力压缩.待张拉到控制拉力后，即用夹片锚具将预应力钢筋锚固于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其预压应力.最后，在预留孔道内压注水泥浆。
，使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体.桥中心桩号1：1000立 面卵石卵石卵石亚粘土亚粘土亚粘土淤泥质土淤泥质土淤泥质土细砂细砂亚砂土亚砂土亚砂土 立面图（尺寸单位：cm ）图2图1图1—1 （尺寸单位：cm ） 图1—21。
2。
2 方案二：（86+148+86)m 预应力混凝土连续箱形梁桥本桥采用单箱单室（如图1—3）的截面形式及立面图(如图1-4)，因为跨度很大（对连续梁桥）,在外载和自重作用下,支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变截面梁能符合梁的内力分布规律，变截面梁的变化规律采用二次抛物线。
预应力混凝土双T板结构性能检测研究
预应力混凝土双T板结构性能检测研究摘要:预应力混凝土双T板（BaseTemplate）是一种常见的建筑结构，通常用于建造大跨度、高层建筑和桥梁等。
在实际工程中，预应力混凝土双T板结构通常会受到各种因素的影响，如材料强度、构件尺寸、施工质量等。
因此，对预应力混凝土双T板结构进行性能检测十分必要。
在检测中，需要对预应力混凝土双T板结构进行全面的测量和评估，包括材料强度、构件尺寸、施工质量等方面的指标。
关键词:预应力；混凝土；双T板结构；性能检测目前预应力混凝土双T板在公路工程中应用较多，但对其结构性能的研究较少，本文结合实际工程，对预应力混凝土双T板的受力机理、结构性能进行了分析研究，为今后此类结构的设计、施工提供参考。
预应力混凝土双T板是公路工程中常见的一种板式结构，由两块平行的T形梁组成，在受力过程中，两梁之间的预制板通过自身的弯矩和剪力进行变形协调工作，使两块T形梁之间形成了共同工作的体系。
通过对预应力混凝土双T板的研究分析，可以进一步提高其结构性能和施工质量，同时也为今后同类工程提供参考。
1.工程概况某预应力混凝土双T板采用两块预制板，单幅长21.5m，每幅宽4.5m。
单块预制板宽4.2m，长10m，间距为1.0m。
板的自重为3×1.75×1.2kN/m3,混凝土强度等级为C40,预应力钢材采用9-YWM型。
为方便施工，将单块板纵向分为6块。
预应力混凝土双T板在张拉时必须考虑各块板的变形协调，以保证其受力合理。
根据各块板的受力情况将预应力混凝土双T板梁划分为四种类型：（1）双T板梁承受竖向弯矩；（2）双T板梁承受水平弯矩；（3）双T梁受剪；（4）双T梁同时承受水平和竖向弯矩。
通过试验研究，对以上四种类型预应力混凝土双T板梁的受力情况进行分析，并对其结构性能进行了评价。
2.结构受力机理双T板的受力机理可概括为：弯矩产生的裂缝及剪力引起的裂缝。
由于在荷载作用下，两T梁之间会产生相对位移，从而形成了弯矩和剪力。
体外预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的理论与数值分析
第 40 卷第 1 期2024 年2 月结构工程师Structural Engineers Vol. 40 ， No. 1Feb. 2024体外预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的理论与数值分析强旭红1胡文清1胡郭辉1姜旭2，*唐永康3（1.同济大学建筑工程系，上海 200092； 2.同济大学桥梁工程系，上海 200092；3.国能朔黄铁路发展有限责任公司，北京 100080）摘要随着服役时间的增长和车辆荷载的增加，老旧的钢筋混凝土桥梁面临承载力不足、变形超限等问题，采用体外预应力CFRP筋对其加固是一种有效的解决方法。
采用有限元分析软件ABAQUS对某跨度24 m的铁路桥梁进行数值模拟与参数分析，其中，根据不同的CFRP预应力筋的直径（31 mm、43 mm、61 mm）和预应力大小（250 MPa、500 MPa、750 MPa、1 000 MPa、1 250 MPa），获得模型梁的开裂弯矩、梁底钢筋屈服弯矩以及梁开裂时的跨中变形。
将《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）等现行规范的理论计算结果与数值模拟结果进行对比，发现两者吻合良好，误差在15%以内，从而验证了规范中钢筋混凝土梁开裂弯矩计算公式、正截面承载力计算公式以及跨中挠度计算公式对于体外预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的适用性与准确性，为实际工程加固设计提供参考。
