體外預應力鋼絲繩加固RC梁受剪性能的研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，大量舊有橋梁的維修加固問題日益突出，在諸多橋梁加固方法中，體外預應力加固技術以其中斷交通時間短、施工簡便、經(jīng)濟高效、加固效果好等有點，被廣泛用于舊橋加固施工中。而在既有橋梁中，梁端受剪破壞是一種常見的破壞形式，主要表現(xiàn)為主拉應力裂縫數(shù)量多，寬度超限，斜裂縫向跨中發(fā)展，嚴重影響結構的安全。造成受剪破壞的原因主要有抗剪承載力不足、材料性能退化、車輛超載等。目前，對抗剪能力加固，主要有粘貼鋼板、粘貼高強復合材料、

2、增大截面、體外預應力等加固方法。其中前三種均屬于被動加固，只有體外預應力法屬于主動加固，經(jīng)常與抗彎加固配合作用，效果良好，但需設置轉(zhuǎn)向塊，構造復雜，施工繁瑣。鋼絲繩體外預應力加固，采用分散的鋼絲繩進行加固，預應力分散布置，噸位小，錨固簡便，不需轉(zhuǎn)向裝置，施工方便，是抗剪加固的一種新的嘗試，為舊有混凝土橋梁及部分大跨徑預應力混凝土橋梁普遍存在的斜裂縫加固提供新的途徑，以改善橋梁受力狀況、保證橋梁運營安全、延長橋梁的使用壽命，帶來明顯的直接

3、及間接經(jīng)濟效益。本文的主要內(nèi)容和研究結果如下:
　　(1)體外預應力筋加固效果的研究
　　模擬舊橋使用損傷狀態(tài)，設計3片基準梁和23片加固梁進行體外預應力鋼絲繩加固試驗，試驗梁截面尺寸為20cm×40cm，梁長為300cm，對加固梁的抗剪效果進行了系統(tǒng)的試驗研究，試驗內(nèi)容包括體外筋加固作用對加固梁的極限承載力、裂縫變化、箍筋應變的影響，試驗結果表明，體外預應力筋加固方法能夠有效提高鋼筋混凝土梁的抗剪能力，推遲梁體開裂，提高箍

4、筋屈服荷載。
　　(2)試驗梁設計參數(shù)對加固效果的影響
　　按照試驗梁的設計參數(shù)建立非線性有限元計算模型，對設計模型進行抗剪承載力計算，并加密設計參數(shù)彌補試驗梁的不足，通過非線性有限元方法對待加固梁的混凝土強度等級、體內(nèi)配箍率、縱向配筋率等設計參數(shù)以及體外參數(shù)包括鋼絲繩間距、預加力大小、加固梁帶載水平等因素對抗剪加固效果的影響進行了理論研究，揭示了體外鋼絲繩抗剪加固的機理，總結了原梁參數(shù)和體外參數(shù)對加固效果的影響規(guī)律。計算結

5、果表明，有限元計算結果與試驗結果吻合良好;抗剪承載力隨著配箍率、縱筋配筋率、混凝土標號、體外筋預加力的增大而明顯提高，隨著剪跨比、帶載水平、體外筋間距的增大而減小。
　　(3)加固梁抗剪承載能力計算方法的研究
　　綜合分析了國內(nèi)外現(xiàn)有的抗剪承載力計算方法，在此基礎上采用遺傳-回歸的方法，利用Matlab計算軟件對試驗數(shù)據(jù)和有限元計算數(shù)據(jù)進行優(yōu)化分析，建立了基于桁架-拱模型的抗剪承載力計算模型，提出了體外鋼絲繩、帶載水平和混凝