預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)的方法

1、預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)的方法 一引言 隨著我國(guó)交通事業(yè)的迅速進(jìn)展，各種重型車輛，尤其是工程用重型運(yùn)送車的不斷消失橋梁負(fù)荷日趨加重，部分舊橋老化、破損嚴(yán)峻，甚至設(shè)計(jì)荷載等級(jí)已不能要求使用滿意。因此對(duì)舊橋、危橋的加固修理，及如何提高其承載力的問題，開展有關(guān)的修理與加固方法研究是十分有須要的。 二體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)簡(jiǎn)介 體外預(yù)應(yīng)力是后張預(yù)應(yīng)力體系的重要分支之一。不同于傳統(tǒng)的后張有粘結(jié)或無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)是將預(yù)應(yīng)力束布置于結(jié)構(gòu)主體截面以外施加預(yù)應(yīng)力的一種結(jié)構(gòu)體系。體外預(yù)應(yīng)力體系由四個(gè)基本部分組成：體外預(yù)應(yīng)力索；體外索錨固系統(tǒng)；體外索轉(zhuǎn)向裝置；體外索防腐系統(tǒng)（圖1）。 體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)適用范圍十分廣

2、泛，不僅可以應(yīng)用于新建工程，更適用于舊結(jié)構(gòu)的改造與加固。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在舊橋加固改造工程中有以下優(yōu)點(diǎn)： 1受力明確、施工簡(jiǎn)便、不影響正常交通； 2在自重增強(qiáng)很小的狀況下可大幅度改善和調(diào)節(jié)原結(jié)構(gòu)的受力情況，提高結(jié)構(gòu)剛度和承載能力； 3維護(hù)修補(bǔ)便利，可以隨時(shí)更換預(yù)應(yīng)力筋。 三加固設(shè)計(jì)一般步驟 1體外預(yù)應(yīng)力筋面積的估算在實(shí)際工程加固中，經(jīng)常采用虛功原理或力法舉行結(jié)構(gòu)計(jì)算，以簡(jiǎn)支梁為例。該方法是按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的力法原理以體外索的應(yīng)力為變量，通過切斷水平筋擴(kuò)作用單位力Xp=1，則由力法方程有： 可采用預(yù)應(yīng)力度法決定體外預(yù)應(yīng)力筋的拉力Ny，而： 式中：Npe預(yù)應(yīng)力放張后體外筋的有效預(yù)拉力；Xp活載作用下，體

3、外預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉力增量。 結(jié)合（1）（3）式，可求出體外預(yù)應(yīng)力筋用量Ay 2加固體系的驗(yàn)算 決定體外預(yù)應(yīng)力筋的用量及設(shè)計(jì)張拉力后，應(yīng)對(duì)加固后橋梁的各項(xiàng)使用性能指標(biāo)舉行驗(yàn)算。使用階段的驗(yàn)算包括混凝土應(yīng)力的驗(yàn)算、原梁內(nèi)鋼筋的應(yīng)力驗(yàn)算、體外預(yù)應(yīng)力筋的驗(yàn)算、裂縫驗(yàn)算及撓度驗(yàn)算等。按照結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，求出訪用荷載作用的計(jì)算值與材料的允許值相比較，推斷是否滿意要求。 極限強(qiáng)度驗(yàn)算是指按照實(shí)際的體外預(yù)應(yīng)力筋配筋狀況，計(jì)算加固體系的極限抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，推斷其是否滿意設(shè)計(jì)要求。倘若加固體的驗(yàn)算不能滿意設(shè)計(jì)的要求則需要重新舉行配筋計(jì)算。 3錨固端及轉(zhuǎn)向塊設(shè)計(jì) 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，轉(zhuǎn)向塊和錨固端構(gòu)造設(shè)計(jì)很關(guān)鍵務(wù)

4、必充分考慮結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用功能等要求。錨固端及轉(zhuǎn)向塊的設(shè)置可利用原結(jié)構(gòu)橫隔或新增橫隔，新增橫隔務(wù)必與原有結(jié)構(gòu)牢靠銜接，需要按照詳細(xì)的梁截面樣子、拉索類型來定。 錨固端的作用就是要將拉索兩端的錨具與梁體固定和銜接，以便將拉索的拉力傳遞給梁體。當(dāng)使用膨脹錨栓或者種植高強(qiáng)錨桿（或鋼筋）來固定錨固端時(shí)，應(yīng)充分了解原梁體鋼筋的分布狀況，避開鉆孔對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷。施工時(shí)需借助鋼筋探測(cè)儀器，核實(shí)鋼筋的實(shí)際擺放位置。 四工程實(shí)例 該橋建于上世紀(jì)80年月初，為11孔16m跨簡(jiǎn)支梁橋，原設(shè)計(jì)荷載為汽20級(jí)，經(jīng)過多年的使用，橋梁已消失不同程度的破損。廣州建設(shè)工程質(zhì)量平安檢測(cè)中心于2022年11月對(duì)該橋舉行了檢測(cè)，檢測(cè)

5、結(jié)論認(rèn)為：“該橋部分橋跨在整體受力性能上不能滿意設(shè)計(jì)和使用要求，同時(shí)為防止結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進(jìn)一步惡化，并鑒于該橋位于市區(qū)交通主干線上，長(zhǎng)期處于超載狀態(tài)，需要對(duì)該橋舉行重建或大修?！?綜合比較各種加固方案后，終于確定采用體外預(yù)應(yīng)力加固的方法對(duì)舊橋丁梁舉行加固。針對(duì)丁梁跨中截面抗彎能力不足的問題，在梁肋底張拉預(yù)應(yīng)力水平筋，水平筋為2根JL32精軋螺紋鋼筋，兩束預(yù)應(yīng)力索布置在兩榻丁梁之間，兩端分離錨固在梁底的轉(zhuǎn)向塊上（圖2）。兩個(gè)轉(zhuǎn)向塊對(duì)稱設(shè)置在1/4橋跨橫隔板處，轉(zhuǎn)向塊采用628mm的鋼板制成。轉(zhuǎn)向塊的固定首先需要預(yù)埋好支撐板，施工前先將梁橫隔板底貼鋼板處混凝土鑿除1cm，再用環(huán)氧砂漿將支撐鋼板粘貼在

6、梁的橫隔板底面上，然后將轉(zhuǎn)向鋼板與預(yù)埋的支撐板頂緊焊接。 另外針對(duì)梁體根部抗剪承載能力不足的問題，采用在腹板錨固斜拉桿的方法舉行加固，斜桿由16a槽鋼和鋼板焊接組成。上錨固塊首先用環(huán)氧砂漿將粘貼在梁體腹板上，再采用高強(qiáng)螺栓將錨固塊固定在腹板，因?yàn)槁菟孜皇前凑张f橋施工圖鋼筋位置決定的，與其實(shí)際狀況存在一定的偏差，因此在決定錨固及打孔的位置前，需要舉行須要的鋼筋探測(cè)防止螺栓孔位與鋼筋矛盾。 五結(jié)論 體外預(yù)應(yīng)力加固方法，在提高舊橋抗彎、抗剪承載能力的同時(shí)，可節(jié)約鋼筋，削減管道摩阻損失，另外體外預(yù)應(yīng)力筋布置靈巧，平安牢靠，特殊是可以在結(jié)構(gòu)正常工作狀況下實(shí)現(xiàn)調(diào)索和換索，是其他結(jié)構(gòu)形式所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。隨著相關(guān)理論的不斷完美、新型材料和新型錨固體系的進(jìn)展，為