关键词预应力混凝土梁， CFRP筋， ABAQUS，有限元分析，理论计算Theoretical and Numerical Analysis of Reinforced Concrete Beams Strengthened with Externally Prestressed CFRP Bars QIANG Xuhong1HU Wenqing1HU Guohui1JIANG Xu2，*TANG Yongkang3（1.Department of Structural Engineering，Tongji University， Shanghai 200092， China；2.Department of Bridge Engineering，Tongji University， Shanghai 200092， China；3.Guoneng Shuohuang Railway Development Limited Liability Company， Beijing 100080， China）Abstract With the increase of service time and vehicle load， old reinforced concrete bridges face with many problems such as insufficient bearing capacity，deformation overrun，etc. The use of externally prestressed CFRP reinforcement is an effective solution. In this study， finite element analysis software ABAQUS is used to conduct numerical simulation and parametric analysis on a railway bridge with a span of 24 m. For the different diameters （31 mm，43 mm，61 mm） and prestress levels （250 MPa，500 MPa，750 MPa，1 000 MPa，1 250 MPa）of CFRP prestressed tendons， the cracking bending moment of the model beam， the yield bending moment of the reinforcement at the bottom of the beam and the midspan deformation when the beam cracks can be obtained. By comparing the theoretical calculation results of current Chinese codes such as Code for design of concrete structures（GB 50010—2010） with the numerical simulation results， it can be found that they are in good agreement， with an error of less than 15%， which verifies the rationality and accuracy of the formula for收稿日期：2022-12-12基金项目：国家自然科学基金（52278206，52278207）；国家重点研发计划重点专项（2020YFD1100400）；朔黄铁路发展有限责任公司科研项目（SHGF-18-50）作者简介：强旭红（1984-），女，副教授，博士，博士生导师，主要从事结构加固、结构抗火及高性能材料在土木工程领域应用的研究工作。
浅析简支空心板梁桥横向体外预应力加固
１ 简支 空心 板梁桥 构 造
空心板 的开孔形式多种多样 ， 比较典 型的开孔形式 如图 ｌ 所 缝 ， 从而导致桥梁渗水对结构钢筋和混凝土质量进一步破坏 ， 最终 １２ 倍 。显然 ， ．３ 桁架式抗 风柱在总体造价 上 占有较 大优 势。 ｓ． ［ ］ Ｇ ０ ０ —０ １建 筑结构荷 载规 范［ ］ １ Ｂ ５０ ９２０ ， Ｓ． 【 Ｇ ０ ０ —０ ２ 建筑地基基础设计规 范［ ］ ２ Ｊ Ｂ ５０ ７２０ ， Ｇ ０ １—０ ３ 钢 结构设计规 范［ ］ Ｂ ５０ ７２０ ， Ｓ．
图 ２ 简 支 空 心 板 梁 桥 横 断 面 示 意 图
研究越来越多 ， 但有关简支空心板梁桥 横 向体外预 应力加 固方 面 ２ 简 支空心 板 梁桥病 害分 析
２ １ 主 要 病 害 ．
１桥 面铺 装层 出现沿空心 板企 口缝的纵 向裂缝 ， 重的出现 ） 严 混凝土简支梁桥 是桥梁 中最 简单 的一种桥 梁形式 。由于 混 了不 同程度 的坑槽 和塌陷现象 。长时间运行 下去 ， 不仅会使桥梁 凝土 自重的原故 ， 心 的简 支板 一般适 用于 跨径 比较小 的桥梁 ； 破坏 的更加严重 ， 实 而且对通行车辆的性能也有所影 响。
第３ ４卷 第 ３ １期
・
３ ・ ０
２００８年 １１月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＴＥ ｒ Ｅ Ｉ
Ｖ０ ． ４Ｎｏ ３１ １３ ． Ｎｏ ． ２ ０ ｖ ０８
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ８ ３ —０ ００ １０ —８５ ２ ０ ） １０ ３ —２
