變截面連續(xù)梁橋體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)研究.pdf

1、改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)得到快速發(fā)展，交通運(yùn)輸事業(yè)一片繁榮，交通量日益劇增，有相當(dāng)一部分建造時(shí)間較早的運(yùn)營(yíng)橋梁，在多種因素作用下，如收縮徐變、預(yù)應(yīng)力損失及超載運(yùn)營(yíng)等，現(xiàn)在已經(jīng)不能滿(mǎn)足使用要求，橋梁開(kāi)始顯現(xiàn)出病害并有發(fā)展的趨勢(shì)，嚴(yán)重影響橋梁的正常使用，所以對(duì)橋梁進(jìn)行維修加固刻不容緩。體外預(yù)應(yīng)力加固法相對(duì)其他加固法來(lái)說(shuō)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的損害較小，既可以減少或者避免出現(xiàn)裂縫，也可使其中一些裂縫得到閉合，改善橋梁的耐久性;另外，體外預(yù)應(yīng)力加固

2、法自重增加小，可以節(jié)省加固成本，施工過(guò)程也不影響交通，除了可以作為臨時(shí)加固措施，也可作為永久的加固措施，提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。
　　國(guó)內(nèi)外對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)從理論到實(shí)驗(yàn)方面做了不少研究，但有關(guān)變截面連續(xù)梁橋的體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的研究并不多。本文結(jié)合某大橋加固工程，分析和總結(jié)研究國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)資料和相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，采用方案對(duì)比、理論分析、有限元模擬等方法對(duì)變截面連續(xù)梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)進(jìn)行研究，總結(jié)了體外預(yù)應(yīng)力加固法的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，分

3、析了體外預(yù)應(yīng)力加固法加固效果的影響因素，如體外索線形，轉(zhuǎn)向裝置及錨固裝置的布置和構(gòu)造等，并闡述了張拉施工過(guò)程監(jiān)控的流程及監(jiān)控成果，主要內(nèi)容如下:
　　(1)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外變截面連續(xù)梁橋的現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)外研究情況，闡述了橋梁加固技術(shù)的重要性和必要性，介紹了橋梁加固的基本方法及變截面連續(xù)梁橋的體外預(yù)應(yīng)力加固法的特點(diǎn)。
　　(2)結(jié)合某大橋加固工程，針對(duì)中跨跨中橫向裂縫病害，分析比較多種加固方法，采用體外預(yù)應(yīng)力加固法對(duì)該大橋進(jìn)行加固。通

4、過(guò)對(duì)病害成因分析，得出病害出現(xiàn)的主要影響因素為縱向預(yù)應(yīng)力損失及車(chē)輛超載導(dǎo)致的壓應(yīng)力不足，針對(duì)該影響因素，為增加中跨跨中底板壓應(yīng)力，對(duì)該大橋進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)，并闡述了該方法的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，如現(xiàn)狀橋梁承載力分析、增設(shè)的體外索面積估算、體外索線形的確定、錨固裝置及轉(zhuǎn)向裝置的布置位置及結(jié)構(gòu)形式等。
　　(3)對(duì)體外索線形進(jìn)行研究，通過(guò)有限元建模比較不同線形方案，并通過(guò)理論分析，得出體外預(yù)應(yīng)力對(duì)變截面連續(xù)梁的等效作用，驗(yàn)證了布索方案的正確

5、性，解決了變截面連續(xù)梁體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)的布索技術(shù)。介紹了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思想方法，并通過(guò)ANSYS的優(yōu)化模塊對(duì)該大橋體外索線形進(jìn)行優(yōu)化，以跨中彎矩為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化方案使得跨中負(fù)彎矩得到較大增幅，解決了體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)的索形優(yōu)化技術(shù)。
　　(4)結(jié)合工程背景，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)向裝置及錨固裝置進(jìn)行研究，一方面通過(guò)有限元分析方法為轉(zhuǎn)向桁架選形，利用迭代分析方法對(duì)不同截面的鋼構(gòu)件進(jìn)行受力分析，選擇了相對(duì)合理的雙槽鋼截面，并對(duì)桁架進(jìn)行驗(yàn)算，解

6、決了轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)及截面的選型技術(shù)，有利于推廣鋼結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)向裝置。另一方面對(duì)錨固裝置及與梁體混凝土連接處的局部應(yīng)力進(jìn)行分析研究，通過(guò)有限元建模分析方法，驗(yàn)證了錨固塊的布置位置及連接的合理性和鋼結(jié)構(gòu)形式錨固裝置的可行性。
　　(5)針對(duì)變截面連續(xù)箱梁橋，介紹了體外預(yù)應(yīng)力張拉施工過(guò)程的監(jiān)控方法及內(nèi)容，通過(guò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與有限元加固模型中的理論數(shù)據(jù)對(duì)比指導(dǎo)每一步施工，使得張拉施工順利完成，并通過(guò)荷載試驗(yàn)驗(yàn)證了體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)的合理性及有限元