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西安地基加固公司浅谈桥梁预应力加固技术

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西安地基加固公司浅谈桥梁预应力加固技术

发布日期:2016-07-23 作者: 点击:

预应力加固技术在土木和建筑方面应用非常广泛,可以说预应力加固技术在公路桥梁工程中的应用更有应用价值。这种技术主要是解决如何针对桥梁结构出现的问题进行加固维护,主要是桥梁的布置特点和抗弯承载力的要求,进行预应力筋的加固补强的设计理念基本上满足需求,是可行的。西安地基加固公司浅谈桥梁预应力加固技术将结合公路梁预应力的加固技术进行分析。 

1 公路桥梁预应力加固技术的工作原理 

预应力加固技术不同于广义的预应力技术,它只是将后张法的体外预应力技术用于结构加固,属于部分预应力,不是全预应力。其工作原理是为了抑制现有结构的某一部分继续变形与裂缝,或者约束已有变形或裂缝使之恢复或闭合,以保持结构的整体性;也为了防止某一部位可能产生新的拉应力引起新的裂缝。其具体措施是:给需要考虑加固的结构部位施加部分预压应力,以消除结构内可能产生的拉应力,抑制裂缝,并达到整体加固的目的。 

1.1 预应力路径 预加应力既然是对结构构件内部施加压应力,那就必须保证压应力只产生在结构构件的拉应力区,而不要产生在压应力区,否则就会适得其反,使受压区的压应力超限,导致更可怕的脆性破坏。因此,关于体外预应力的齿板(锚拉点)位置与构造以及张拉索走向、张拉力强度,都必须经过仔细设计;此外,对加固件可能出现的导致裂缝的拉应力强度,也必须先经过仔细计算,做到心中有数,以便适当控制张拉吨位。 

1.2 预应力机具 根据体外预应力和局部预应力或部分预应力的工作特点,不存在埋管穿线和注浆等复杂问题。为了尽量回避障碍,减少对构件的伤害和对已有张拉管线的干扰,应尽量避免长线张拉、大吨位(集中)张拉,而以短线分散张拉为主。因此,可尽量避免使用钢绞线而以高强钢丝或精制螺纹钢代替。张拉机具应简易、轻便,一般不使用台座式油压千斤顶张拉,而代之以拉杆式手压千斤顶,甚至以螺杆扣紧方式进行张拉。张拉以后考察一定时段,证实裂缝已经稳定,再锁定张拉端,在张拉线(筋)表面抹丹强丝水泥砂浆保护层,或喷射混凝土保护层,可起到封闭裂缝及保护张拉线和加固件的综合效用。 

西安地基加固公司.jpg


2 原因分析 

大跨度预应力钢筋混凝土箱梁桥的开裂原因显然是多方面的,必然很复杂。有些是设计构造不合理,主要表现在设计思想从力学平衡方面考虑得多一些,从变形协调和本构关系合理方面考虑得少一些,因而必然出现腹板和顶、底板的厚度及配筋不相适应,不满足实际需要的问题;也有些是施工程序安排不合理和施工质量不保证的问题。但作为一个普遍存在的现象来考察,其主要原因还是存在于预应力张拉工艺上。作为全预应力设计,其主导思想和设计意图是:通过预加压力,使在结构的每一拉应力区都能产生一定的预压应力,以便全部或部分抵消结构正常服务期间出现的各种拉应力,以抑制结构裂缝的出现。出现裂缝现象表明,主梁纵向预应力张力的张拉力度是足够的,所以梁底并不出现弯曲张拉裂缝。但横向张拉力度和竖向张拉力度就不一定够,横向张拉力度如果能够确保,桥面几十米长的纵向贯通裂缝就绝对不会出现。存在最普遍的问题可能是关于纵向预应力的分布情况和扩散范围。纵向预应力束的主要走向在纵梁底部,由于纵梁刚度大,相对来说,腹板和顶、底板的纵向刚度很小,预应力很可能集中出现在纵梁梁底的有限范围内,并没有向腹板和顶、底板内扩散。因为应力的传递是随结构刚度的变化而变化的,顶、底板和腹板刚度不足,应力就传递不过去,也就是顶、底板和腹板的中轴附近很可能是预应力完全失效区,根本不存在预压应力。在荷载效应或变形失调引起的拉应力偏大,而构造配筋不足的情况下,必然引起腹板中腰附近的枣核形竖直裂缝和顶、底板中线附近的横向裂缝。此外,预应力张拉松弛,预应力埋管偏位,尤其是梁底纵向预应力埋管在接近支座处的负弯矩区时,应向上转弯抬起,如果起弯点选择不当,弯起量不够或出现硬弯、偏位等现象,都会引起支座附近主拉应力放大,导致45°倾斜的主拉应力裂缝。如果起弯点离支座太近,则在支座附近的梁中性轴以下可能出现过大的预压应力,这个预压应力与支座负弯矩产生的中性轴以下受压区的压应力及强大的竖向剪应力叠加组合后,必然形成强大的正八字形倾向的主拉应力,与正常的主拉应力方向正好相反,裂缝倾向也就与正常方向相反,形成反常的倒八字形裂缝。倒八字形裂缝属于剪压型裂缝,引起的破坏将是脆性破坏,具有极大的危险性,必须引起高度注意。   3 预应力损失估计和减少预应力损失的措施 

预应力损失主要指由于预应力加固过程中的一种工作状况问题,由于加固件自身和结构而引起的变形,这些问题都是在桥梁进行预应力加固补强过程中出现的问题,产生这类现象的因素包括:①基础和地基的沉降;②被加固件因为某些原因产生收缩而引起;③加固件本身的因素;④加固件的节点和变形的结构;⑤温度的影响产生的应变,在对桥梁预应力加固时,因为以上这些因素的影响,就会产生比较大的预应力损失,这种损失是不可忽视的,因此,在加固施工的过程中,要考虑和估算损失量,这样才会在进行预应力加固过程中,将这些因素放进去,预留一些构造的措施,从而将预应力加固的数据调整并优化的数值。 


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