預(yù)應(yīng)力高強鋼絲繩加固新方法p-swr加固橋梁的試驗研究

預(yù)應(yīng)力高強鋼絲繩加固新方法p-swr加固橋梁的試驗研究

0預(yù)應(yīng)力的加固方法隨著我國交通的發(fā)展，中國修建了許多橋梁。由于受當(dāng)時的設(shè)計方法、材料和施工限制，缺乏有效的維護和保養(yǎng)，出現(xiàn)了一些技術(shù)和設(shè)備不足的問題。越來越多的橋梁需要加固、維護和重新設(shè)計。目前常用加固方法有增設(shè)支撐或增大截面加固、體外預(yù)應(yīng)力加固、粘鋼加固、粘貼FRP加固、高強不銹鋼絞線網(wǎng)-滲透性聚合砂漿加固等。各種方法有其特有的優(yōu)點,但也有缺點。為此,吳剛等人首先提出了一種主動式的加固新方法-預(yù)應(yīng)力高強鋼絲繩加固新技術(shù)(P?SWR技術(shù))。本文結(jié)合P?SWR技術(shù)在某高速公路已有較嚴重損傷橋梁加固中的試點應(yīng)用,驗證其加固工藝是否切實可行,并通過現(xiàn)場動靜態(tài)荷載作用下力學(xué)性能的測試與分析,驗證P?SWR加固技術(shù)的有效性。1板梁撓度觀測加固橋梁為杭甬高速公路某8m跨簡支板梁橋,如圖1、圖2所示,其設(shè)計荷載等級為汽?超20級,掛車120級,結(jié)構(gòu)形式為簡支預(yù)制混凝土空心板梁橋,板梁之間的聯(lián)結(jié)采用混凝土企口縫構(gòu)造,原橋單幅橋?qū)?2.5m,計12塊板(圖1中4#～15#板),后拓寬3.60m,計3塊板(圖1中1#～3#板),擴寬以后,有3塊板(圖1中6#～8#板)由原來處于非重車道位置變化為處于重車道位置,導(dǎo)致鉸縫損壞嚴重,重車通行情況下,鉸縫兩側(cè)錯動明顯,各板之間的鉸縫已不能滿足傳遞剪力的設(shè)計要求,經(jīng)觀測第6#～8#板板底裂縫寬度、跨中撓度都超出規(guī)范限值。最大裂縫寬度高達0.64mm,多條裂縫寬度超過0.2mm,如圖3、圖4所示。在正常行車荷載作用下,板梁撓度過大,測得6#板最大撓度9.0mm,8#板為9.15mm,均超出規(guī)范限值。可見,橋梁已有嚴重損傷,計算分析也表明,現(xiàn)有結(jié)構(gòu)承載力已不能滿足要求,對行車安全造成較大的威脅,必須進行加固改造。2界面粘結(jié)性原因為選擇合理可行的加固方案,對現(xiàn)有加固方法的優(yōu)缺點進行比較分析,如表1所示。以上方案比較表明,采用換板方式成本高、社會影響大,采用體外預(yù)應(yīng)力加固時錨固端等難以處理,粘貼CFRP加固、粘鋼加固及高強不銹鋼絞線網(wǎng)-滲透性聚合物砂漿加固方法存在較多共性缺點:(1)這3種方法加固后的結(jié)構(gòu)往往發(fā)生粘結(jié)破壞,由于粘結(jié)破壞影響因素過多,設(shè)計人員較難估算其承載力,另外,過早的粘結(jié)破壞使加固材料不能充分發(fā)揮作用,決定了加固后結(jié)構(gòu)最大承載力提高幅度有限,無法滿足對該橋梁的加固要求。(2)由于待加固板梁損傷嚴重,在車載作用下?lián)隙葎討B(tài)響應(yīng)明顯,加固時必須臨時中斷交通才能保證界面粘結(jié)性能和加固效果。(3)這3種加固技術(shù)都是被動式加固方法,對正常使用階段結(jié)構(gòu)剛度提高不明顯,加固材料只有在梁的撓度比較大,往往是原有主筋屈服后,才會較大地發(fā)揮作用,顯然無法滿足該已有較嚴重損傷橋梁的加固要求。