30m预应力箱梁加固前后承载力试验对比分析

第３７卷第１３期　２　０　１　１年５月　文章编号：１００９－６８２５（２０１　１）１３．００４９—０２　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．１３　Ｍａｙ．　２０１１　・４９・　３０　ｍ预应力箱梁加固前后承载力试验对比分析　李艳红摘徐立志　要：以工程实例为依托，研究了３０　ｍ预应力箱梁加固后梁体承载力的提高效果，并进行了试验对比分析，同时了解　了梁体破坏的直观印象以及每个阶段的力学性能，对指导实践有着重要意义。　关键词：预应力箱梁，承载力试验，粘贴钢板加固　中图分类号：Ｕ４４６　文献标识码：Ａ　１　概述　该３０　ｍ预应力混凝土箱梁单点最大加载吨位为１２０　ｔ，为了　现将该梁在各级荷载的作用下位移、裂缝发展等　为了分析３０　Ｉｎ预应力箱梁与粘贴钢板这种加固方法对梁体　便于对比分析，　承载力的提高效果，并进行对比分析，我们在桥梁施工现场做了　结果汇总如下。　荷载一位移全过程曲线　３０　ｍ预应力混凝土箱梁旧梁加固前后的承载力试验，亦称破坏性　３．１．１试验，获取了一些数据，并得出相应的结论。　荷载一位移全过程曲线见图３。由图３可以看出，当荷载达　到３５　ｔ左右时，箱梁混凝土底部出现开裂；当荷载加到约９５　ｔ时，　钢筋出现屈服，位移曲线急剧下降，说明梁体破坏。　吨位／ｔ　０　—２承载力试验测试　２．１　试验装置　鉴于主梁运输不便以及运输过程中可能发生意外损伤，本试　验方案为现场试验。采用两点对称加载，在跨中形成２　ｍ纯弯段，　加载时采用分级加载，在估计开裂前及破坏前适当加密分级。选两　台量程为２００　ｔ千斤顶加载，按单点加载１００　ｔ设计。试验装置为槽　型钢拼装反力框架，横向净宽２．４５　ｍ。为保证试验安全顺利进行，　框架装置关键截面承载力较设计加载具有充分的安全储备。　２０　４０　６０　８Ｏ　１０ｏ　１２０　１Ｏ　２０　雹　毒　３０　一蟋　—－４０　－５０　２．２　测点布置　２．２．１　用电阻应变仪进行混凝土的应变测量　图３跨中荷载—位移曲线　从对预应力混凝土梁的破坏过程分析来看，预应力混凝土梁　在荷载作用下的变形过程仍然可分成三个阶段：弹性阶段、弹塑　１）在跨中两侧面布置５个测点；沿单梁高等距布置测点，共　性发展阶段和屈服阶段。由于预应力的施加，预应力混凝土梁的　１Ｏ个；２）在跨中两侧面２　ｍ范围内对称布置测点，共１２个；３）在离　弹性阶段较钢筋混凝土梁的弹性阶段明显延长。　开支点一个梁高处布置一个直角应变花。应变测点布置见图１。　受现场加载因素的限制，没有得到十分完整的荷载一位移曲　线。图中显示梁体基本处于弹塑性阶段，进入屈服阶段的界限不　是十分明显，但主梁的塑性发展阶段较长，延性系数相当可观。　３．１．２　裂缝发展　梁体裂缝发展如图４所示。由于实际试验梁在运营过程中　图１应变测点布置图　出现裂缝，有效刚度有所减少，加之预应力损失，梁体开裂荷载较　２．２．２　用百分表进行挠度测量　点，共１０个。挠度测点布置见图２。　小，加载时梁体重新开裂荷载位置在１３　ｔ（两点合计），而理论开　１２０南侧腹板　　ｔ（两点合计），可见梁体提前开裂。　百分表分别在支点、四分点、跨中５个断面对称布置２个测　裂荷载在２１翼缘根部　马蹄上缘　１　０００　８００　６００　４００　２００　０　２００　４００　６００　８００　ｌ　０００　ｏ百分表　图４主梁破坏裂缝分布图　图２挠度测点布置图　梁底初裂后，裂缝数量增加，沿腹板向上延伸至翼缘，最后到　达翼缘根部；破坏时，主拉斜裂缝在０．６５Ｌ～０．８Ｌ范围内开展至　２．３试验终止条件　由于国内对于试验梁破坏性加载的先例较少，为了直观的得　翼缘根部。开裂过程及破坏形态与加载试验结果吻合。　到梁体的断裂荷载，本次试验没有受时间限制，没有以主梁裂缝　理论结果分析表明：混凝土梁的破坏过程是上部？昆凝土首先　的开展以及梁体变形为终止条件，而是通过混凝土整体被压碎或　压碎，导致全梁的破坏。这一点与现场实验的现象完全一致，说　受力钢筋屈服而导致梁体断裂为终止。　明了理论分析的有效性。　３试验结果　由实验数据和理论计算结果得出结论，梁体初始损伤和预应　力损失并不能影响梁体的最终破坏，和梁体最终破坏（断裂）相关　３．１　３０　ｍ预应力箱梁加固前承载力试验　收稿日期：２０１Ｉ．０１．１６　作者简介：李艳红（１９７６．），女，工程师，沧州市市政工程公司，河北沧州徐立志（１９７７－），男，工程师，沧州市市政工程公司，河北沧州０６１０００　０６１０００　第３７卷第ｌ３期　・５０・　２　０　１　１年５月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏｌ＿３７　Ｎｏ．