钢混叠合梁体外预应力加固施工控制探析.pdf
《钢混叠合梁体外预应力加固施工控制探析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢混叠合梁体外预应力加固施工控制探析.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、110交通科技与管理工程技术0引言叠合梁质量轻,受力性能优异,施工快速,造型美观,在大型超宽超长结构中较为常用。叠合梁由两种完全不同材料的结构组合而成,结构受力和变形特征截然不同。桥面板和钢结构通过剪力键连接成协同受力变形结构,钢梁受拉性能、混凝土抗压优势可在叠合梁正弯矩区得到较好发挥。但在负弯矩区因上部结构拉应力的存在,桥面板在受到收缩徐变后发生裂缝的可能性明显增大,对结构受力极为不利。就加固方案而言,在叠合梁内张拉体外预应力能较好避免主桥加固后恒载增大及钢箱梁刚度削弱而使原结构安全性能降低,较好解决钢混叠合梁跨中下挠过大及跨中下缘应力储备不足问题。基于此,该文依托具体桥梁,对钢混叠合梁体外
2、预应力加固施工过程展开分析,并对控制要点进行探讨,以资借鉴。1工程概况某高速公路跨河桥梁为 9 跨设计,其中 6 跨为预应力钢混组合连续箱梁,3 跨为钢箱梁。预应力钢混组合连续箱梁跨径 33 m+42 m+33 m,高 1.6 m,为半桥单室双箱结构。桥面板通过 C50 混凝土现浇。施工期间,在架设好钢箱梁且浇筑桥面板混凝土前拆除临时支撑,跨中截面随即表现出下缘应力储备不足现象。为此,决定在钢箱梁内张拉体外预应力进行加固。预应力钢绞线采用标准抗拉强度1 860 MPa的8-s15高强度、低松弛钢绞线。2体外预应力加固方案从该简支钢混叠合梁实际出发,提出预应力钢绞线锚固钢齿板和转向装置结合应用的
3、加固方案。2.1锚固钢齿板以 Q355D 钢材为主要材料,由加劲钢板和传力钢板两部分构成锚固钢齿板。其中,传力钢板通过双面坡口熔透焊接方式与原钢箱梁腹板和底板连接;加劲钢板则通过角焊缝连接传力钢板,并通过双面坡口熔透焊方式连接原钢箱梁底板。加劲钢板和传力钢板将所承受的预应力传递至原钢箱梁腹板与底板,从而形成共同受力体系1。15-7YM 预应力锚固头通过 M16 螺栓和止退钢板连接,以便将预应力张拉期间锚具夹片回缩量控制在最小范围,降低预应力损失。2.2转向装置通过该装置起到预应力张拉过程中限制预应力钢束整体上移的作用,并为此后预应力钢绞线复张拉和更换提供便利。转向装置应设置在各横隔板处,一端焊
4、接于横隔板穿孔,另一端和新增挡板焊连。在转向装置安装时,应在锚固板锚头开孔齐平处进行挡板开孔;提前将开孔部位磨圆,并设置 3 mm 长的倒角,防止开孔施工对预应力钢绞线造成损伤。为便于后期预应力钢束更换,必须在两端钢管上缘先开设进料口和出料口,并灌注类水泥基浆液,待浆液固结后横隔板和转向装置便形成整体结构。2.3预应力钢束张拉加固施工方案确定后,分批次对称交错展开钢箱内纵向预应力钢束张拉。具体流程如下:进行锚固钢齿板和转向装置安装和焊接 通过 M16 螺栓连接锚头和止退钢板 通过防水密封胶密封钢板间空隙并借助聚氨酯泡沫胶密封锚固板 预应力钢束穿束后按 1 kN 张拉并拉直 应用防水密封胶密封钢
5、束保护套管并在钢套管内灌注水泥基浆料 待灌浆料强度达到设计要求后展开二次张拉,张拉过程按设计张拉力的 10%、30%、50%、75%、100%分五级进行2。张拉施工期间若出现异常情况必须立即暂停张拉,及时处理。收稿日期:2023-10-13作者简介:熊亚平(1980),男,本科,工程师,从事公路桥梁施工监理等工作。钢混叠合梁体外预应力加固施工控制探析熊亚平(抚州博信公路工程监理有限公司,江西 抚州 344100)摘要为分析体外预应力加固技术在钢混叠合梁中应用的技术要点,以某跨河桥梁为例,在其钢箱梁架设完成并拆除临时支撑后,提出预应力钢绞线锚固钢齿板和转向装置结合应用的加固方案;通过 Abaqu
6、s 软件构建该简支钢混叠合梁分析模型,对叠合梁体外预应力加固施工过程中挠度、裂缝变化趋势及破坏形态进行模拟;基于模拟结果,对包括钢箱梁预制、安装,预应力混凝土桥面板施工等在内的施工要点展开分析。结果表明,优化后的钢齿板与原结构基本形成联合受力体系,对原结构损伤小;优化后的转向块较好利用了原结构横隔板,便于预应力钢绞线的后期更换;取得了较好的施工控制效果。关键词钢混叠合梁;体外预应力;加固;施工控制中图分类号U445.72文献标识码A文章编号2096-8949(2023)24-0110-042023 年第 4 卷第 24 期111交通科技与管理工程技术3有限元分析3.1模型构建为全面掌握叠合梁体