而預(yù)應(yīng)力高強鋼絲繩加固新方法(P?SWR技術(shù))可以較好地解決現(xiàn)有其它加固技術(shù)存在的缺點(見表1及文獻),是一種高效主動式加固方法?？紤]到這是剛剛開發(fā)成功的一項新技術(shù),國內(nèi)外尚無應(yīng)用實例,經(jīng)專家組反復(fù)討論決定先采用P?SWR新技術(shù)對橋梁進行加固,并對加固前后結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)力學(xué)性能進行詳細的測試分析,若加固后結(jié)構(gòu)性能能滿足規(guī)范要求,則采用,如果不能達到要求,則再次改用換板方式進行維修。3拉伸性能的確定結(jié)合工程實際情況,以滿足承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)以及施工工藝等要求,選擇鋼絲繩種類,確定鋼絲繩的數(shù)量、張拉控制應(yīng)力,布置鋼絲繩和錨具位置等。3.1預(yù)應(yīng)力筋材料md計算根據(jù)試驗研究和理論分析知,預(yù)應(yīng)力高強鋼絲繩加固后的梁一般發(fā)生縱筋屈服、受壓區(qū)混凝土壓壞、鋼絲繩斷裂的延性破壞,可以參照RC梁理論來計算其極限承載力。圖5所示為加固后板梁的截面等效工字型截面詳圖,經(jīng)分析,混凝土梁受壓區(qū)高度大于上翼緣高度,故混凝土梁極限階段的應(yīng)力關(guān)系可由圖6所示。由平衡條件得:fyAs+fpyAp=α1fc[bx+(b′f-b)h′f]+f′yA′s,(1)Md=α1fcbx(h0?x2)+α1fc(b′f?b)h′f(h0?h′f2)+f′yA′s(h0?a′s),(2)Μd=α1fcbx(h0-x2)+α1fc(b′f-b)h′f(h0-h′f2)+f′yA′s(h0-a′s),(2)式中,As為原有普通鋼筋面積,原有鋼筋8Φ25,As等于3925mm2;Ap為預(yù)應(yīng)力鋼絲繩總面積;h′f為截面受壓區(qū)的翼緣高度;b′f為截面受壓區(qū)翼緣計算寬度;b為腹板寬度;x為等效矩形應(yīng)力圖的混凝土受壓區(qū)高度;h0為截面有效高度,取355mm;α1為與混凝土強度有關(guān)的系數(shù),取1.0;fc為混凝土軸心抗壓設(shè)計強度,根據(jù)圖紙C23混凝土,取10.6MPa;Ac為混凝土受壓區(qū)面積;fy為普通鋼筋設(shè)計強度,取280MPa;fpy為鋼絲繩設(shè)計強度,根據(jù)該批材料材性試驗可取876MPa。Md為加固后每塊板需要達到的抗彎承載力,由于各板之間鉸縫部分損壞,經(jīng)分析取Md為鉸縫完好與完全破壞之間的中間值,Md=411kN·m。把以上參數(shù)代入式(1)、(2)則可得到Ap=499mm2,相當(dāng)于93根直徑3mm鋼絲繩。3.2預(yù)應(yīng)力損失的計算根據(jù)在恒載和預(yù)應(yīng)力鋼絲繩共同作用下,板底受拉邊緣應(yīng)力為零來確定鋼絲繩的數(shù)量和張拉控制應(yīng)力。由材料力學(xué)可得到式(3)。MGW?NpA?NpepW=0ΜGW-ΝpA-ΝpepW=0,(3)式中,W為截面下邊緣的彈性抵抗矩,取0.0254m3;A為截面面積,取0.3081m2;Np為所需要施加的有效預(yù)應(yīng)力總和;MG為恒載產(chǎn)生彎矩,取103.4kN·m;ep為鋼絲繩對截面形心的偏心距,取190.3mm。