1、大劉坡橋體外預(yù)應(yīng)力-加固方案設(shè)計(jì)            摘要：大劉坡橋位于天津?qū)氎婵h境內(nèi)九園公路的潮白河上。橋全長(zhǎng)790.3米，橋面寬度9米（即1+7+1），上部結(jié)構(gòu)為56孔、5片跨徑14.1米的普通鋼筋混凝土T型簡(jiǎn)支梁橋，橫橋向有3道橫隔板。橋面鋪裝為鋼筋混凝土（7.5"11"7.5厘米）和3厘米瀝青混凝土面層。每8孔為一道伸縮縫，其間為橋面連續(xù)鋪裝。 關(guān)鍵詞：體外預(yù)應(yīng)力 加固 T梁橋  大劉坡橋位于天津?qū)氎婵h境內(nèi)九園公路的潮白河上。橋全長(zhǎng)79

2、0.3米，橋面寬度9米（即1+7+1），上部結(jié)構(gòu)為56孔、5片跨徑14.1米的普通鋼筋混凝土T型簡(jiǎn)支梁橋，橫橋向有3道橫隔板。橋面鋪裝為鋼筋混凝土（7.5"11"7.5厘米）和3厘米瀝青混凝土面層。每8孔為一道伸縮縫，其間為橋面連續(xù)鋪裝。舊T型梁外形（如圖1）。舊梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：汽-13、拖-60。下部結(jié)構(gòu)墩柱及蓋梁是在原橋位上游側(cè)95年重新設(shè)計(jì)建造的，為單排雙樁（柱）式，荷載等級(jí)：汽-20、掛-100。受公路發(fā)展公司委托，我院于4月12"13日對(duì)該橋進(jìn)行了檢查。由于原有公路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低（汽-13、拖-60），通行能力差，加之目前交通量的增加和汽車載重的增加，上述

3、舊橋是不能滿足承載力要求的。受資金和材料資源及斷交時(shí)間的限制，也不可能全部拆除并新建，只能考慮投資較少，工期時(shí)間短且能增加承載力的各種橋梁加固技術(shù)予以改造。這其中采用體外預(yù)應(yīng)力鋼筋加工技術(shù)，確為一種簡(jiǎn)單易行且能與新建下部結(jié)構(gòu)荷載（汽-20、掛-100）看齊的有效方法。體外預(yù)應(yīng)力加固方法的實(shí)質(zhì)是以粗鋼筋、鋼絞線或高強(qiáng)型鋼等鋼材做為施力工具，對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)施加體外預(yù)應(yīng)力，以其產(chǎn)生的反彎矩抵消部分外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，從而達(dá)到改善舊橋使用其性能并提高其極限承載力的目的，本橋只涉及粗鋼筋的體外預(yù)應(yīng)力加固提高荷載方案。一、體外預(yù)應(yīng)力構(gòu)造：主要由四個(gè)部分組成1、水平筋與斜筋：由高強(qiáng)螺紋粗鋼筋組成，構(gòu)造見(jiàn)圖2，

4、其作用是施加預(yù)應(yīng)力提高梁的承載能力。2、梁端錨固：先將梁端部分混凝土橋面板鑿掉，將梁端頂面上角鑿成與斜筋傾斜方向相垂直的斜面（需剪斷局部架立鋼筋和箍筋），在端橫隔板上開(kāi)鑿與斜筋方向相同的斜孔，然后，將用角鋼或槽鋼制作的支承墊座用環(huán)氧砂漿固定在已鑿好的梁端斜面上。斜筋穿過(guò)橫隔梁和支承墊座的斜孔，用千斤頂進(jìn)行張拉并用螺母錨固在支承墊座上，最后用混凝土將錨頭封閉，見(jiàn)圖3。3、水平滑塊：由聯(lián)接斜筋和水平筋的活動(dòng)滑塊支承座和固定在梁底的支承鋼墊組成，其構(gòu)造見(jiàn)圖4，其主要功能是通過(guò)滑塊的水平滑動(dòng)，以調(diào)整斜筋與水平筋之間的內(nèi)力分配比例，并使表面受力趨于均勻。二、體外預(yù)應(yīng)力提高荷載等級(jí)計(jì)算：已知的設(shè)計(jì)參數(shù)如下

5、：1T梁混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)25Mpa。水平筋極限應(yīng)力計(jì)算時(shí)，取，取混凝土極限壓應(yīng)變,. 原梁斜截面內(nèi)受拉縱向鋼筋的配筋率3. 體外索配筋參數(shù)：   經(jīng)加固設(shè)計(jì)分析，體外索水平筋取為，均為冷拉級(jí)鋼（單控）。 ，上錨固點(diǎn)至墊板中心的水平距離：, ：因是水平張拉：，查規(guī)范按3)溫差引起的損失。：分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的線膨脹系數(shù),t:為年最高溫度與施工時(shí)的溫度差；15°故：因單片梁兩根水平鋼筋同時(shí)張拉，使單片梁間的：一次張拉因舊橋混凝土的收縮與徐變?cè)陂L(zhǎng)期使用過(guò)程中已基本完成。體外筋加固體系并不會(huì)使橋梁恒載增加許多，且使原梁受壓區(qū)的應(yīng)力明顯減少。因此，即可近似取混凝土收縮、

6、徐變損失預(yù)應(yīng)力水平筋重心到截面上邊緣的距離，滑塊與梁底之間的摩擦系數(shù)（屬于滑動(dòng)摩擦），體外斜筋中的有效預(yù)應(yīng)力分別為體外預(yù)應(yīng)力水平筋和斜筋中由有效預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變。令：，體外預(yù)應(yīng)力鋼筋換算長(zhǎng)度與梁的計(jì)算跨徑之對(duì)于按均布荷載考慮的簡(jiǎn)支梁由彈性變形理論可求出，原梁受拉鋼筋配筋率，參照現(xiàn)行公路橋規(guī)（JTJ02385）中對(duì)鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算方法，按矩形截面試算：體外水平筋的極限應(yīng)力    2007-04-21        Ay+AgRg- AgRg   ，令水平筋極限高度系數(shù)y為梁發(fā)生截面破壞時(shí)實(shí)際受壓區(qū)高度s與體外水平筋重心到梁頂面的距離， 代入上式，可得  ， ； ：梁破壞時(shí)的極限撓曲值。 即可求出體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的極限應(yīng)變?cè)隽科渲袨轶w外預(yù)應(yīng)力水平筋中由有效預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變。由于體外水平筋在梁達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)并不屈服，因此，將上式兩端分別乘以預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量，則體外水平筋的極限應(yīng)力可用下式表示：，又由于則可導(dǎo)出：將其化簡(jiǎn)后可得一關(guān)于水