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論橋梁體外預應力加固技術(shù)的應用
發(fā)布時間:2014-12-03
  摘要:在經(jīng)濟建設和科學技術(shù)發(fā)展迅速的當下,預應力技術(shù)在橋梁施工中的應用越來越廣泛,但是由于預應力張拉施工工藝復雜,專業(yè)性較強,在實際施工中出現(xiàn)許多質(zhì)量問題。本文結(jié)合工程實例,主要闡述預應力技術(shù)在橋梁施工中的應用,介紹了其在工程應用中的優(yōu)缺點,以供參考借鑒。
  關(guān)鍵詞:橋梁加固施工技術(shù);預應力;設計
  1 引言
  體外預應力筋布置在截面外,孔道防腐材料灌注質(zhì)量容易檢查,防腐質(zhì)量可以得到保證,避免了體內(nèi)布筋時腹板中由于波紋管較密,腹板不易振實的缺點,質(zhì)量容易保證?呻S時檢查力筋狀態(tài),補拉應力損失,甚至替換失效鋼束,可以全梁加固,也可局部加固。它不僅可以用來改善梁的受彎性能,還可以用來改善構(gòu)件抗剪性能。因此,體外預應力技術(shù)是一種高效、經(jīng)濟且施工方便的結(jié)構(gòu)形式,具有極大的發(fā)展前景。
  2 預應力加固橋梁施工技術(shù)案例
  2.1 連續(xù)箱梁橋
  2.1.1 工程概況
  某跨線橋全橋長748.4m,分為左右幅,每幅25跨4聯(lián),跨徑組合為:左幅(29.88m+7×29.87m)+(20.63m+4×29.87m)+(6×29.87m)+(3×29.87m+29.88m+29.88m+29.91m);右幅(30.12m+5×30.13m)+(6×30.13m)+(20.81m+6×30.13m)+(4×30.13m+30.12m+30.11m),標準跨為30m,上部結(jié)構(gòu)采用部分預應力混凝土連續(xù)箱梁,為雙幅單箱單室。橋梁下部結(jié)構(gòu)為獨柱與雙柱式橋墩,鉆孔灌注樁基礎,橋臺為肋板埋置式橋臺,伸縮縫在中墩處采用SSF-160B型橡膠伸縮縫,橋臺采用ABOSD-125橡膠伸縮縫。該橋設計荷載為:汽-超20級,掛-120級。
  2.1.2 加固前主要病害
  1)主要病害為橋梁體跨中、以及橋墩頂部位出現(xiàn)豎向裂縫,并且還有個別的墩頂附近會出現(xiàn)斜向裂縫。
  2)梁體局部有露筋、銹蝕等現(xiàn)象;梁體有局部破損及劃痕。
  3)箱梁底板1/4跨—3/4跨橫向裂縫與腹板豎向貫通裂縫有明顯的發(fā)展,數(shù)量增加、寬度及長度增大,為“L”、“U”形裂縫。
  4)箱梁內(nèi)部頂板也出現(xiàn)多條縱向裂縫與網(wǎng)裂。
  2.1.3 病害原因分析
  造成上述病害的主要原因主要是交通量過大、超載車多,使橋梁長期處于超負荷工作狀態(tài),結(jié)構(gòu)承載能力不夠;其次,原設計承載力對目前交通量的發(fā)展估計不足。
  2.1.4 體外索加固設計要點
  1)箱梁腹板兩側(cè)加厚并設置小股預應力束N1(7φs15.2)、N2(5φs15.2),邊跨箱梁內(nèi)腹板增設N3(7φs15.2)束,以提高正彎矩區(qū)極限承載能力,增加結(jié)構(gòu)預應力度,具體布置如圖1所示。
  圖1 腹板加厚并設置小股預應力束布置圖(cm)
  2)箱梁墩頂區(qū)橋面鋪裝層內(nèi)設置小股預應力束(2φs15.2),以提高墩頂負彎矩區(qū)的抗彎承載能力及壓應力儲備,具體布置如圖2、3所示。
  圖2 負彎矩區(qū)預應力橫斷面圖(cm)
  圖3 負彎矩區(qū)預應力縱斷面圖(cm)
  2.1.5 體外預應力索加固效果
  荷載試驗結(jié)果表明,試驗效率系數(shù)滿足規(guī)范規(guī)定要求,試驗結(jié)果可用于評定;結(jié)構(gòu)在卸載后基本能夠恢復變形,相對殘余變形和相對殘余應變均小于20%,滿足規(guī)范要求,說明加固后結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài);通過加固前后對比分析,說明結(jié)構(gòu)剛度有明顯提高。
  通過試驗結(jié)果分析,腹板兩側(cè)張拉預應力鋼束后,跨中截面的應力狀況有明顯改善;墩頂張拉預應力鋼束后,墩頂截面應變有較明顯的改善,截面應力狀況得到較大改善。
  2.2 T型剛構(gòu)橋
  2.2.1 工程概況
  某大橋橋梁為混凝土T梁橋,總長2024.321m,橋?qū)?4.84m,橋跨組合為:10×16m+3×30m+(55m+80m+55m)+23×30m+(65m+2×100m+65m)+10×30m+16×16m。加固工程主要對該大橋兩處T構(gòu)進行維修加固:(55m+80m+55m)雙T構(gòu)帶掛梁;(65m+2×100m+65m)三T構(gòu)帶掛梁。
  2.2.2 加固前主要病害
  1)T構(gòu)箱梁內(nèi)部腹板均有斜裂縫,裂縫距離懸臂端2.5~13m,縫寬在0.2mm左右,其中80mT構(gòu)腹板斜裂縫寬度達到0.25mm,均屬受力裂縫;
  2)T構(gòu)箱梁內(nèi)部頂板存在大量繼續(xù)開展、寬度在0.15mm左右的縱向裂縫,分布密度大,且有新裂縫發(fā)展;
  3)100m跨T構(gòu)箱梁內(nèi)部靠近端橫隔板6m處腹板有3個錨頭外露銹蝕,27號墩南側(cè)T構(gòu)箱梁右室頂板有一處鋼絞線外露銹蝕;
  4)41、42號T構(gòu)橋端船撞后混凝土破損面積較大,42號T構(gòu)有露筋及穿孔現(xiàn)象;
  5)T構(gòu)箱梁懸臂端有較為明顯下?lián)献冃巍?