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｃａｃｌｔ ｇ ｃｍｐ ｒｓｎｏ ｈ ｎ ｅｉ ｔｐｌ ｒ ｔ ｕｌ ｂｃｏ ｓｓｃｉｎｓｅｌｔｂ ｐ ｃ ｎ ｈ ｎ ｅｉ ａ ｔｐｌ ｒ ｔ ｉ ｌｕａｉ ｏ ａｉ ｆｔｅ ｎ ｏ ｄｒ ｓ ｉａｓ ｈｆｌ ｗｅ ｒｓ—ｅｔ ｔｅ ｕ ｅｓ ａｅａ ｄｔｅｗｉｄｒｓ ｔ ｉａｓｗｉｈｔ — ｓ ｍｎ ｌ ｗｉ — ｏ ｓｎ ｌ ｒ
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Abstract ： It has theoretical and practical value to carry out the experimental research of simply-supported T-type beam reinforced by externally tendons ，whose mechanism can be deeply recognized. By means of the experiment ，the service performances of simply-supported beam before and after strengthened by externally tendons were investigated ， such as the distribution and development of crack ，deflection of mid-span ，deformation of whole beam under different loading cases. It can be inferred that the bearing capacity of beam can be improved sharply after strengthening ，the development of cracks can be suppressed and the deformation capacity can be improved. Keywords ： externally prestressing ； strengthening ； experimental research
说明
混凝土应变片；▲ 钢绞线应变片；■ 钢筋应变片； ♂ 百分表 图2 测点布置 cm
Measuring point arrangement
0. 96 2 s 15. 24 0. 96 2 s 15. 24
16 /18 加固试验
4 4. 1 2 试验方案 试验在广东工 业 大 学 结 构 试 验 室 进 行， 待混凝 土浇筑完毕， 经 养 护 达 到 设 计 强 度 100% 后 进 行 加 载试验 。 钢绞线采 用 一 端 张 拉 的 方 式， 以油压表读 数来控制实际张拉力 。 张 拉 后， 以 YES － 5000 四 柱 通过工字钢分配梁作用于两个三 压力试验机加载， 分点加载， 荷载直接由压力试验机读出 。 2. 1 非加固梁的加载步骤 ARC － 01 梁以每级 20 kN 荷 载 加 载， 加载至试 验梁破坏为止 。 每级荷 载 加 载 完 毕， 持 荷 5 min ， 记
［ 3］
以试验进行验证， 讨论了公 支梁自振频率计算公式， 式的主要 影 响 因 素 和 实 用 性 。李国平研究节段 式体外预应力混凝 土 梁 的 剪 切 性 能， 试制了不同参 数的试验梁， 研究表明， 接缝决定节段式体外预应力 混凝土梁 剪 切 破 坏 形 态 和 破 坏 裂 缝 形 成 曲性能 、 极限受力状态及内力重分布规律 74 Industrial Construction Vol. 40 ， No. 6 ， 2010
［ 6］
录各级荷载作用下 的 试 验 数 据， 观测裂缝的出现及 发展情况， 并在梁体上绘制裂缝图 。 2. 2 2. 2. 1 加固梁的加载步骤 张拉钢绞线 采用一端张拉的方式在梁体两侧对称张拉钢绞 线， 以油压表读数 5 MPa 为 每 级 张 拉 力 逐 级 张 拉 至 控制应力， 每级张拉 完 后 持 荷 8 min ， 直至张拉控制 应力 。 2. 2. 2 加载步骤 30 min ， 随后以 稳 定 10 张 拉 完 钢 绞 线 后，
40 kN 为每级荷载， 加载至纵向钢筋屈服为止 。 每级 荷载加载完毕， 持荷 8 min ， 记录各级荷载作用下的 观测裂缝出现和开展情况， 在梁体上绘制 试验数据， 裂缝 图 。 卸 载 时 以 80 kN 为 每 级 荷 载 逐 级 卸 载 至 零， 同时量测混凝 土 、 钢 筋、 钢绞线的应变值和梁体 变形值， 注意观察裂缝闭合情况 。 3 测点布置 为了解试验梁从张拉至破坏整个过程中各个阶 段的受力情况， 在 梁 体 表 面、 梁 内 受 拉 主 筋、 体外预
义 。 以试验分析为手段， 研究 体 外 预 应 力 加 固 前 后 简 支 梁 的 性 能， 分析各级试验荷载作用下的裂缝分布发 展、 跨中挠度和全梁变形情况 。 得出体外预应力可以较大 程 度 地 提 高 承 载 力 、 抑制裂缝发展和改善梁的变形 性能 。 关键词 ： 体外预应力； 加固； 试验研究
。 张云龙对计算跨度 4. 0 m
的体外预应力组合 简 支 梁 进 行 对 称 加 载 弯 曲 试 验， 实测了正截面应变分布， 剪切滑移效应， 体外索应力 增量及 混 凝 土 板 的 剪 力 滞 后 情 况， 分析了试验结 果
［ 2］
