體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)介

1、體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)介后張無粘魴預(yù)應(yīng)力技術(shù)己在國內(nèi)外匚程傾城用到廣泛的屜用“無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝杠的預(yù)應(yīng)力筋和周圍混M-LZ間沒冇粘給H.按預(yù)應(yīng)力布束方式的不同仃為兩種類舉*類堡預(yù)應(yīng)丿J8S設(shè)豐柞觀刪十體內(nèi)但與混凝七之何沒育粘結(jié).預(yù)應(yīng)力觴在端部錨固區(qū)之閭的孔道內(nèi)珂吐滑動(dòng).這種頂應(yīng)力崩稱為體內(nèi)無粘錯(cuò)預(yù)應(yīng)力筋.含有體內(nèi)尤粘站預(yù)應(yīng)力醐的混凝上梁購為體內(nèi)無粘踣預(yù)値力混凝土梁*另啖屋預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置在混凝土體外.預(yù)應(yīng)力觸通過錨具和轉(zhuǎn)向塊把應(yīng)力傳遞給混;»土變體，這種偵用力筋稱為體外預(yù)悶丿丿恥洱仃休外檢応力筋的混凝I傑稱為體外滇應(yīng)力混純土無粘結(jié)頂應(yīng)力技術(shù)具有施I：簡(jiǎn)單、造價(jià)經(jīng)濟(jì)以及結(jié)構(gòu)安傘漳優(yōu)點(diǎn)B山卜

2、魏戰(zhàn)、鋼筋銹性涇脳勢(shì)期限等原因-世界幹地的許芬橋梁存在«不同程度的結(jié)構(gòu)損飭利川體外滇應(yīng)力技I；加同這醫(yī)既仃的受損結(jié)構(gòu)或廣敘力不足結(jié)構(gòu)-能有淑恢VJtT«性能或提高其結(jié)構(gòu)承城能力.這樣購可星免損傷橋梁的推醐取建'又消除了護(hù)故SSJft.Hfrnf觀的經(jīng)濟(jì)敢益和社金敗益*無粘給休外預(yù)應(yīng)力混凝杠結(jié)構(gòu)的利川傲采用休內(nèi)、詐外筋井用的方法怵外力篦的數(shù)鼠約占20-30%右.H前，國內(nèi)的休外預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁匕冇很事。例如19乃年建成的汕頭謀館大橋（越索橋）預(yù)應(yīng)力程JK土加勁梁的縱冋力笳中底板蚩采用單股帶HDPE防護(hù)沓的糠鋅鋼絞線紹詼?zhǔn)勺鳛闊o粘結(jié)體外力湖口特大橋位于都陽瀾長(zhǎng)H入口處

3、.結(jié)構(gòu)方案由林同炎涔詢公胡進(jìn)行設(shè)計(jì).諫橋全K513.Ctn»共（5跨.'I'fid4跨堆跨厲度財(cái)m邊聒跨度64.Sm.上歸菇輸采用了變截面的碩應(yīng)力混勰土單室組形截面梁截血高度任4m«6.7m變化，箱架小同時(shí)配置了休內(nèi)U休外預(yù)應(yīng)力筋.兩肴用送比例約為0.53；0.47.兩濱高速公路高架橋.該橋全K6km.上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面梁,跨度為35m高度為2m,采用體內(nèi)、外預(yù)應(yīng)力混合配束,預(yù)應(yīng)力筋均配置在預(yù)制箱形蔽血內(nèi).1：部結(jié)構(gòu)共設(shè)2X6束27和2.7鋼絞線（體內(nèi)滇應(yīng)力）和2X4束19<M2.7鋼絞線（體外預(yù)應(yīng)力）。蓮沱特大橋.該橋是K江三峽對(duì)外交通