  2.2.3 加固設計要點
  為了提高該大橋主跨T構(gòu)的剛度及承載能力,在一定程度上改善箱梁應力狀態(tài),需在箱梁內(nèi)部增設預應力鋼束(12φs15.2),每個T構(gòu)4根預應力鋼束(見圖4、5),張拉端均位于兩端牛腿錨固端。轉(zhuǎn)向處新增橫隔墻和縱梁,牛腿錨固端均采用C50混凝土。
  預應力錨具采用OVM15-12型,鋼絞線采用標準強度1860MPa。
  圖4 T構(gòu)預應力束布置圖(m)
  圖5 斷面圖
  T構(gòu)加固目標:維持橋梁原荷載標準的前提下恢復橋梁承載力,維持橋梁外形和結(jié)構(gòu)體系不變。主要通過兩方面措施來實現(xiàn):
  1)采用粘貼鋼板碳纖維布加固方法,對局部構(gòu)件承載力加強;
  2)通過在T構(gòu)箱內(nèi)增加體外預應力束來改善線性和提高承載力、減少撓度。
 2.2.4 體外預應力索加固效果
  1)靜載試驗結(jié)論:偏載情況下跨中截面最大正彎矩靜力荷載試驗效率為0.98,墩頂截面試驗效率為1.0,滿足規(guī)范要求;跨中截面、墩頂截面應變校驗系數(shù)分別為0.79和0.76,介于規(guī)定常值范圍(0.75~1.05),截面強度滿足要求;跨中截面實測彈性撓度最大數(shù)值為11.07mm<規(guī)范要求(50mm),剛度滿足要求。
  2)動載試驗結(jié)論:脈動試驗測出結(jié)構(gòu)固有頻率值較理論計算值大,且各階振型與有限元計算結(jié)果吻合較好,橋梁整體剛度滿足要求;橋梁平均阻尼比為3.0%,無障礙行車試驗不同行車速度下?lián)蟿訉膭恿ο禂?shù)為1.048,小于設計值1.075。
  該大橋主跨加固完成后,橋跨結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)良好,承載能力滿足設計荷載標準(汽車-20,掛車-100)的要求,該次加固施工實現(xiàn)了加固設計意圖,達到理想的加固效果。
  3 分析
  橋梁體外索加固技術(shù)在橋梁加固施工中應用比較廣泛,在確保結(jié)構(gòu)的正常安全營運同時取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。
  通過進行現(xiàn)場實際施工,對比以往常規(guī)加固方法,增設體外預應力加固法有如下優(yōu)缺點:
  3.1 優(yōu)點
  1)錨固構(gòu)件尺寸小,自身質(zhì)量增加少;
  2)增加荷載效果明顯;
  3)對橋梁損傷小,施工完成后不影響橋下凈空;
  4)預應力布置方式可以根據(jù)橋型和病害情況而靈活選擇;
  5)增設的預應力索可以安裝索力監(jiān)測器,及時掌控應力變化,了解結(jié)構(gòu)受力情況。
  3.2 缺點
  1)錨固及轉(zhuǎn)向區(qū)域局部應力較大,易產(chǎn)生應力集中,局部應力大,需嚴格控制該位置施工質(zhì)量;
  2)體外索張拉力噸位較小,不能充分發(fā)揮體外索強度高的優(yōu)點,對錨具及夾片的要求很高;
  3)預應力筋和橋梁結(jié)構(gòu)自身的變形不同步,易造成預應力損失。
  如何在以后的施工和設計中發(fā)揮體外預應力加固方法的優(yōu)點、克服其缺點,找到其最佳結(jié)合點是今后一個重要研究方向。
  4 結(jié)語
  總之,體外預應力加固技術(shù)不但能提高舊橋抗彎、抗剪承載能力,還可以節(jié)省鋼筋,減少管道摩阻損失,具有其他結(jié)構(gòu)形式所無法比擬的優(yōu)點。隨著相關(guān)理論的不斷完善、技術(shù)體系的發(fā)展,體外預應力技術(shù)將有更大的發(fā)展前景。
  參考文獻:
  [1]熊學玉、王壽生.體外預應力梁振動特性的分析與研究[J].地震工程與工程振動.2005(02).
  [2]康葉銘、陳國剛、高立明.體外預應力連續(xù)梁的等效荷載計算[J].山西建筑.2006(02).

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