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          湖北加固公司:橋梁體外預應力加固方法

          來(lái)源: 本站 作者: admin 發(fā)布時(shí)間: 2020-10-12 09:17:52 瀏覽次數: 3264
          我國現有公路橋梁有很多是根據20世紀70年代或80年代初期頒布的設計標準建造的,其設計荷載均較低。目前我國公路橋梁所承受的荷載有3個(gè)特點(diǎn):交通量不斷增大;重型車(chē)輛增加及超載現象嚴重

          我國現有公路橋梁有很多是根據20世紀70年代或80年代初期頒布的設計標準建造的,其設計荷載均較低。目前我國公路橋梁所承受的荷載有3個(gè)特點(diǎn):交通量不斷增大;重型車(chē)輛增加及超載現象嚴重;超限運輸的出現和增加。隨著(zhù)各種重型車(chē)輛,尤其是工程用重型運輸車(chē)的不斷出現,公路橋梁負荷日趨加重,加之舊橋部分老化、破損,已經(jīng)不能適應現代交通運輸的要求,對舊橋、危橋的加固維修,以及如何提高其承載力的問(wèn)題,確保交通運輸的安全是目前和今后面臨的主要任務(wù),開(kāi)展有關(guān)的維修與加固方法研究是非常有必要的。

          一、體外預應力加固常用方法

          根據施加預應力的方式不同,橋梁體外預應力加固的常用方法有:橫向收緊張拉法、縱向張拉法、豎向張拉法和頂彎梁法等。

          1、橫向收緊張拉法

          梁的兩端間隙很小時(shí),一般采用橫向收緊張拉法。此法是在梁的下緣對稱(chēng)梁中線(xiàn)安裝預應力筋,在距梁端適當距離處彎起并通過(guò)支點(diǎn)錨于梁端的錨固鋼板上,錨固鋼板呈U形套在梁端的下翼緣上。水平段的預應力筋用撐棍分成若干段,兩端的撐棍還起到支點(diǎn)的作用。在每段中點(diǎn)用拉緊螺栓將兩對稱(chēng)筋收緊,拉桿即產(chǎn)生預應力。

          2、縱向張拉法

          縱向張拉法是沿預應力筋的軸線(xiàn)施加預應力的方法。預應力筋沿梁底布置,到梁的兩端設導向塊處彎起,錨固于梁的腹板或頂板上,再沿梁底或梁頂進(jìn)行縱向張拉,以減小梁端的剪力。

          體外預應力筋張拉方法與其構造形式有關(guān),張拉位置可以在梁頂沿斜筋方向張拉,亦可在梁底沿水平方向張拉。其張拉程序與預制混凝土梁的相同。

          3、豎向張拉法

          當采用縱向張拉法不便施工時(shí),可采用豎向張拉法。此法采用在梁肋兩側對稱(chēng)布置預應力筋,一般在梁端肋側錨固,在預應力筋中部豎直向上張拉,在梁肋底部用小橫梁固定預應力。

          橫梁的作用在于固定豎向張拉產(chǎn)生的鋼筋預應力,根據具體情況,橫梁可以設計成錨固于梁肋上不能滑動(dòng)預應力筋的固定支點(diǎn)或可以在梁底活動(dòng)的活動(dòng)支點(diǎn)。

          二、人、鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁體外預應力加固的計算方法

          1、體外預應力結構的力學(xué)特征

          體外預應力砼結構一般采用折線(xiàn)形式布置預應力束。體外預應力筋僅在錨固區域和折角處(轉向塊處)與結構相連結,體外預應力結構的受力特性與無(wú)粘結預應力結構類(lèi)似。在使用荷載狀態(tài)下,采用彈性分析方法設計;在極限狀態(tài)下,一般按無(wú)粘結預應力混凝土結構分析設計。

          2、體外索的配筋設計

          體外預應力筋的應力損失計算方法與無(wú)粘結預應力計算基本一致,其中溫差損失可忽略不計;混凝土收縮、徐變可取為零。

          體外預應力筋面積的確定可由梁危險截面(通常是跨中截面)的抗彎強度確定。具體方法是:1檢算舊梁承載能力;2確定加固后要達到的承載能力,找出二者的差值;

          3假設此差值完全由體外索承擔(偏于安全),初步確定力筋的有效預應力和力筋偏距,然后預估體外力筋的面積;4根據抗剪強度和構造的要求確定體外力筋轉向塊和錨固點(diǎn)的位置;5對該組合結構按照《橋規》規定進(jìn)行各項檢算。然后根據驗算結果對初步方案進(jìn)行調整,直到滿(mǎn)意為止。

          體外索內力增量與活載的關(guān)系:加固時(shí)梁的受力特點(diǎn)是,預加力的實(shí)測值是在橋梁上部結構恒載(含梁自重)作用下測取的,整個(gè)體系在恒載和預應力的共同作用下處于平衡,該體系為一次內超靜定結構。對加固后混凝土梁截面應力的檢算,需計算體外索在活載作用下的內力增量。體系對外是靜定的,支座反力直接與恒、活載平衡,不影響體外索內力增量的計算。

          3、加固后梁的驗算

          (1)、正截面強度檢算

          加固后的梁在使用荷載下的正截面應力檢算,按照《橋規》規定的容許應力法進(jìn)行。平衡方程為:

          bxσh/2+(b1-b)h1σh(2x-h1)/2x-Agσg-Ayσy=0

          bx2σh/3+(3x-2h1)(b1-b)h21σh/6x+Agσg(h0-x)+Ayσy(hy-x)=0

          據平截面假定,有σh=σgx/(hh0-x)聯(lián)立三式可得關(guān)于x的一元三次方程,從而可得到σg、σh,若滿(mǎn)足σg≤[σg]σh≤[σw]則滿(mǎn)足正截面強度要求,否則,應調整配筋重新檢算。

          (2)斜截面抗剪強度檢算

          斜截面抗剪強度檢算仍宜按普通混凝土梁計算。加固后體系承受的外剪力由梁和體外索斜筋共同承擔??蓮目偟募袅χ锌鄢w外索斜筋承擔的剪力,得梁承擔的剪力。檢算中,可取支座截面、1/4跨截面、腹板變厚度及箍筋變間距等處為驗算截面。

           

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