4、&用公路的關(guān)健工程之K341.89m,寬20m,主橋?yàn)?8.3m+l14m+48.3m的鋼符混凝上拱橋。根據(jù)拱肋結(jié)構(gòu)的受力需要,該橋預(yù)應(yīng)力束錨固于邊拱拱端,從邊拱腹腔穿出后以體外明朿形式通們個(gè)橋。預(yù)W力鋼束共16根，毎肋8根，毎根鋼束山12-75mm鋼絞線組成，K223m.介肥血里燉立交橋K3.9km,是采川體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)建成的部分偵應(yīng)力笫構(gòu)。全橋?yàn)?6孔1聯(lián)的等截面連續(xù)箱梁.-般篦為4孔1聯(lián).跨度為21-25m體外束按折線布賈,僅住跨中及梁端設(shè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),折點(diǎn)處預(yù)埋<P70mm的訥錚作為索鞍，以減少糜阻損失。體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁的發(fā)展體外預(yù)應(yīng)力不僅川箭建的結(jié)構(gòu)匸程中，而且也是加固既有

5、結(jié)構(gòu)的種最積極有效的護(hù)段。任加固己有橋梁的工程實(shí)踐中,工程師們創(chuàng)造了多種體外預(yù)應(yīng)力加固方法，枳累了人覽的匸程實(shí)踐經(jīng)臉，這空I】程實(shí)踐也為體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)理論的建立和完善奠定了一定的基礎(chǔ)。較典巾的匸程實(shí)踐如下,加饗大1979年建成的格朗梅爾橋，共K285m,三跨連續(xù)，K度備為和39.6m。該橋?yàn)楝F(xiàn)澆節(jié)段式箱梁橋，從建成到1986年，跨中半均撓度，已達(dá)300mm,且険季市溫度的變化而變化，住中跨兩個(gè)三分點(diǎn)處，底板內(nèi)面發(fā)現(xiàn)裂縫.其寬度約為0.1至0.2mm,意想不到的撓度就從這兩個(gè)位置開始.分析衣明這是山于混凝土的實(shí)際收縮、艸性壓縮和預(yù)應(yīng)力筋松弛作用比原設(shè)計(jì)假定的畫值大出18%,而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)

6、際應(yīng)力比設(shè)計(jì)值耍低1991年對(duì)誨橋?qū)嵤w外須應(yīng)力加固.從加IS后兩年中實(shí)測(cè)撓度看.撓度隨時(shí)間變化趨向平穩(wěn),撓度得到很好的控制，表明加固效果良好.法國的Oleron高架橋.該橋建成于1966年,共長(zhǎng)2862m,預(yù)制節(jié)段拼裝式單箱梁橋，梁跨布置為75+7X39.5+59.25+26X79+59.25-+X39.5+28.75m由于承載能力不足,1990年采用4束35X5mm的預(yù)應(yīng)力鋼索進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力加固。瑞典的Massongpx高架橋，j-1979年建成.K232梁垮為27+38+72+38.在該橋建成8個(gè)丿后的1980年，住匸跨的跨中出現(xiàn)113mm的撓度，且撓度隨時(shí)間線性増加分析發(fā)現(xiàn)引起梁底過人

7、的拉丿2力的原因是巨大的沮差,更進(jìn)步地發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋提供的預(yù)應(yīng)力數(shù)童:低于設(shè)計(jì)值。1990年采用8束VSL12X0.6的應(yīng)力索進(jìn)行加固。該橋在施加體外預(yù)應(yīng)力后.預(yù)應(yīng)力作用閡跨中產(chǎn)生人約為原撓度值的18%(20mm)的反拱，使撓度和裂縫得到仃效的控制。1973年完成的福建省南平電機(jī)廠專用橋的加固工程。在加固中斜拉*1采用14住櫓鋼，轉(zhuǎn)向塊設(shè)作梁的兩個(gè)三分點(diǎn)處，水平拉桿釆用44>22mm鋼筋,采用橫向并索的方式施加復(fù)應(yīng)力.斜拉桿斜向緊貼梁腹板兩側(cè).并把兩端固定在與支席錨固的鋼板上。1982年完成的陜兩省周至渭河橋的加固處理。該橋山橋血板9梁肋己不能共同工作.因此加固分兩階段進(jìn)行酉先對(duì)梁體施加豎