以上參數(shù)代入式(3),解得Np=379.4kN。Np大小與鋼絲繩數(shù)量和鋼絲繩有效應(yīng)力值有關(guān),根據(jù)P?SWR工藝,每根鋼絲繩最小間距可達到10mm,故每塊板底一層至多能布置100根鋼絲繩。假設(shè)布置100根鋼絲繩,每根面積5.37mm2,代入式(4):Np=σpeAp,(4)得到鋼絲繩有效應(yīng)力σpe=706.5MPa。各項預(yù)應(yīng)力損失計算值為:(1)錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失σl2=44.7MPa;(2)分批張拉引起的預(yù)應(yīng)力損失σl4=14.9MPa;(3)鋼絲繩松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失σl5=9.2MPa;其他損失值較小,可忽略,以上各項損失總計σl=68.8MPa,代入式(5):σcon=σpe+σl,(5)得到張拉控制應(yīng)力σcon=755.3MPa。3.3擴展方案(1)單向拉伸試驗選擇公稱直徑為3mm的鍍鋅鋼絲繩,進行單向拉伸試驗,測得極限抗拉強度1240.7MPa,可取名義屈服強度設(shè)計值876MPa。(2)一根連接桿的數(shù)量根據(jù)承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài),鋼絲繩數(shù)量取為100根。(3)張力σcon為755.3MPa,相當(dāng)于鋼絲繩名義屈服強度設(shè)計值的86%。(4)張拉力控制方法采用伸長值控制張拉應(yīng)力,在錨具固定后,根據(jù)實際尺寸反算下料長度。(5)錨具錨固鋼絞線的布置為減少錨具集中應(yīng)力,鋼絲繩在梁底錯開錨固,即總共設(shè)置4根錨具,如圖7(a)所示,A1與A2、B1與B2分別組成一組錨具錨固鋼絲繩,A1和B1、A2和B2相隔460mm進行布置,A1和B2離梁端部距離為840mm,離支座邊緣為440mm,每組錨具上錨固50根預(yù)應(yīng)力鋼絲繩。(6)縱筋應(yīng)力下降為保證錨固性能,錨具焊接于板梁底部既有縱筋,由于焊接點處于板梁支座附近,原有縱筋應(yīng)力低,故影響不大。根據(jù)圖紙距離板梁端邊緣970mm處板底有6Φ25mm縱筋(施工中發(fā)現(xiàn),實際該處縱筋為8Φ25),距離板端邊緣1340mm處板底有8Φ25mm縱筋,經(jīng)驗算確定焊縫長度,保證錨具可靠錨固。(7)反之亦然為保證中部鋼絲繩與混凝土板可靠接觸,在鋼絲繩與板底之間沿跨度設(shè)置直徑8mm的圓鋼筋作為反力點。(8)可使用聚合物砂漿在P?SWR新技術(shù)中,錨固性能的保證對加固效果也至關(guān)重要,在加固方案中設(shè)置了3道防線保證錨固性能。首先是鋼絲繩張拉后在梁底中部區(qū)域涂抹聚合物砂漿,這部分砂漿不僅對鋼絲繩起到保護的作用,而且,使鋼絲繩處于有粘結(jié)狀態(tài)工作,正常使用狀態(tài)下依靠這部分砂漿即能錨固鋼絲繩,極限狀態(tài)下也可以大大減少端部錨固區(qū)的應(yīng)力。然后,在靠近錨具一定范圍內(nèi)使用高性能砂漿,此砂漿為日本進口,有微膨脹性能,固化快、粘結(jié)性能好,強度高。最后是由于錨具與梁中原有縱筋可靠地焊接在一起,保證即使在承載力極限狀態(tài)砂漿開裂脫落后仍能很好地錨固鋼絲繩。