基于有效預應力檢測橋梁安全性

Word版本，下載可自由編輯基于有效預應力檢測橋梁安全性一、預應力混凝土延續(xù)梁橋存在的問題

因為預應力混凝土延續(xù)梁橋是一種超靜定結構，它具有很好的順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度，跨越能力強、整體剛度大、抗震性能好、行車平順舒服、施工簡便、養(yǎng)護費用低等優(yōu)點。因此，近40年以來，預應力混凝土延續(xù)梁橋在世界各國的橋梁建造中得到了迅速進展，跨徑也越來越大，成為在海灣、深谷上建筑大跨度橋梁廣泛采納的結構形式之一。

國內(nèi)外橋梁建設在過去幾十年中取得了巨大的長進和卓越的成就，預應力混凝土橋梁進展也很快，無論在橋型、跨度以及施工辦法與技術方面都有突破性進展。但是，因為橋梁在建設和使用過程中，必定會受到環(huán)境、有害化學物質的侵蝕，并要承受車輛、風、地震、疲勞、超載、人為等外來因素作用，同時橋梁所采納的材料性能也會不斷退化，從而導致結構各部分浮現(xiàn)不同程度的損傷。這些損傷的累積和進展不但會影響橋梁的正常運營，而且會危及結構的使用平安。越來越多的橋梁進入老齡化階段，需要對橋梁結構現(xiàn)有使用性能舉行評價，進而加固修理。

然而，隨著預應力混凝土延續(xù)梁橋在世界各地的廣泛應用，有關這種橋型的病害也越來越多。普通的預應力混凝土延續(xù)梁橋國內(nèi)設計院按全預應力混凝土構件設計，即在正常施工階段和使用階段不浮現(xiàn)拉應力為主要依據(jù)，設計要求嚴格。但因為延續(xù)梁橋通?？鐝捷^大，導致預應力體系較為復雜、張拉噸位力大和結構受力復雜等問題。近些年來，部分延續(xù)梁橋在施工和運營過程中，橋梁結構浮現(xiàn)了一些病害，主要表現(xiàn)為：

1、主梁下?lián)?，尤其是跨中撓度過大。廣東南海某大橋運營6年后，跨中下?lián)?2.2cm，為主跨徑的1/540，大于規(guī)范允許的1/600[中華人民共和國交通部.馬路橋涵設計通用規(guī)范網(wǎng).人民教導出版社，2023

2、中華人民共和國交通部.馬路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范[M].人民交通出版社，2023

3、中華人民共和國交通部.預應力混凝土用鋼絞線.人民交通版社.2023],2,3。延續(xù)梁橋后期的持續(xù)撓度過大，使得主梁跨中下凹，破壞橋面鋪裝層，影響橋梁的使用壽命和行車舒服性，甚至危及橋梁結構的平安。

4、箱梁裂縫。如頂板開裂、底板縱向開裂、箱腹板浮現(xiàn)斜裂縫等，并且裂縫主要表現(xiàn)為縱向裂縫、彎曲裂縫、彎曲剪應力裂縫和主拉應力裂縫。伊犁河大橋為剛構延續(xù)組合梁橋，在運營期間箱梁浮現(xiàn)了縱向裂縫，有些縱縫較長甚至延續(xù)貫穿。

二、有效預應力檢測

2.1檢測辦法

針對預留檢測槽口處，局部破損波紋管及水泥砂漿處裸露出的鋼絞線，應用“預應力鋼索張力測試儀”，基于橫張位移增量法檢測原理舉行鋼絞線預張力的測試。橫張位移增量法，是依據(jù)預應力鋼絞線橫向荷載及變形測試來檢測有效預應力的技術。即：橫張位移增量法就是對兩端張拉鋼絞線的跨中橫向施加作用力，測試其橫向變位值，從而推算鋼束中有效預張力。檢測中對目標測試鋼束舉行橫向張拉實驗，利用分級測試橫向張力及對應橫向位移作為基礎采集數(shù)據(jù)，結合有用閱歷公式得到橋梁關鍵預應力束有效預應力實測值。

主要儀器設備有：預應力鋼索張力測試儀，數(shù)顯儀等。

2.2關鍵工序

在預應力測試過程中的關鍵工序如下：

檢測槽口定位

首先按照實際狀況量測檢測槽口的位置及尺寸參數(shù)。

測試前預備工作

在檢測槽口定位后，舉行測試前的預備工作，主要包括切割檢測槽口處一般鋼筋、切割并剝離波紋管及支撐起目標測試鋼束并實現(xiàn)穩(wěn)固夾持等三項內(nèi)容。

預應力鋼束測試

采納橫張位移增量法檢測技術，使用預應力鋼索張力測試儀，對關鍵鋼束的有效預應力舉行測試。

三、依托工程結構平安性分析

3.1主梁混凝土應力分析

1、主梁上下緣混凝土應力分布

在設計狀態(tài)下計入恒載、預應力和收縮徐變荷載，并考慮施工階段效應，計算出成橋1月后主梁上下緣混凝土應力分布狀況。按已抽檢的鋼束預應力預測值，預測實際狀況下主梁上下緣混凝土應力值。在實際狀態(tài)下計入恒載、預應力和收縮徐變荷載，并考慮施工階段效應，計算出成橋1月后主梁上下緣混凝土應力分布狀況。

2.控制截面主梁上下緣混凝土應力值

經(jīng)計算分析可知，延續(xù)剛構橋控制截面為邊跨0.3L、中跨1/4L、支點等截面。全橋共有邊跨0.3L截面2個，跨中截面4個，1/4L截面8個，邊支點截面2個，中支點截面5個。成橋1月后，各個控制截面主梁上下緣混凝土應力值。

荷載組合1作用下，成橋1月后主梁上下緣混凝土應力均為壓應力。主梁控制截面上緣混凝土應力邊跨0.3L、中跨跨中、1/4L及支點處預測值均小于設計值；下緣混凝土應力邊跨0.3L和中跨跨中、1/4L處預測值均小于設計值，支點處預測值部分大于設計值，部分小于設計值。

荷載組合2作用下，成橋1月后主梁上下緣混凝土應力除邊跨0.3L和兩端支點處為拉應力外，其余各點均為壓應力。主梁控制截面混凝土應力邊跨0.3L、中跨跨中、1/4L及支點處預測值均小于設計值。

3.鋼束預應力效應產(chǎn)生的混凝土應力

按照上述鋼束有效預應力實測值以及對其他鋼束索值變化邏輯預測的驗證，計算混凝土應力值。

3.2有效預應力衰減

因為全橋鋼束預應力分布模式以及有效預應力隨時光逐漸變化的邏輯基本全都，加上受篇幅限制在此不能一一列舉，只是分析了其中具有代表性意義的鋼束有效預應力隨時光變化的趨勢。

由上述分析可知：

隨著運營時光的增長，鋼束有效預應力預測值逐漸減小，而且變化速度是先快后慢，等橋梁結構運營50年以后，預應力損失程度逐漸趨于穩(wěn)定。

鋼束有效預應力預測