大劉坡橋體外預(yù)應(yīng)力-加固方案設(shè)計

1、大劉坡橋體外預(yù)應(yīng)力-加固方案設(shè)計            摘要：大劉坡橋位于天津?qū)氎婵h境內(nèi)九園公路的潮白河上。橋全長790.3米，橋面寬度9米（即1+7+1），上部結(jié)構(gòu)為56孔、5片跨徑14.1米的普通鋼筋混凝土T型簡支梁橋，橫橋向有3道橫隔板。橋面鋪裝為鋼筋混凝土（7.5"11"7.5厘米）和3厘米瀝青混凝土面層。每8孔為一道伸縮縫，其間為橋面連續(xù)鋪裝。 關(guān)鍵詞：體外預(yù)應(yīng)力 加固 T梁橋  大劉坡橋位于天津?qū)氎婵h境內(nèi)九園公路的潮白河上。橋全長79

2、0.3米，橋面寬度9米（即1+7+1），上部結(jié)構(gòu)為56孔、5片跨徑14.1米的普通鋼筋混凝土T型簡支梁橋，橫橋向有3道橫隔板。橋面鋪裝為鋼筋混凝土（7.5"11"7.5厘米）和3厘米瀝青混凝土面層。每8孔為一道伸縮縫，其間為橋面連續(xù)鋪裝。舊T型梁外形（如圖1）。舊梁設(shè)計荷載等級：汽-13、拖-60。下部結(jié)構(gòu)墩柱及蓋梁是在原橋位上游側(cè)95年重新設(shè)計建造的，為單排雙樁（柱）式，荷載等級：汽-20、掛-100。受公路發(fā)展公司委托，我院于4月12"13日對該橋進(jìn)行了檢查。由于原有公路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低（汽-13、拖-60），通行能力差，加之目前交通量的增加和汽車載重的增加，上述

3、舊橋是不能滿足承載力要求的。受資金和材料資源及斷交時間的限制，也不可能全部拆除并新建，只能考慮投資較少，工期時間短且能增加承載力的各種橋梁加固技術(shù)予以改造。這其中采用體外預(yù)應(yīng)力鋼筋加工技術(shù)，確為一種簡單易行且能與新建下部結(jié)構(gòu)荷載（汽-20、掛-100）看齊的有效方法。體外預(yù)應(yīng)力加固方法的實質(zhì)是以粗鋼筋、鋼絞線或高強(qiáng)型鋼等鋼材做為施力工具，對橋梁上部結(jié)構(gòu)施加體外預(yù)應(yīng)力，以其產(chǎn)生的反彎矩抵消部分外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，從而達(dá)到改善舊橋使用其性能并提高其極限承載力的目的，本橋只涉及粗鋼筋的體外預(yù)應(yīng)力加固提高荷載方案。一、體外預(yù)應(yīng)力構(gòu)造：主要由四個部分組成1、水平筋與斜筋：由高強(qiáng)螺紋粗鋼筋組成，構(gòu)造見圖2，

4、其作用是施加預(yù)應(yīng)力提高梁的承載能力。2、梁端錨固：先將梁端部分混凝土橋面板鑿掉，將梁端頂面上角鑿成與斜筋傾斜方向相垂直的斜面（需剪斷局部架立鋼筋和箍筋），在端橫隔板上開鑿與斜筋方向相同的斜孔，然后，將用角鋼或槽鋼制作的支承墊座用環(huán)氧砂漿固定在已鑿好的梁端斜面上。斜筋穿過橫隔梁和支承墊座的斜孔，用千斤頂進(jìn)行張拉并用螺母錨固在支承墊座上，最后用混凝土將錨頭封閉，見圖3。3、水平滑塊：由聯(lián)接斜筋和水平筋的活動滑塊支承座和固定在梁底的支承鋼墊組成，其構(gòu)造見圖4，其主要功能是通過滑塊的水平滑動，以調(diào)整斜筋與水平筋之間的內(nèi)力分配比例，并使表面受力趨于均勻。二、體外預(yù)應(yīng)力提高荷載等級計算：已知的設(shè)計參數(shù)如下

5、：1T梁混凝土設(shè)計標(biāo)號25Mpa。水平筋極限應(yīng)力計算時，取，取混凝土極限壓應(yīng)變,. 原梁斜截面內(nèi)受拉縱向鋼筋的配筋率3. 體外索配筋參數(shù)：   經(jīng)加固設(shè)計分析，體外索水平筋取為，均為冷拉級鋼（單控）。 ，上錨固點至墊板中心的水平距離：, ：因是水平張拉：，查規(guī)范按3)溫差引起的損失。：分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的線膨脹系數(shù),t:為年最高溫度與施工時的溫度差；15°故：因單片梁兩根水平鋼筋同時張拉，使單片梁間的：一次張拉因舊橋混凝土的收縮與徐變在長期使用過程中已基本完成。體外筋加固體系并不會使橋梁恒載增加許多，且使原梁受壓區(qū)的應(yīng)力明顯減少。因此，即可近似取混凝土收縮、

6、徐變損失預(yù)應(yīng)力水平筋重心到截面上邊緣的距離，滑塊與梁底之間的摩擦系數(shù)（屬于滑動摩擦），體外斜筋中的有效預(yù)應(yīng)力分別為體外預(yù)應(yīng)力水平筋和斜筋中由有效預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變。令：，體外預(yù)應(yīng)力鋼筋換算長度與梁的計算跨徑之對于按均布荷載考慮的簡支梁由彈性變形理論可求出，原梁受拉鋼筋配筋率，參照現(xiàn)行公路橋規(guī)（JTJ02385）中對鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的強(qiáng)度計算方法，按矩形截面試算：體外水平筋的極限應(yīng)力    2007-04-21        Ay+AgRg- AgRg   ，令水平筋極限高度系數(shù)y為梁發(fā)生截面破壞時實際受壓區(qū)高度s與體外水平筋重心到梁頂面的距離， 代入上式，可得  ， ； ：梁破壞時的極限撓曲值。 即可求出體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的極限應(yīng)變增量其中為體外預(yù)應(yīng)力水平筋中由有效預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變。由于體外水平筋在梁達(dá)到極限狀態(tài)時并不屈服，因此，將上式兩端分別乘以預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量，則體外水平筋的極限應(yīng)力可用下式表示：，又由于則可導(dǎo)出：將其化簡后可得一關(guān)于水