(9)反拱以及預(yù)應(yīng)力驗算此外,還對荷載作用下最大裂縫寬度、跨中撓度、預(yù)應(yīng)力作用下的反拱以及預(yù)應(yīng)力對既有縱筋的卸載作用、施工階段性能等進行了驗算,以確保各項性能均滿足規(guī)范要求。4錨具與縱筋的焊接及錨固砂漿的應(yīng)用(1)裂縫處理由于鉸縫損壞嚴重,待加固的3塊板板底已有大量裂縫,且最大裂縫寬度達到0.64mm,故預(yù)先采用低壓灌注環(huán)氧樹脂的方法對裂縫進行修補,以保證內(nèi)部鋼筋的耐久性。(2)板端部開槽根據(jù)設(shè)計確定兩端錨具的位置,并沿與跨度垂直方向鑿出約10cm寬的槽口,深度以暴露出梁內(nèi)已有縱筋、并能牢固焊接錨具為準(zhǔn),如圖8(a)所示,圖8(b)所示為現(xiàn)場板底開槽的照片。(3)端部錨具的制作與固定錨具以保證能可靠錨固預(yù)應(yīng)力鋼絲繩及便于施工為原則進行設(shè)計。錨具寬50mm,長度與板同寬,為1000mm,厚度20mm,開的槽口上寬3mm,下寬4mm,深度10mm,如圖9(a)所示。焊接前,先對板底已露出縱筋表面進行除銹等清潔處理,焊接時注意避免一次燒焊時間過長,否則縱筋溫度上升過大,會導(dǎo)致板梁混凝土膨脹開裂。焊接完成后,將槽口周圍混凝土表面鑿毛、清除浮渣、沖洗干凈,然后灌注強度高、固化時間短、微膨脹、粘結(jié)性能好的高性能砂漿,砂漿面與加固構(gòu)件底面齊平。錨具與縱筋的焊接及錨固砂漿涂抹情況見圖9(b)、(c)所示。(4)擠壓錨頭制作與鋼絲繩下料擠壓錨頭為鋁合金雙孔套筒式,鋼絲繩在端部折成雙股后穿入擠壓錨頭內(nèi)孔,由專門設(shè)計的擠壓模具、擠壓機械對擠壓錨頭進行強力擠壓,使擠壓錨頭與鋼絲繩擠壓成一體,制作完成后錨頭如圖10所示。由于采用的端部錨具類似于鐓頭錨具,且張拉控制應(yīng)力根據(jù)伸長值確定,對預(yù)應(yīng)力鋼絲繩的下料長度要求極為嚴格,計算方法見公式(6)及圖11。L0=(EE+σcon)L1L0=(EE+σcon)L1,(6)式中,L0為鋼絲繩下料長度;L1為已經(jīng)固定好的錨具間尺寸,根據(jù)實測為5820mm;σcon為張拉控制應(yīng)力;E為鋼絲繩彈性模量,等于130GPa;代入公式后求得L0=5785mm?？紤]到下料長度直接決定了鋼絲繩張拉應(yīng)力和加固效果,除了計算確定下料長度外,還在現(xiàn)場通過足尺鋼絲繩張拉試驗進行校核,如圖12所示,結(jié)果表明,計算值與實測值符合很好。(5)鋼絲繩的張拉與錨固鋼絲繩及擠壓錨頭制作完成后,一端鋼絲繩錨頭直接穿入端部錨具的開口,即為固定端,在張拉端,為便于張拉,充分利用鋼絲繩的柔軟性,通過滑輪進行轉(zhuǎn)向后在地面用葫蘆進行張拉,由于每根鋼絲繩的拉力僅為416kg左右,張拉極其快捷方便,如圖13(a)所示當(dāng)鋼絲繩張拉至錨具端口時即達到其控制應(yīng)力值,然后將鋼絲繩從錨具的開口處嵌入,錨頭卡在錨具后即完成錨固。為防止結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、側(cè)彎,張拉時從兩側(cè)向中間逐根對稱張拉。張拉完成后錨固端如圖13(b)所示,張拉完成后板底鋼絲繩如圖13(c)所示。(6)端部錨固砂漿及跨中防護砂漿的涂抹鋼絲繩張拉錨固后,在錨固端1m范圍內(nèi)使用高性能砂漿,工程中用的砂漿為日本進口,有微膨脹性能,強度高。