8、向預(yù)應(yīng)力,然后采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)梁體施加縱向預(yù)應(yīng)力。1986年進(jìn)行的吉林省疔山橋的加固，該橋加ISfltI：梁底血和側(cè)n開裂嚴(yán)重。但荷載作用撓度井未超標(biāo)。加固時(shí)橋梁毎片梁底設(shè)2034mm的45號(hào)鋼制作的鋼拉桿。拉桿任梁底距支座1/6處轉(zhuǎn)折并與梁體外側(cè)斜穿橫梁，錨固干粘貼住梁端上部鋼墊板上.遂丫陪江人橋是四川省座簡(jiǎn)支梁式橋，該橋上部結(jié)構(gòu)為42孔20.7m的裝配式鋼筋混凝土T梁.和4孔32.7m的艮應(yīng)力混凝I.T梁.共46孔.總長(zhǎng)1000.73m.該橋在1966年1月竣工,經(jīng)過二十多年的使用，出現(xiàn)相當(dāng)嚴(yán)重的病害，42孔普題鐫筋混凝土T篥均有開裂,其中有的裂縫已達(dá)翼緣的根部.到1989年.該橋繪鑒

9、定認(rèn)為它C不能正使用1990年采川體外預(yù)應(yīng)力對(duì)42孔普通鋼筋混凝土T梁進(jìn)行加固，預(yù)應(yīng)力筋兩端川鋼板夾持錨固在腹板上。該IllbMI.程通過汽車荷戲試驗(yàn)確認(rèn)了兀加網(wǎng)效果，收到良好的效益，一年后的預(yù)應(yīng)力測(cè)定試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力值無損失.瑞LRheineck公路橋建于1991年.橋梁為鋼筋混凝十框架給構(gòu).采川體外預(yù)W力法加固看.活背裁提高了三倍，滿足了交迫需要，該橋采川體外頂應(yīng)力筋加固，外預(yù)應(yīng)力采用鋼詩孔道.張拉之后.淞入水泥漿體。為了使灌漿后的預(yù)應(yīng)力筋仍能在孔道內(nèi)自由滑動(dòng),鋼符內(nèi)壁加一層潤滑用的蠟。橋的兩端支朋處，i端為固定端，另一端為張拉端。使用外預(yù)應(yīng)丿J加固z后獲得良好使用效果.此外，津浦鐵略6號(hào)

10、橋加固、廣東第慶大橋加固、河北省獵龍河橋的加用均采用體外預(yù)應(yīng)力鋼束.1.2體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀體外預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)梁的研究現(xiàn)狀Harajli(1993)做了16根矩形載而的體外預(yù)應(yīng)力加固簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)小，所仃試驗(yàn)梁為三分點(diǎn)加載。試臉目的是研究體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土抗彎構(gòu)件的能力以及評(píng)估其在工作冊(cè)戲和極限狀態(tài)卜対構(gòu)件療曲件能的影響。16根混凝上試件開始在一定荷載范用內(nèi)的循環(huán)疲勞荷栽作用下產(chǎn)生疲勞變形,然后利用體外預(yù)應(yīng)力筋須應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行加固.單調(diào)加我賣至構(gòu)件破壞。試驗(yàn)結(jié)論如E：利用體外預(yù)應(yīng)力筋加固后，混凝土梁的名義抗彎愛度增加至146%而裁勞變形降低至75%：折線形的體外預(yù)應(yīng)力筋比直線形的體外預(yù)應(yīng)力筋對(duì)于

11、増加梁的抗療強(qiáng)度更加仃效:加固混凝土策的體內(nèi)抗披鋼筋的應(yīng)力范H1和平均應(yīng)力水平降低較姜，說明梁的疲勞壽命有了明顯的改弄.哈爾濱工業(yè)大學(xué)黃僑、李洪威等(1993)做了12根體外預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T梁的加固試臉叫其中7根用F抗彎試驗(yàn),為了防止剪壞，原梁配有斜筋.五根不配斜筋,用來進(jìn)行抗剪試驗(yàn)井分別給出體外索加固構(gòu)件水平筋和斜筋的極限應(yīng)力取值建議公式。房貞政和上官萍(1996)試驗(yàn)2根體外索預(yù)應(yīng)力等跨連續(xù)梁卩】,其中一根棋也梁為三段接繾預(yù)制拼裝體外預(yù)應(yīng)力梁，另根?？樟簽閹朋w澆筑體外預(yù)應(yīng)力梁。試驗(yàn)結(jié)果顯示*預(yù)制拼裝預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)算罷凝I.梁體開裂M.在外荷載作用下其結(jié)構(gòu)性能©整體澆筑梁類似t

