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    桥梁体外索加固技术设计和施工

    2019-04-16    作者:admin  阅读:2次

    一、体外索加固桥梁规划办法

       1.理论

       桥梁加固中为了满意加固后的旧桥梁承载力的需求,体外索一般选用折线形,一起满意梁正截面抗弯强度和抗剪强度的要求。体外索资料一般由无粘结钢绞线、粗钢筋与槽钢组合而成。体外索加固桥梁受弯构件时,可按偏疼构件验算梁的承载力;按无粘结部分预应力混凝土结构,以为截面受弯损坏时,梁内的非预应力钢筋到达屈从,而预应力钢筋达不到极限强度,验算运用阶段的应力及结构的变形;按加劲梁组合结构分别对其受力和运用功能进行剖析。在正运用极限状况的各项目标核算时,按全体变形和谐条件核算在外载作用下预应力筋的应力增量。

       二、桥梁加固规划实例

       某大桥为均匀跨距L为13m的钢筋混凝土T型梁桥,原规划荷载为汽-10级、拖-60。因为船体的碰击,下缘混凝土破损,部分混凝土掉落,已呈现纵向贯穿裂缝,主钢筋已严峻锈蚀。加固时,首要凿除松懈混凝土,用钢丝刷清锈处理,选用挂模浇筑C40混凝土修补完好,然后施加体外预应力加固,加固后桥梁承载才能要求提高到汽15级。T型主梁翼缘宽178cm,翼缘厚12cm,梁肋宽18cm,受拉Ⅱ级,钢筋面积为44.27cm2,选用C25混凝土,体外索安置如图1所示,支点距转向块L3为180cm,转向块的间隔L2为840cm,端锚固点距转向块L1为150cm,中心轴距梁上边际y0u为19.14cm,中心轴距梁下边际y0d为60.86cm,h1为端锚固点至中心轴间隔,h2为转向块至中心轴间隔。每T型梁装备4根无粘结预应力钢绞线,共16根。为了使每片梁受力均匀,选用两头分2次张拉,固定端与张拉端穿插安置。预应力钢绞线的张拉操控应力为855mpa,有用预应力为62・215mpa。加固后桥梁,选用前轴为55kn、后轴为155kn,两辆载重轿车进行现场荷载实验。对主梁跨中挠度、钢筋和混凝土的应力进行剖析,并承认其加固作用。

       由表1数据标明主梁跨中挠度为5.43mm,满意桥梁规范要求静活载挠度不超越(1/600)l的要求,校验系数满意0.6~0.9旧桥判定的要求。结构具有满意的抗弯刚度,到达汽-15荷载规范作用的运用要求。

       σL为轿车荷载发作的应力;σp为预应力发作的应力;σ为总应力。由表2、表3数据标明:施加预应力,使主梁的上边际混凝土发作拉应力和下边际混凝土发作压应力,则上边际混凝土总压应力值与下边际混凝土总拉应力值都减小。钢筋的校验系数满意0.4~0.8旧桥判定的要求。选用体外预应力加固后,从加固前汽-10级荷载提高到加固后汽-15级荷载规范,加固作用是十分显着。荷载实验标明:在汽-15荷载规范作用下,加固后桥梁的抗

       弯承载才能系数为1.51,到达加固要求,该加固办法是可行的。

       三、施工进程

       1.钻孔与碳纤维张贴

       在T型梁的腹板钻孔洞时,避开梁中受力钢筋.洞口周围张贴了30cm×30cm碳纤维,以增强混凝土的部分抗压才能。3.2穿索与预应力张拉首要对每根无粘结钢绞线贴上编号标签,逐根将钢绞线穿入钢栓孔洞中,并调整至最佳方位。

       然后设备锚杯和夹片外螺母,将千斤顶和张拉配件设备就位,最终进行预应力张拉。张拉程序:0→10%σcon(读初始伸长值并作张拉程序:0→10%σ(丈量伸长值l3作记载)→σcon(丈量伸长值l3并作记载)→卸荷至零。选用一端张拉法对钢绞线在梁两边各一根进行对称张拉。张拉时,选用张拉力和预应力筋伸长量两层操控。张拉进程中,盯梢观测每片主梁的跨中挠度和裂缝闭合状况。

       量取千斤顶活塞的伸长量l1张拉达20%σcon时再量取千斤顶活塞的伸长量l2,二者之差为钢索的实践核算伸长量。张拉应力达100%σcon,再量取千斤顶活塞的伸长量l3,l3与l1之差为钢索的际张拉伸长量。实践张拉伸长量与实践核算伸长量之差,与理论伸长比较差错不超越+10%,-5%。

       预应力张拉的理论伸长量核算按规范要求进行,选用均匀张拉应力法即:

       式中,Fp为均匀张拉力;L,Ap,Ep分别为预应力钢绞线核算长度、面积和弹性模量单根钢绞线的张拉力分别为120kN(2片中梁)、100kN(2片边梁);初应力取张拉力的10%,即分别为12kN,10kN。由表4、表5数据可以看出,张拉时,跨中向上挠度实测值与理论核算值契合较好,阐明理论核算的正确和施工质量的牢靠。

       四、施工总结

       1.防松套

       本加固工程体外预应力索锚固系统中选用的是单孔夹片式锚具,规划操控索力为100kn,120kn,归于较小的张拉吨位。因为桥梁长时间接受较大振荡荷载,疲惫作用会引起锚具中的夹片放松,乃至导致锚具失锚。为避免此类事端发作,本工程选用了夹片防松设备――防松套。一起,在防松套与锚具夹片之间放置绷簧垫圈,使防松套对三夹片均匀施力,并起减振作用。

       2.钢销栓和转向块

       钢销栓和转向块是本次加固工程中的最要害构件之一,转向块规划与施工有必要契合以下要求:

       (1)满意张锚系统锚固及传力的功用要求。转向块由钢板焊接而成,保证有用传递预应力。

       (2)结构混凝土部分承压承载才能。对体外索施行预应力张拉后,在索力作用下,销栓对混凝土孔壁具有拉索方向的挤压力,销栓的尺度要与混凝土洞口尺度、混凝土强度等级相契合,以满意混凝土的部分承压要求。

       (3)锚下栓体钢材的部分承压承载才能。在索力作用下,锚具的锚环将对钢栓发作挤压力,应在锚下栓体外表加工合理的平面,此平面既要保证锚具安稳受力,又要保证与体外索笔直。

       (4)销栓应有满意的抗弯、抗剪承载才能和抗变形才能。其剪切变形和曲折变形尽量小,保证锚环设备结实后可以与预应力索的索力方向相和谐。

       3.张锚系统的维护

       选用无粘结钢绞线作为体外预应力索,外裹油脂和塑料护套可起到维护预应力索的作用,具有必定的耐久性.张锚系统两头的锚具和防松套选用玻璃丝布缠包油脂的办法加以维护。

       五、结束语

       (1)综上所述,体外索加固法是在运用进程中,具有加固、卸载及减小结构内力的作用,值得推广应用。(2)体外预应力加固法,加固后能到达荷载规范,加固作用是十分显着。(3)体外索加固法有用改进了主梁在正常运用阶段的作业功能,裂缝宽度变窄,挠度显着减小,增强了结构的耐久性。

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