體外預應力在鋼筋砼簡支梁舊橋加固中應用
發布時間：2018-01-23 共1頁
一、體外預應力概念的提出
體外預應力是針對體內預應力而言的。體外預應力結構是把預應力筋布置在主體結構之外。體外預應力筋通常是由多根鋼絞線組合成的集中鋼索，故也被稱為體外預應力索。用體外預應力索加固方法的實質是以粗鋼筋、鋼絞線或高強鋼絲等鋼材作為施力工具，對橋梁上部結構施加體外預應力，以預加力產生的反彎矩抵消部分外荷載產生的內力，從而達到改善舊橋使用性能并提高其極限承載能力的目的。
二、體外預應力索加固橋梁優點
工程實踐表明，用體外預應力索加固橋梁具有如下優點：
1.能夠較幅度的提高舊橋承載能力。加固后所能達到的荷載等級與原橋設計標準及安全儲備有關，一般情況下可將原橋承載力提高30%～40%。
2.體外預應力索加固技術所需設備簡單，人力投入少，施工工期短，經濟效益明顯。
3.在再加固過程中，可以實現不中斷交通或短時限制交通。
4.對原橋損傷較小，可以做到不影響橋下凈空，且不增加路面標高。
三、體外預應力加固舊橋的方法
用體外預應力加固的方法很多而且效果也很好,下面簡要介紹幾種常見的體外預應力的加固形式：
1.用鋼拉桿橫向收緊的方法施加體外預應力。在梁的底面以下設置4Ф25mm的16錳鋼筋，分兩排布置。拉桿在距梁端L/6處用撐棍將拉桿在平面上撐開，在縱向沿梁的外側彎起，并通過支點錨固于梁端。水平段拉桿用水平撐棍分為4段，在每段中點用拉緊螺栓將兩排拉桿%%收緊。受緊過程中拉桿伸長即產生預應力。這種加固方式使原橋恒載撓度基本消除，且略有反拱。加固后的靜載試驗表明，在原設計荷載作用下撓度和裂縫寬度均有減少。
2.在每片梁底設2Ф30mm的45號鋼制作的拉桿。拉桿在梁底距支點L/6處轉折并于梁體外側斜穿端橫梁，錨固于粘貼在梁端上部的鋼墊板上。檢測發現，梁的實測撓度小于理論計算值，但殘余變形仍然很，原裂縫寬度略有減少且無新裂縫出現。實踐表明這種加固方式效果良好。
3.水平筋和斜筋分別采用2Ф28mm和2Ф32mm的高強精軋螺紋鋼筋。兩者通過鋼制滑塊相連接，斜筋的上端錨固在梁頂。通過對用這種加固方式加固的橋的外觀檢查和靜載實驗表明：加固后，原梁裂縫寬度明顯減少。橋面平整，新、舊主梁間連接良好，剛度明顯提高。且在設計荷載作用下，體外索水平筋中的實測應力增量與理論值吻合良好。
四、體外預應力加固體系的構造
1.水平筋。水平筋也叫水平拉桿，多由高強螺紋粗鋼筋/鋼絲束或鋼絲繩組成。其作用是在梁底部位施加縱向預應力，從而對梁體產生反向彎矩，以抵消部分自重及活載產生的正彎矩，提高梁的承載能力。當水平筋采用高強粗鋼筋時，一般為冷拉Ⅲ，Ⅳ級鋼筋，亦可用45號圓鋼制作。在鋼筋（桿）的兩端做粗制螺紋，配以螺母加以錨固。當采用高強鋼絲束時（通常不設斜筋），用錨頭將其兩端錨固在梁頂的端部。鋼絲束的縱向線形由設在梁底兩側的箍筋加以固定。當采用鋼絲繩時，可直接用錨固鎖將兩端固定在主梁的腹板上，張拉后用鋼絲夾頭鎖住，也可將鋼絲繩的兩端錨固在梁底的滑塊上。
2.斜筋。斜筋也叫斜桿，多由高強粗鋼筋或槽鋼做成。斜桿的下端通過設置在梁底的滑塊與水平筋連接，上端錨固于梁端頂部或梁端腹板處。斜桿的作用是提供梁端部位的負彎矩和預剪力，從而提高梁的承載能力。當采用鋼絲束或鋼絲繩時，可以不單獨設斜筋，而將斜筋和水平筋一體相連。
3.體外預應力的錨固系%%統。體外預應力索的錨固體系一般可以分成可更換的和不可更換的兩類。若采用不可更換的體外預應力索的錨具，則鋼索將不更換、不調整，一般應用于體外預應力索與混凝土結構有離散粘結的橋梁結構?？梢愿鼡Q的體外預應力錨固系統必須保證錨具與混凝土結構之間相互隔斷，對于體外預應力混凝土結構而言，關鍵在于錨固位置及轉向結構處。在可以更換的體外預應力錨具中，包括鋼索無法放松和可以放松兩種類型。
4.體外預應力的傳力系統。體外預應力的傳力系統由滑塊、U形承托及水平筋固定支座組成。
5.體外預應力的防腐系統。體外預應力的防腐系統主要指鋼索本身的防腐、管道與灌漿料、錨固區段。