12、預(yù)制拼裝預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,尤其是干接縫體系,任預(yù)應(yīng)力破抵消后其受力性能打整體澆筑梁仃較大差井，模型梁金承戲極限階段，產(chǎn)4：任支朋區(qū)域形成犁性飲而在接縫處形成轉(zhuǎn)動(dòng)姣的破壞機(jī)理:模型梁由于節(jié)段梁接縫處的張開,形成轉(zhuǎn)動(dòng)跤使連續(xù)梁的極瞅承砂力降低。但這種承栽h的降低叫以通過介理的接縫形式打更適介的預(yù)應(yīng)力筋布索方式來改苒：在內(nèi)支座處的節(jié)段梁設(shè)置定駅的仃粘結(jié)非預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)結(jié)構(gòu)的延性車常有利,在承戦極限狀態(tài)可以形成較理想的筆性飲。Tan和Ng（1997）試臉了6根體外預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁UII的是研究轉(zhuǎn)向塊和體外預(yù)應(yīng)力筋形狀對(duì)體外預(yù)應(yīng)力梁的性能的影響。其中3根為體外T線配柬的混凝土梁.但沿跨長(zhǎng)設(shè)置的轉(zhuǎn)向塊數(shù)量不同

13、:另外三根梁都在跨中設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)向塊,但體外索的形狀通過増加偏心距或體外預(yù)應(yīng)力筋面枳（相應(yīng)降低滇拉力或布置成折線形而變化。試臉梁三分點(diǎn)加伐至破壞.試臉結(jié)果農(nóng)明:在梁最大撓度所在截面設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)向塊能使架在正常使用階段表現(xiàn)出良好的I作性能例如撓度、開裂和鋼筋應(yīng)力尊,在承載能力極隕狀態(tài)F相對(duì)于沒仃設(shè)置任何轉(zhuǎn)向塊的體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁昇仃更高的極限承載能力：時(shí)直找布置的體外預(yù)應(yīng)力筋.増加英偏心距（相應(yīng)減小其預(yù)拉力會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)筋應(yīng)丿J、裂縫寬度以及I-作荷伐下的撓度均仃用人，而對(duì)于折線侑束的體外預(yù)應(yīng)力筋.增加乩偏心距（相應(yīng)減小梵預(yù)拉力會(huì)Y致也小的剛度、更大的體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增址以及臨近破壞時(shí)更高的塑性:增大體

14、外預(yù)應(yīng)）96面枳（相應(yīng)減小其預(yù)拉力）使得梁的極限抗彎強(qiáng)度提高，而星性降低.為研究體外預(yù)應(yīng)力混凝上梁的抗剪性施,Tm和Ng（1997）又試驗(yàn)了另外7根T形截面直線配筋的體外預(yù)應(yīng)力混凝I：簡(jiǎn)支梁【嘰試驗(yàn)梁跨中設(shè)仃轉(zhuǎn)向塊.除了其中一根梁的跨中承受集中荷載外，其它梁都為三分點(diǎn)加載.試檢結(jié)果衣明，降低混凝土強(qiáng)度或減少抗剪鋼筋數(shù)駅將會(huì)導(dǎo)致梁發(fā)工剪切破壞，而當(dāng)混凝±強(qiáng)度和抗剪鋼筋數(shù)量配匿恰當(dāng)時(shí),叩使梁的剪跨與有效高度之比低至2.5體外梁仍將發(fā)生抗彎破壞。哈爾濱I.業(yè)人學(xué)E宗林、E彤尊人1999）試驗(yàn)了20片體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁【'】，預(yù)應(yīng)力形狀為斜線索，加我方式分別為叫分點(diǎn)和跨中單點(diǎn)加載兩種

