_大跨径桥梁体外预应力加固计算方法探讨.pdf

《江苏交通科技》2008年 第4期 大跨径桥梁体外预应力加 固计算方法探讨 ． 李 威 (浙江省台州市公路管理处 台州 318000) 傅 国勇 (浙江省台州市恒通监理公司 台州 318000) 摘 要 结合某大桥体外预应力加 固工程 ，对体外预应力技术在大跨径桥梁上的应用进行 了深入研究。通过对实桥建立有限元模型，进行设计、施工、监控等一系列过程计算，提出大 跨径桥梁无粘结预应力体外索加 固的有限元计算分析方法。 关键词 体外预应力 加 固 大跨径 PC连续刚构 设计 1 概述 2 工程概况 体外预应力结构体系是将预应力钢筋布置在梁 本文以某大桥体外预应力加固为背景，对在大 体的外面(梁底和梁两侧，或者在梁 内部)，所以一 跨径桥梁的加固中采取体外预应力的方案进行探 般都是无粘结预应力结构。这种结构相对于体 内预 索，研究其可行性和优越性，并总结出了体外预应力 应力结构发展较晚。体外预应力的发展最早是在 加固大跨径桥梁的分析计算方法。 20世纪20年代末，由德国学者F．Dischinger首次应 大桥全长 13lO．091TI，主桥 850in，跨径组合为 用在Saale桥上，该桥最大跨径68m。 105ITI+4×160m+105m，桥面净宽 18．5ITI，最大跨 但是至今，体外预应力在非简支体系大中桥梁 径 160in，主梁为单箱单室箱型梁，箱梁底宽9m，顶 上的加固应用相对较少。在香港，80年代初曾加固 宽 17．5113．，梁高为跨中3Ill，桥墩处8m，跨间梁高按 了一座大桥——青衣桥，该桥为 61m+4×1221TI+ 二次抛物线变化。主桥箱梁采用三 向预应力结构， 61m的预应力混凝土 T型刚构 。加 固后该桥因混 纵、横向预应力采用钢绞线束施加，竖向预应力采用 凝土收缩徐变引起的悬臂端挠度明显减少，有效地 精扎螺纹粗钢筋施加。主桥下部结构为双薄壁墩 改善了桥梁的使用性能。另外，三 门峡黄河大桥 身，钻孔灌注桩基础。设计时的荷载等级为：汽车一 (预应力混凝土连续刚构，跨径组合为 105in+4× 超 2O级 ，挂车 一120。 160m+105m)也是采用体外预应力加固技术，这是 由于该桥主桥各跨跨中区段普遍下挠，最大值 内地首次将体外预应力加固的方法应用在大跨径的 达到 15cm，且箱梁腹板普遍出现有规则的斜裂缝 。 桥梁上，也是国内单束张拉吨位最大的体外预应力 主梁梁体有大量蜂窝、麻面、露筋、空洞等现象。病 加固。采用体外预应力加固具有施工方法方便可 害随时间呈发展趋势，必须对该桥进行加固维修 。 靠、设备简单、不中断交通 (只要适当的控制即可) 3 大跨径PC连续刚构体外预应力加固计算步骤 以及可 以使用大吨位预应力锚 固等优点。 目前，国 大跨径桥梁的加固必须建立在准确而又详尽的 内有大量旧桥由于各种不同的原因，急需改造加固， 计算之上，计算过程应当尽量符合实际情况，施工阶 而体外预应力的加 固优点可以很好地解决这一 问 段、使用阶段以及监控过程 的模拟也应准确地反映 题 。今后，随着我国体外预应力加固理论的不断研 实际施工的步骤，有限元模型的建立应尽量准确，在 究，加 固方案的不断创新，体外预应力加固必将越来 关键部位尽可能多分配单元，将网格划分得更细，有 越多地应用到桥梁加固中，其前景将非常广阔。 些局部应力集中的构件应单独进行细部分析。 (收稿 日期、编号 ：2008—01—10／3225