體外預(yù)應(yīng)力鋼絲繩加固RC梁受剪性能的研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(yù)應(yīng)力加固技術(shù)以其中斷交通時(shí)間短、施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)高效、加固效果好等有點(diǎn)，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(yīng)力裂縫數(shù)量多，寬度超限，斜裂縫向跨中發(fā)展，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)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(duì)抗剪能力加固，主要有粘貼鋼板、粘貼高強(qiáng)復(fù)合材料、

2、增大截面、體外預(yù)應(yīng)力等加固方法。其中前三種均屬于被動(dòng)加固，只有體外預(yù)應(yīng)力法屬于主動(dòng)加固，經(jīng)常與抗彎加固配合作用，效果良好，但需設(shè)置轉(zhuǎn)向塊，構(gòu)造復(fù)雜，施工繁瑣。鋼絲繩體外預(yù)應(yīng)力加固，采用分散的鋼絲繩進(jìn)行加固，預(yù)應(yīng)力分散布置，噸位小，錨固簡(jiǎn)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(yù)應(yīng)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(yùn)營(yíng)安全、延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，帶來明顯的直接

3、及間接經(jīng)濟(jì)效益。本文的主要內(nèi)容和研究結(jié)果如下:
　　(1)體外預(yù)應(yīng)力筋加固效果的研究
　　模擬舊橋使用損傷狀態(tài)，設(shè)計(jì)3片基準(zhǔn)梁和23片加固梁進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力鋼絲繩加固試驗(yàn)，試驗(yàn)梁截面尺寸為20cm×40cm，梁長(zhǎng)為300cm，對(duì)加固梁的抗剪效果進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)內(nèi)容包括體外筋加固作用對(duì)加固梁的極限承載力、裂縫變化、箍筋應(yīng)變的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，體外預(yù)應(yīng)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(yàn)梁設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)加固效果的影響
　　按照試驗(yàn)梁的設(shè)計(jì)參數(shù)建立非線性有限元計(jì)算模型，對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行抗剪承載力計(jì)算，并加密設(shè)計(jì)參數(shù)彌補(bǔ)試驗(yàn)梁的不足，通過非線性有限元方法對(duì)待加固梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、體內(nèi)配箍率、縱向配筋率等設(shè)計(jì)參數(shù)以及體外參數(shù)包括鋼絲繩間距、預(yù)加力大小、加固梁帶載水平等因素對(duì)抗剪加固效果的影響進(jìn)行了理論研究，揭示了體外鋼絲繩抗剪加固的機(jī)理，總結(jié)了原梁參數(shù)和體外參數(shù)對(duì)加固效果的影響規(guī)律。計(jì)算結(jié)

5、果表明，有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好;抗剪承載力隨著配箍率、縱筋配筋率、混凝土標(biāo)號(hào)、體外筋預(yù)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(jì)算方法的研究
　　綜合分析了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的抗剪承載力計(jì)算方法，在此基礎(chǔ)上采用遺傳-回歸的方法，利用Matlab計(jì)算軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和有限元計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化分析，建立了基于桁架-拱模型的抗剪承載力計(jì)算模型，提出了體外鋼絲繩、帶載水平和混凝