。 张耀庭 利 用 动 力 学 原 理 推 导 体 外 预 应 力 简
* 体外预应力加固简支 T 型梁使用性能试验研究
姜海波
1
黄飞新
1
பைடு நூலகம்
邓
辉
1
林炳伟
2
周
平
2
（ 1. 广东工业大学土木与交通工程学院， 广州
510006 ；2. 广东省云浮市公路局，广东云浮
527000 ）
摘
要 ： 体外预应力加固简支梁的试验研究对深入 了 解 体 外 预 应 力 加 固 简 支 梁 的 机 理 有 理 论 和 实 际 意
表1 Table 1
截面 纵向 编号 面积 / 配筋 cm 2 ARC － 01 905 APC － 03 905 APC － 04 905 率 /% 0. 96
试验梁参数
The parameters of test beams
预应力 体外预 应力筋 — 筋弯起 角度 / （ʎ） — 9 9 张拉 力/ kN — 50 42. 75 — 15 对比试验 加固试验 Fig. 2 油压表 读数
［ 4］
。李国
平、 张国泉试验研究 体 外 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 的 弯
［ 5］
E － mail： hbjiang@ gdut. edu. cn
收稿日期：2010 － 03 － 16
。
工业建筑
2010 年第 40 卷第 6 期
1. 40 cm 2 ， 抗拉强度 标 准 值 1 860 MPa ， 强度设计值 1 395 MPa ， 松弛率 3. 5% 。 距梁底 5 cm 布置 4 根 直 径 12 mm 的 主 受 拉 钢 梁端部区域以 10 cm 间距布置箍筋， 跨中部分以 筋， 12 cm 间距布置箍筋， 箍筋直径 8 mm 。 体外预应力加 固 钢 束 以 折 线 型 在 梁 两 侧 布 置， 以 OVM 单 孔 锚 具 锚 固 。 锚 固 块 用 10 mm 厚 A3 普 通钢板焊接而成， 通过螺杆 与 梁 体 连 接 固 定 。 25 mm Ⅱ 级钢筋预 埋 于 混 凝 土 梁 内， 实 现 钢 绞 线 转 向， 转向处钢绞线用 PVC 管保护 。 试验主要研究 加 固 梁 的 受 弯 破 坏， 试验梁设计 时避免出 现 剪 切 破 坏 。 钢 绞 线 张 拉 力 限 值 以 T 型 混凝土梁上缘不出现拉应力为准
（ 1. Faculty of Civil and Highway Engineering ，Guangdong University of Technology ，Guangzhou 510006 ，China ； 2. Highway Bureau of Yunfu in Guangdong ，Yunfu 527000 ，China ）
* 广州市科 技 计 划 项 目 （ 2008J1 － C201 ） ； 广 州 市 公 路 局 科 技 项 目 （ 穗公研 2008 － 3 ） ；广东省公路 局 科 技 项 目 （ 2004 － 5 ） ， 广州市建设 委员会科技项目（ 2004 － 8 ） 资助 。 1970 年出生， 第一作者：姜海波， 男， 博士， 教授 。
。
a — 立面； b —1 － 1 剖面 图1 Fig. 1 试验梁一般构造 cm
应力钢绞线的不同 截 面 布 置 了 应 变 片， 同时在梁的 支座及跨中布置百分表测量挠度的变化 。 测点的具 体布置如图 2 所示 。
Sketch of test beam
试验梁基本数 据 汇 总：为 方 便 试 验 结 果 的 整 理 分析， 对本批试 验 梁 进 行 编 号， 编 号 ARC01 为 非 加 APC03 和 APC04 为加固梁 。 固梁用作对比试验，
— — 姜海波 ， 体外预应力加固简支 T 型梁使用性能试验研究 — 等
试验结果 ARC01 试验梁 ARC01 梁为非加固梁， 其受力破坏形式属于典
型的适筋梁受弯 塑 性 破 坏 。 加 载 前， 首先对梁进行 预压， 以消除读数误差， 然后以 20 kN 为每级荷载逐 在加载初期， 混凝土和钢筋的应变比较 级均匀加载， 均匀， 梁体挠度缓慢增加 。 当荷载施加到 60 kN 时， 在试验梁北侧加载点附近马蹄侧面观察到第一条竖 向裂缝， 裂 缝 很 细， 此时梁体跨中挠度实测值为 0. 40 mm （ 扣除 两 端 支 座 下 沉 量 ） 。 继 续 加 载， 跨中 纯弯段及加载点附 近 截 面 出 现 新 的 裂 缝， 原有裂缝 向上延伸 、 加 宽， 梁 的 挠 度 较 开 裂 前 为 快。 加 载 至 75
［ 1］
本文以体外预应力加固混凝土简支梁为研究对 象， 研究加固后的 性 能 。 试 验 共 制 作 3 根 钢 筋 混 凝 2 根加固梁 。 通 过 试 其中 1 根非加固梁， 土 T 型梁， 验数据分析， 获得 试 验 梁 的 挠 度 、 混 凝 土 应 变、 体外 预应力筋应力与有 效 高 度 随 荷 载 变 化 规 律， 以及混 凝土裂缝分布和发展情况等 。 1 试件设计 试验梁采用带马蹄的 T 型梁， 试验梁长 3. 0 m ， 计算跨径 2. 8 m ， 梁高为 0. 5 m ， 高跨比为 1 /6 。 图 1 为试验梁一般构造图 。 主要材料为 C30 混 凝 土， 8 钢 筋， 10 、 12 s 钢筋 。 体外预应力筋为 15. 24 钢 绞 线， 公称面积