在跨中區(qū)域采用摻有纖維的聚合物砂漿,具有較好的延性,不易開裂。涂抹這部分砂漿,一方面是起到錨固體系中第1道防線的作用,另一方面是保護鋼絲繩,提高結(jié)構(gòu)耐久性。在砂漿完成以后,涂刷1層涂料,以達到美觀的效果。加固完成后剖面如圖14(a)所示,圖14(b)為加固完成后外觀圖。5板梁抗靜載試驗為驗證鋼絲繩加固該橋梁的效果,對加固前后梁的動靜態(tài)性能進行了系統(tǒng)的測試,包括:施工過程中鋼絲繩應(yīng)變、鋼絲繩張拉后所加固梁的跨中反拱值,加固前后動態(tài)荷載(正常通車狀態(tài)下的隨機汽車荷載)作用下板梁跨中撓度、跨中截面處縱筋應(yīng)變、跨中截面處板底混凝土應(yīng)變以及鋼絲繩的應(yīng)變增量等,加固前后靜態(tài)荷載(部分封閉交通狀態(tài)下進行靜載試驗)作用下板梁跨中撓度、跨中截面處縱筋應(yīng)變、跨中截面處板底混凝土應(yīng)變,以及鋼絲繩的應(yīng)變增量等。測點布置圖見圖1。在2#～8#每塊板底部的支座、跨中各布置1塊電測百分表,在6#～8#板跨中區(qū)域混凝土表面粘貼了6片混凝土應(yīng)變片,同時,在跨中主筋位置開小孔露出主筋,粘貼12片鋼筋應(yīng)變片,所有數(shù)據(jù)由動態(tài)應(yīng)變儀和TDS數(shù)據(jù)采集儀自動采集得到。5.1施工過程監(jiān)控結(jié)果及分析(1)下料準(zhǔn)確尺寸控制嚴格張拉時在一定數(shù)量的鋼絲繩上粘貼了應(yīng)變片,測得各底板鋼絲繩張拉并錨固后的有效應(yīng)變?nèi)绫?所示。有效應(yīng)變5545～5478με,一方面表明下料準(zhǔn)確尺寸控制嚴格,各鋼絲繩應(yīng)力基本接近,另外,根據(jù)實際測得的有效應(yīng)變5545～5478με,計算得有效應(yīng)力720～712MPa,與設(shè)計的鋼絲繩有效應(yīng)力706.5MPa相比,誤差在2%之內(nèi)?？梢?采用伸長值控制鋼絲繩張拉應(yīng)力的方法是可行的,預(yù)應(yīng)力得到了良好施加。(2)#板反拱值在張拉前后用水準(zhǔn)儀對混凝土板的跨中撓度進行了測量,得到張拉完成后各板跨中的反拱值見表3。8#板反拱值較大,主要由于其兩側(cè)鉸縫破壞最嚴重。表3所示預(yù)應(yīng)力張拉完成后所加固3塊板的反拱值高達3.5～7mm,一方面表明預(yù)應(yīng)力得到了有效施加,另一方面說明預(yù)應(yīng)力鋼絲繩的加固對板截面剛度和使用性能的提高作用明顯,故這是一種主動高效式的加固方法。5.2加固前后動力響應(yīng)分析所有動態(tài)測試數(shù)據(jù)均在路面正常通車情況下測定,測試了橋梁加固前后動力響應(yīng)豎向撓度、混凝土、鋼筋及鋼絲繩應(yīng)變時間歷程曲線。加固前后均連續(xù)測試24h以上,由于采集到數(shù)據(jù)過多,間隔一定時間需要暫停從TDS動態(tài)應(yīng)變儀中導(dǎo)出數(shù)據(jù)。(1)加固前后點分布的對比以6#板為例,分析加固前后梁的跨中撓度變化情況。6#板加固前后跨中撓度時程動態(tài)測試結(jié)果如圖15所示,由圖可見,加固后最大位移均較加固前小,加固前的最大位移為9.15mm,加固后的最大位移為7.6mm。另外,加固后位移值集中于較小值的位移區(qū)間內(nèi),即加固后所測數(shù)據(jù)點更大一部分分布于零值附近。