總之，在舊橋加固中，體外預應力已是成熟經驗，它適合各種結構，應力推廣。
體外預應力是針對體內預應力而言的。體外預應力結構是把預應力筋布置在主體結構之外。體外預應力筋通常是由多根鋼絞線組合成的集中鋼索，故也被稱為體外預應力索。用體外預應力索加固方法的實質是以粗鋼筋、鋼絞線或高強鋼絲等鋼材作為施力工具，對橋梁上部結構施加體外預應力，以預加力產生的反彎矩抵消部分外荷載產生的內力，從而達到改善舊橋使用性能并提高其極限承載能力的目的。
二、體外預應力索加固橋梁優點
工程實踐表明，用體外預應力索加固橋梁具有如下優點：
1.能夠較幅度的提高舊橋承載能力。加固后所能達到的荷載等級與原橋設計標準及安全儲備有關，一般情況下可將原橋承載力提高30%～40%。
2.體外預應力索加固技術所需設備簡單，人力投入少，施工工期短，經濟效益明顯。
3.在再加固過程中，可以實現不中斷交通或短時限制交通。
4.對原橋損傷較小，可以做到不影響橋下凈空，且不增加路面標高。
三、體外預應力加固舊橋的方法
用體外預應力加固的方法很多而且效果也很好,下面簡要介紹幾種常見的體外預應力的加固形式：
1.用鋼拉桿橫向收緊的方法施加體外預應力。在梁的底面以下設置4Ф25mm的16錳鋼筋，分兩排布置。拉桿在距梁端L/6處用撐棍將拉桿在平面上撐開，在縱向沿梁的外側彎起，并通過支點錨固于梁端。水平段拉桿用水平撐棍分為4段，在每段中點用拉緊螺栓將兩排拉桿%%收緊。受緊過程中拉桿伸長即產生預應力。這種加固方式使原橋恒載撓度基本消除，且略有反拱。加固后的靜載試驗表明，在原設計荷載作用下撓度和裂縫寬度均有減少。
2.在每片梁底設2Ф30mm的45號鋼制作的拉桿。拉桿在梁底距支點L/6處轉折并于梁體外側斜穿端橫梁，錨固于粘貼在梁端上部的鋼墊板上。檢測發現，梁的實測撓度小于理論計算值，但殘余變形仍然很，原裂縫寬度略有減少且無新裂縫出現。實踐表明這種加固方式效果良好。
3.水平筋和斜筋分別采用2Ф28mm和2Ф32mm的高強精軋螺紋鋼筋。兩者通過鋼制滑塊相連接，斜筋的上端錨固在梁頂。通過對用這種加固方式加固的橋的外觀檢查和靜載實驗表明：加固后，原梁裂縫寬度明顯減少。橋面平整，新、舊主梁間連接良好，剛度明顯提高。且在設計荷載作用下，體外索水平筋中的實測應力增量與理論值吻合良好。
四、體外預應力加固體系的構造
1.水平筋。水平筋也叫水平拉桿，多由高強螺紋粗鋼筋/鋼絲束或鋼絲繩組成。其作用是在梁底部位施加縱向預應力，從而對梁體產生反向彎矩，以抵消部分自重及活載產生的正彎矩，提高梁的承載能力。當水平筋采用高強粗鋼筋時，一般為冷拉Ⅲ，Ⅳ級鋼筋，亦可用45號圓鋼制作。在鋼筋（桿）的兩端做粗制螺紋，配以螺母加以錨固。當采用高強鋼絲束時（通常不設斜筋），用錨頭將其兩端錨固在梁頂的端部。鋼絲束的縱向線形由設在梁底兩側的箍筋加以固定。當采用鋼絲繩時，可直接用錨固鎖將兩端固定在主梁的腹板上，張拉后用鋼絲夾頭鎖住，也可將鋼絲繩的兩端錨固在梁底的滑塊上。
2.斜筋。斜筋也叫斜桿，多由高強粗鋼筋或槽鋼做成。斜桿的下端通過設置在梁底的滑塊與水平筋連接，上端錨固于梁端頂部或梁端腹板處。斜桿的作用是提供梁端部位的負彎矩和預剪力，從而提高梁的承載能力。當采用鋼絲束或鋼絲繩時，可以不單獨設斜筋，而將斜筋和水平筋一體相連。
3.體外預應力的錨固系%%統。體外預應力索的錨固體系一般可以分成可更換的和不可更換的兩類。若采用不可更換的體外預應力索的錨具，則鋼索將不更換、不調整，一般應用于體外預應力索與混凝土結構有離散粘結的橋梁結構?？梢愿鼡Q的體外預應力錨固系統必須保證錨具與混凝土結構之間相互隔斷，對于體外預應力混凝土結構而言，關鍵在于錨固位置及轉向結構處。在可以更換的體外預應力錨具中，包括鋼索無法放松和可以放松兩種類型。
4.體外預應力的傳力系統。體外預應力的傳力系統由滑塊、U形承托及水平筋固定支座組成。
5.體外預應力的防腐系統。體外預應力的防腐系統主要指鋼索本身的防腐、管道與灌漿料、錨固區段。
總之，在舊橋加固中，體外預應力已是成熟經驗，它適合各種結構，應力推廣。