15、。仃效的試驗(yàn)為17片梁用于臉證其提出的體外預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的全過程分析理論。同濟(jì)大學(xué)的孫海和員抽業(yè)等人（2000）試驗(yàn)了4根體外預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支和2根沐外俺山力連續(xù)模樂梁囚，匸要變拔為預(yù)應(yīng)力筋形狀、跨高比、預(yù)應(yīng)力度以及I匸預(yù)應(yīng)力筋配筋率。試臉結(jié)果表明體外預(yù)爪力梁八仃R好的變形能力：直拔和折線預(yù)應(yīng)力筋1»外力的増加，應(yīng)力在初期變化都不大.但在梁中部出現(xiàn)爪縮裂縫目形成型性跤以麻，r線預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力冇校人的增k,而折線預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增氏較小。Harajli（2002）試驗(yàn)了9根體外預(yù)丿衛(wèi)力兩辱跨連續(xù)梁【嘰試驗(yàn)變肚為體外浪&力筋和普通仃粘結(jié)筋面枳、轉(zhuǎn)向塊布置以及體外艮&力筋的形狀。

16、試驗(yàn)結(jié)果表明:體外預(yù)應(yīng)力筋極限應(yīng)力般低于或稍高F屈服應(yīng)力：血線配筋的體外預(yù)應(yīng)）梁的極隕承敎）及瑕性變形比對(duì)應(yīng)折線配筋的體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁要小:増加體內(nèi)仃粘結(jié)鋼筋面枳能形成更好的裂縫分布,從而形成更離的犁性失效模式。Aparicio和Ramos等(2002)試驗(yàn)JF碼曲或穹曲和剪力聯(lián)介作用卜的5根整體式和3根節(jié)段式體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁卩】,給出了有關(guān)試驗(yàn)梁的諸如極限承砂力、預(yù)應(yīng)力筋極限應(yīng)力增肚以及張開接縫的抗的性能答的匝要給果.戰(zhàn)播了體外預(yù)應(yīng)力梁極限承找力以及預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度對(duì)承伐能力影響的相關(guān)結(jié)論。李方尤導(dǎo)(2002)為研究偵W力和混凝I：材料對(duì)高強(qiáng)混凝土體外預(yù)W力連續(xù)梁力學(xué)性能的密響.設(shè)計(jì)并完成r

17、4根體外預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝I：連續(xù)梁模型的靜載試*"】試驗(yàn)結(jié)果農(nóng)明：體外預(yù)應(yīng)力混農(nóng)I1梁的裂繾分布與發(fā)展規(guī)律打無粘結(jié)梁相似；采用鋼纖維提高負(fù)彎矩處的開裂荷我是有效的,而nm鋼纖維胡強(qiáng)可任一定程度1.限制裂縫發(fā)展并任卸伐后使裂緞閉介：評(píng)通鋼筋對(duì)分散裂縫和限制裂縫發(fā)展有利。張仲先和張糠庭(2003)試驗(yàn)了7根體外預(yù)丿2力混凝tffi支梁叫匸要變fit為體外預(yù)應(yīng)力筋的有效張拉力、不同的轉(zhuǎn)向塊設(shè)置(無轉(zhuǎn)向塊、一個(gè)轉(zhuǎn)詢塊和兩個(gè)轉(zhuǎn)間塊)、車預(yù)應(yīng)力筋數(shù)肚以及跨高比。作者給出了預(yù)應(yīng)力筋極限應(yīng)力以及梁極限疔矩的實(shí)測(cè)值并任此基礎(chǔ)上.進(jìn)-步分析和研究了體外預(yù)3.)筋應(yīng)力增；上和梁體的整體變形的關(guān)系.片出了以構(gòu)fl的撓度相梁端轉(zhuǎn)ffj為參員的體外預(yù)應(yīng)力筋極限應(yīng)力增駅的計(jì)舜公式.同濟(jì)大學(xué)2003)做了6根整體施1和8根肯段的體外力混凝tffi犬梁試叫得出整體施I梁的承載力比布段施【梁高22%以上、結(jié)構(gòu)的庶我力隨著跨高比的増加而增加、同一系列中的不同比例混合配筋集的極限承我力爲(wèi)F全部采用體外預(yù)應(yīng)力配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土梁等一系列結(jié)論，并給出