對于較大值的位移區(qū)間(1mm以上),加固后數(shù)據(jù)點分布數(shù)量一般都較少?？紤]到加固前后采集的數(shù)據(jù)量不同,分別為29841和40433,為更好地比較鋼絲繩加固前后跨中撓度的變化,圖16列出了6#板加固前后在各位移區(qū)間內(nèi)測得的頻率情況,橫坐標(biāo)為各位移區(qū)間,縱坐標(biāo)為相應(yīng)的概率,即位移值處于該區(qū)間的數(shù)據(jù)量與采集到的總數(shù)據(jù)量的比值。雖然加固后集到的數(shù)據(jù)點總體數(shù)量比加固前大,在各較大位移區(qū)間(1mm以上)內(nèi),加固后的出現(xiàn)次數(shù)還是較加固前少,出現(xiàn)頻率則遠遠小于加固前,例如區(qū)間mm內(nèi)的數(shù)據(jù)點,加固前出現(xiàn)8次,加固后僅出現(xiàn)2次,對應(yīng)頻率分別為0.00027、0.000049,加固前是加固后的5.5倍;區(qū)間mm內(nèi)的數(shù)據(jù)點,加固前出現(xiàn)17次,加固后僅出現(xiàn)9次,對應(yīng)頻率分別為0.00057、0.00022,加固前是加固后的2.6倍。表4列出了6#～8#板加固前后跨中撓度值在各區(qū)間出現(xiàn)頻率統(tǒng)計的結(jié)果。表4中所列少量點對應(yīng)的跨中撓度值小于0,是因為在動態(tài)荷載作用下,測點所在處的板有時存在向上反彈現(xiàn)象。3塊板有相同的規(guī)律,即在跨中撓度大于1mm以上的區(qū)間內(nèi),加固后出現(xiàn)的頻率均明顯小于加固前出現(xiàn)的頻率。由圖16和表4可見,預(yù)應(yīng)力鋼絲繩加固對于剛度的提高和板撓度的減小效果是明顯的。(2)加固前后各應(yīng)變區(qū)間內(nèi)的應(yīng)變頻率分布加固前后6#板跨中截面處縱筋應(yīng)變時程動態(tài)測試結(jié)果如圖17所示,加固后縱筋最大應(yīng)變較加固前明顯減小,加固前縱筋最大應(yīng)變489με,加固后縱筋最大應(yīng)變338με,在應(yīng)變大于200με的數(shù)據(jù)點中,加固前95個,加固后17個,加固后縱筋應(yīng)變更多地集中于較小值的應(yīng)變區(qū)間內(nèi)。考慮到6#板加固前后采集到的數(shù)據(jù)量不同,分別為91909和61093,圖18列出了6#板加固前后跨中截面處縱筋在各應(yīng)變區(qū)間內(nèi)測得的頻率情況。對于較大應(yīng)變區(qū)間(50με以上),加固后的出現(xiàn)次數(shù)較加固前減小,出現(xiàn)頻率更遠小于加固前,如加固前在應(yīng)變區(qū)間[350,400]με內(nèi)出現(xiàn)4次,加固后出現(xiàn)0次,對應(yīng)頻率分別為0.000044、0;加固前在應(yīng)變區(qū)間[200,250]με內(nèi),出現(xiàn)56次,加固后僅出現(xiàn)6次,對應(yīng)頻率分別為0.0006、0.000098,加固前是加固后的6倍。表5示出6#～8#板加固前后在各應(yīng)變區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的概率,概率值為應(yīng)變值處于該區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)量與采集到的總數(shù)據(jù)量的比值。