變截面連續(xù)梁橋體外預應力加固技術研究.pdf

1、改革開放以來，我國經濟建設得到快速發(fā)展，交通運輸事業(yè)一片繁榮，交通量日益劇增，有相當一部分建造時間較早的運營橋梁，在多種因素作用下，如收縮徐變、預應力損失及超載運營等，現在已經不能滿足使用要求，橋梁開始顯現出病害并有發(fā)展的趨勢，嚴重影響橋梁的正常使用，所以對橋梁進行維修加固刻不容緩。體外預應力加固法相對其他加固法來說，對橋梁結構造成的損害較小，既可以減少或者避免出現裂縫，也可使其中一些裂縫得到閉合，改善橋梁的耐久性;另外，體外預應力加固

2、法自重增加小，可以節(jié)省加固成本，施工過程也不影響交通，除了可以作為臨時加固措施，也可作為永久的加固措施，提高橋梁結構的承載能力。
　　國內外對體外預應力加固技術從理論到實驗方面做了不少研究，但有關變截面連續(xù)梁橋的體外預應力加固技術的研究并不多。本文結合某大橋加固工程，分析和總結研究國內外試驗資料和相關文獻的基礎上，采用方案對比、理論分析、有限元模擬等方法對變截面連續(xù)梁體外預應力加固技術進行研究，總結了體外預應力加固法的設計要點，分

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

4、過對病害成因分析，得出病害出現的主要影響因素為縱向預應力損失及車輛超載導致的壓應力不足，針對該影響因素，為增加中跨跨中底板壓應力，對該大橋進行體外預應力加固設計，并闡述了該方法的設計要點，如現狀橋梁承載力分析、增設的體外索面積估算、體外索線形的確定、錨固裝置及轉向裝置的布置位置及結構形式等。
　　(3)對體外索線形進行研究，通過有限元建模比較不同線形方案，并通過理論分析，得出體外預應力對變截面連續(xù)梁的等效作用，驗證了布索方案的正確

5、性，解決了變截面連續(xù)梁體外預應力加固設計的布索技術。介紹了結構優(yōu)化的思想方法，并通過ANSYS的優(yōu)化模塊對該大橋體外索線形進行優(yōu)化，以跨中彎矩為優(yōu)化目標，優(yōu)化方案使得跨中負彎矩得到較大增幅，解決了體外預應力加固設計的索形優(yōu)化技術。
　　(4)結合工程背景，對鋼結構形式的轉向裝置及錨固裝置進行研究，一方面通過有限元分析方法為轉向桁架選形，利用迭代分析方法對不同截面的鋼構件進行受力分析，選擇了相對合理的雙槽鋼截面，并對桁架進行驗算，解

6、決了轉向裝置結構及截面的選型技術，有利于推廣鋼結構形式的轉向裝置。另一方面對錨固裝置及與梁體混凝土連接處的局部應力進行分析研究，通過有限元建模分析方法，驗證了錨固塊的布置位置及連接的合理性和鋼結構形式錨固裝置的可行性。
　　(5)針對變截面連續(xù)箱梁橋，介紹了體外預應力張拉施工過程的監(jiān)控方法及內容，通過監(jiān)控數據與有限元加固模型中的理論數據對比指導每一步施工，使得張拉施工順利完成，并通過荷載試驗驗證了體外預應力加固設計的合理性及有限元