基于足尺试验的先张法PC空心板梁抗弯加固分析

发布时间：2020-03-20 10:25

【摘要】：中国现有桥梁中绝大多数为普通钢筋混凝土梁桥和预应力混凝土梁桥。随着服役时间增长,荷载等级的提升等因素,许多桥梁已经不能满足强度、刚度、稳定性和耐久性的要求,因此需要进行维修、加固和重建。本文在通过查阅了大量的国内外有关预应力混凝土梁抗弯加固的资料后,总结了预应力混凝土桥梁加固的发展历史和研究现状,介绍了桥梁加固中几种常用的方法。试验依托三片高速公路改扩建工程中废弃的已服役20年的16m预应力钢筋混凝土空心板梁,在对试验梁进行耐久性检测和材料力学性能检验的基础上,确定其加固方案,并对试验梁进行合理的测点布置。施加荷载的过程中对试验梁的应变和挠度进行了全过程采集,并对试验结果进行了分析。考虑到试验梁加固后两阶段受力的情况,在不同初始应变的条件下,推导出三种不同情况下的相对界限高度系数的表达公式。提出加固混凝土高度与抵抗外荷载的关系公式,当新增混凝土高度达到某一值时,加固梁抵抗外荷弯矩值达到最大。并以此为基础,推导出新增混凝土和碳纤维板共同作用下抵抗外荷载的关系公式。分析采用不同加固方法的有限元模型的极限承载力,发现采用受压区增大截面加固法和碳纤维板加固法均能有效的提高试验梁的开裂荷载和极限承载力,且增大截面加固法对试验梁的增强要大于碳纤板加固法。
【图文】：

照片,试验梁,新浇筑混凝土,材料力学性能

影响结构的耐久性能。本试验使用１％酚酞酒精溶液试剂和深度测量仪对碳化深度进行逡逑测试，测得的平均碳化深度与保护层厚度之比均小于０．５，满足规范【３８］的要求。试验照片如逡逑图２－１邋（ｂ）所示。逡逑２．２．１．３回弹值逡逑本次试验每片试验梁测区数为２０个（梁侧面为１０个、梁底１０个）。试验测区均为逡逑２０ｃｍＸ２０ｃｍ正方形，在内部划分１６个测点，并在每个试验梁的回弹测区中任意选取３０％逡逑以上测区检测混凝土碳化深度。各试验梁的回弹测试结杲于表２－３所示逡逑逦表２－３回弹测试结果逦逡逑逦试§金梁编号逦侧面回弹值（ＭＰａ）逦底面回弹值（ＭＰａ）逦逡逑Ｍ＾Ｏ逦４２．８０逦３９．１０逡逑Ｍ－ｌ逦４１．５３逦３７．５８逡逑逦Ｍ；２逦４６．００逦３９．６５逦逡逑由试验数据可知，试验梁侧面混凝土强度完全能达到最新规范设计要求，底面混凝土强逡逑度略低于侧面混凝土强度，轻度退化。逡逑２．２．１．４试验梁反拱度逡逑预应力混凝土梁在预应力筋作用下会产生反拱，反拱值的大小反映了预应力值的大小。逡逑本次试验梁为服役２０年的先张预应力混凝土空心板梁，测量反拱值预估梁内预应力的大逡逑小，表２－４为各试验梁的反拱值。逡逑逦表２－４邋反拱值统计表逦逡逑逦湖佥梁编号逦反拱值（ｍｍ）逦逡逑ｎＴ0逦４Ｋ５逡逑Ｍ－ｌ逦２３．５逡逑逦Ｍ－２逦５Ｚ５逦逡逑由表中结果可知，各试验梁的反拱数值大小均不一样，，尤其是试验梁Ｍ－ｌ，其反拱值较逡逑低

布置图,材料性能,试验梁,张拉控制应力

度为１８６０ＭＰａ，张拉控制应力１３９５ＭＰａ，且使用不等长对称布置。空心板采用Ｃ４０混凝逡逑土。该试验梁在设计时使用的是８５规范，其设计荷载为当时规范规定的汽车－超２０级和挂逡逑车－１２０。试验梁现场效果如图２－３所示。试验梁横截面图和纵向钢筋及钢绞线布置图如图２－逡逑４所示。逡逑－］0－逡逑
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.72

【参考文献】