3塊板有類似的規(guī)律,即在縱筋應(yīng)變大于50με的區(qū)間內(nèi),加固后出現(xiàn)的頻率均明顯小于加固前出現(xiàn)的頻率值。測試結(jié)果表明預(yù)應(yīng)力鋼絲繩加固對于縱筋拉應(yīng)力的分擔(dān)作用是顯著的。(3)預(yù)應(yīng)力高強預(yù)應(yīng)力加固的分析為監(jiān)測鋼絲繩應(yīng)變,在鋼絲繩上粘貼了較多的應(yīng)變片,圖19列出有代表性的隨機汽車荷載作用下預(yù)應(yīng)力鋼絲繩應(yīng)變變化曲線,曲線表明在隨機汽車荷載作用下,鋼絲繩的應(yīng)變增加值(在預(yù)拉應(yīng)變的基礎(chǔ)上)最大高達390με,通常能達到100με左右,證明了預(yù)應(yīng)力鋼絲繩所起到的有益作用,同時,也能充分說明預(yù)應(yīng)力高強鋼絲繩加固比現(xiàn)有其他加固技術(shù)更有優(yōu)勢。因為如果采用粘貼鋼板或CFRP加固、高強不銹鋼絞線網(wǎng)?滲透性聚合砂漿加固,加固材料發(fā)揮的作用也只是390με左右,這個應(yīng)變值對于鋼板加固只發(fā)揮了大約19.5%的作用,對CFRP大約只發(fā)揮了2.6%的作用,對高強不銹鋼絞線網(wǎng)?滲透性聚合物砂漿加固中鋼絲繩只發(fā)揮了3.9%左右的作用,因此,這3種加固方法特別是后2種,對橋梁使用階段性能的提高很有限,不選擇這3種加固方案是科學(xué)的。而對預(yù)應(yīng)力鋼絲繩加固,由于初始有效應(yīng)變?yōu)?470με,在此基礎(chǔ)上增加390με,此時對應(yīng)應(yīng)力大約為760MPa,占其名義屈服強度設(shè)計值的87%,說明在正常使用階段鋼絲繩已發(fā)揮了很大作用。綜上所述,該測試數(shù)據(jù)充分體現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力高強鋼絲繩加固對結(jié)構(gòu)剛度的提高作用。5.3汽車荷載工況為定量地評價預(yù)應(yīng)力鋼絲繩加固效果,臨時部分封閉高速公路進行靜載試驗如圖20所示,共采用了2種加載工況,如圖21所示。工況1中,汽車荷載左側(cè)車輪集中加于7#板中線,工況2中,汽車荷載左側(cè)車輪集中加于6#板中線。加固前后加載的位置及汽車的配重都相等,兩加載軸分別重126.0kN、133.5kN,所有測點同動態(tài)測試。(1)加固前后撓度比較表6示出6#～8#板加固前后跨中撓度值。由表6可見,加固后在同樣恒載作用下跨中撓度值明顯減小。工況1下,6#板靜載試驗加固前的跨中撓度為2.72mm,加固后的撓度為0.93mm,加固后撓度僅為加固前的34.2%,7#板靜載試驗加固前的跨中撓度為3.36mm,加固后的撓度為0.96mm,加固后撓度僅為加固前的28.6%,8#板靜載試驗加固前的跨中撓度為0.58mm,加固后的撓度為0.04mm,加固后撓度僅為加固前的6.9%。工況2下,各板加固前后撓度變化有類似規(guī)律。可見,預(yù)應(yīng)力鋼絲繩加固對于剛度的提高,撓度的減小效果是非常顯著的。(2)加固前后應(yīng)變值的變化試驗荷載下,6#～8#板2種工況下加固前后跨中截面處縱筋應(yīng)變變化見表7。工況1下,6#板加固前的應(yīng)變值為125με,加固后的應(yīng)變值為75