7、外预应力加固施工过程中挠度、裂缝变化趋势及破坏形态,应用 Abaqus 软件构建该简支钢混叠合梁分析模型3,展开施工过程模拟。有限元模型见图 1。图 1有限元模型3.2模拟结果3.2.1破坏形态预应力张拉之初叠合梁受力、变形等均无明显变化;当张拉力引起的加载量超出 300 kN 后,梁体表面出现首道裂缝,为方便分析,将此道裂缝标号为 LF1;当加载量达到 780 kN 以上,梁体开始出现下缘屈服,先后出现 11条裂缝,依次编号为 LF2LF12;当加载量超出 900 kN,结构表现出塑性破坏。LF1 裂缝长 21 cm,宽 0.08 mm;待加载至 320 kN时,在 LF1 对称部位出现第二
8、条裂缝 LF2,此后随着加载量的持续增大,裂缝数量逐渐增多。待加载至 650 kN时,LF1 裂缝宽度增至 0.2 mm;随着加载量的继续增大,全部裂缝均演变为贯通性裂缝。根据以上结果,该钢混叠合梁受弯构件破坏最严重的部位在跨中区域,受压区和受拉区交界位置;贯穿性裂缝周围强度薄弱,剪切滑移易于发生;因有限元模型中混凝土保护层厚度较大,随着加载量的持续增大,横向箍筋对混凝土开裂的抑制作用相应增大4,故内部贯通裂缝间距与横向箍筋接近,均为 100 mm。3.2.2挠度及承载力分析不同跨径荷载作用下钢混叠合梁挠度变化情况模拟结果见图 2。图中 A、B、C 点分别表示首条裂缝出现、叠合梁下缘屈服、全截
9、面屈服。由图可知,在 A 点前钢混叠合梁跨中挠度随加载量的增大而增加,桥梁结果处于弹性工作状态;当首条裂缝出现后荷载增幅下降,AB段斜率也明显减小;超出 B 点后叠合梁屈服程度持续增大,荷载增幅继续下降;到达 C 点后荷载曲线近乎水平,表明 BC 段叠合梁基本处于弹塑性工作状态。在展开钢混叠合梁设计时,开裂弯矩、极限弯矩、屈服弯矩设计值分别为 156 kNm、540 kNm、468 kNm。此后,根据钢混叠合梁承载力模拟分析结果,其开裂弯矩、极限弯矩、屈服弯矩分别取 147 kNm、539.2 kNm、430.7 kNm。可见,有限元模拟值与设计值基本吻合,也从侧面反映出设计方案的合理性及模拟
10、分析结果的可靠性。图 2钢混叠合梁挠度变化情况模拟结果3.2.3预应力筋设置预应力筋设置主要包括预应力筋位置调整、张拉水平设计等内容。为便于分析,提出 S/B 指标,其中 S 为混凝土板对称轴侧预应力筋合力点与对称轴间的距离,B为 1/2 板宽;通过该指标体现结构承受开裂荷载的能力。为保证叠合梁结构的稳定性,在模拟分析时将张拉应力水平控制在设计张拉力 的 50%80%之间。为得出不同 S/B 值对叠合梁结构开裂荷载造成的影响,在预应力筋间距不变时调整张拉力度,以观察开裂荷载随张拉力变动的变化趋势,结果见表 1。根据表中结果,在 S/B 取值为 0.1 时,预应力筋基本呈集中分布,实际分布区域明
11、显比有效分布宽度小,不利于均匀受力;当 S/B 取值在 0.150.5 之间时,混凝土板开裂荷载明显增大,并达到峰值,合力点则集中分布于对称轴侧中心区域,叠合梁腹板上部混凝土板明显表现出中间大两头小的分布,预应力筋对裂缝抑制效果良好。当 S/B 值超出 0.5 后,开裂荷载明显下降。表 1开裂荷载变化值实际张拉力不同 S/B 值的开裂荷载/kN0.10.30.50.750%237.6240.1231.4224.060%242.7248.3248.3233.270%261.2267.9271.6245.380%280.0290.1292.5255.4可见,为保证叠合梁结构受力稳定,必须将对称轴侧
12、预应力筋合力点控制在 S/B 值取 0.150.5 的范围内。此外,根据模拟结果,在 S/B 值从 0.4 增至 0.65 的过程中,实际张拉力对开裂荷载和开裂程度也有影响,如果实际张拉力为 50%,则开裂荷载降幅为 7.2%;如果实际张拉力取 80%,则开裂荷载降幅为 14.4%。也就是说,随着实际张拉力的增大,开裂荷载对 S/B 值的变动更加敏感。为分析预应力筋间距对开裂荷载的影响,在模拟时假定 S/B 值固定取 0.4,当预应力筋间距依次取 100 mm、200 mm、300 mm 和 400 mm 时,开 裂 荷 载 分 别 为244.31 kN、243.06 kN、244.82 kN
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 叠合 体外 预应力 加固 施工 控制 探析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。