桥梁体外预应力加固设计方法的评价分析

【摘要】： 体外预应力技术具有施工简单、结构可靠、造价经济等优点,在新建的桥梁结构中得到广泛的应用;同时,大量的在役桥梁,由于钢筋锈蚀以及超载等因素的影响,结构产生裂缝或变形过大,或者由于公路桥梁荷载提级的要求需要进行加固,采用体外预应力加固则是十分有效的方法之一。 本文根据现有的体外预应力混凝土试验梁数据,在理论分析的基础上对既有的多组体外预应力筋极限应力简化计算公式进行验证分析。讨论了非预应力筋配筋率、体外预应力筋配筋率、跨高比、混凝土强度、以及加载方式等对体外预应力筋极限应力增量的影响,分析了转向块、预应力束形状以及荷载形式等因素对体外预应力筋二次效应的影响。通过对比分析找出一组与试验结果吻合最好的极限应力计算公式。在此基础上再考虑现行桥梁结构设计的安全系数,即可用以指导桥梁体外预应力结构的工程设计。 通过对体外预应力加固体系受力特点的分析,评价了加固体系正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力、使用状态下的体外预应力筋应力增量、使用状态下应力变形以及转向块等的计算方法,并分别通过钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁的加固算例进行验算。从验算结果来看,本文推荐的体外预应力加固计算方法,较理想的反映了梁体在采用体外预应力加固后的受力情况,可以应用到实际桥梁工程的加固设计。 本文的计算示例均为以承载力加固为目的,也可以采用体外预应力的加固方法对结构的使用功能和耐久性进行加固。