１３　Ｍａｙ．　２０１１　文章编号：１００９—６８２５（２０１　１）１３－００５０－０３　网架设计实例及工程分析　张晓霞　摘要：结合山西煤化工压缩厂房工程，详细介绍了大跨度螺栓球节点网架的设计及施工注意事项，分别从参数确定、结　构计算、杆件设计、钢网架的制作及安装等方面作了分析，以积累网架设计经验，完善结构设计。　关键词：大跨度螺栓球网架，跨高比，长细比，制作及安装　中图分类号：ＴＵ３９３　文献标识码：Ａ　１　网架概述　１．１　工程概况　山西晋丰煤化工项目是山西省重点工程，压缩厂房长９６　ｍ，　座托板及其他总重５．１６３　ｔ，螺栓球节点类型数为４３个。　１．２屋架结构形式　屋架外形为平板形，屋架采用正放四角锥螺栓球形空间网架　宽２４　ｍ，为排架结构。屋架为正放四角锥螺栓球形空间网架结　结构体系。以倒置四角锥为组成单元，上下弦平面内的网格均成　上弦网格的形心与下弦网格的角点投影重合，并且没有　构，其顶部大屋架为９６　ｍ×２４　ｍ的长方形，４０根柱子分布在屋架　正方形，的端部，柱距６　ｍ，其顶部由４０个支座支撑整个屋架。网架轴线　垂直腹杆，空间刚度比其他四角锥网架及两向网架为大，受力比　屋架均支承在１５　ｍ高的４０个支撑钢筋混凝　平面尺寸为９５．６　ｍ×２３．６　ｍ，高度为１．８　ｍ。网架杆件数２　５６４，　较均匀，使用范围广，节点采用相贯线直接　总重３６．８　ｔ；螺栓球共计６９０个，总重４．２８９　ｔ，封板、锥头、螺栓支　土柱上。屋架所有杆件均采用空心圆钢管，粘贴碳纤维布后的梁体大于原梁。原梁最　的是｝昆凝土的压碎强度和钢筋的屈服强度，即结构原材料的质　的曲线线型基本一致，０　ｔ（两点合计），钢板加固梁最终破坏荷载１６６．９　量。因此，对结构物预防性养护（防止钢筋锈蚀、混凝土碳化等）　终破坏荷载１２１．变得尤为重要。　ｔ（两点合计），较原梁有大幅度提高，说明钢板加固对梁体极限承　载能力帮助较大。　加固前后箱梁参数对比见表１。　３．２粘贴钢板加固梁试验　梁的静载试验，其荷载一位移曲线见图５。　３０ｏ　吕２ｏｏ　粘贴钢板的单梁加固施工完毕后粘结胶固化完全，进行了主　３．３加固后的箱梁与原梁参数的对比　４结语　由实验数据和理论计算结果得出结论，梁体初始损伤和预应　力损失只能影响梁体提前开裂，并不能影响梁体的最终破坏，与　梁体最终破坏（断裂）相关的是混凝土的压碎强度和钢筋的屈服　５００　１　Ｏ０ｏ　１　５０ｏ　ｌＯ０　Ｏ　强度，即结构原材料的质量。因此，对结构物预防性养护（防止钢　筋锈蚀、混凝土碳化等）变得尤为重要。粘贴碳纤维加固梁的荷　载一位移线与原梁的曲线线型基本一致，承载能力未见提高，刚　度几乎保持不变，但粘贴后增强了主梁的延性；进行粘贴钢板加　梁体其他表现　荷栽／ｌ【Ｎ　图５粘贴钢板加固与原梁荷载一位移对比曲线　表１　加固前后箱梁参数对比　粱的　类型　裂缝　实际开裂吨位　理论开裂吨位／ｌ　固的主梁荷载一位移曲线位于原梁荷载一位移曲线上方，不论是　弹性阶段还是弹塑性阶段，结构刚度有明显改善。　参考文献：　［１］ＪＴＧ　Ｄ６０－２００４，公路桥涵设计通用规范［Ｓ］．　『２］ＪＴＧ　Ｄ６２—２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计　实际开裂吨位１３　ｔ，距离横隔板　原粱　北缘向北４２　ｃｍ。形成多条贯通　裂缝，宽度由最初开裂时的　０．１４ｆｉｌｍ逐级增加到０．２４　ｍｍ　加至６１　ｔ时，粱体中横隔板南缘　粘贴钢板　南侧１０２５　ｃｍ处出现裂缝，宽　加固粱　度由最初开裂时的００６　ｆｉｌｍ逐　级增加到Ｏ．２２ｆｌｍ　ｉ．．２ｌ　在加载吨位达到７６　ｔ　（两点合计）时梁体在　１／４处产生异响　加载至８９　ｔ（两点合　计）时底部钢板有异　响至１１５．８　ｔ时一侧　底板钢板脱落２　ｍ左　，８０　规范［Ｓ］．　［３］　金晶，蔡敏，薛金山．桥梁加固中预应力新技术的应用　［Ｊ］．山西建筑，２００９，３５（１３）：２９６—２９７．　右　通过图５可以看到，粘贴钢板加固梁的荷载一位移曲线与原梁　Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　３０　ｍ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｂｏｘ　ｂｅａｍ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ＬＩ　Ｙａｎ－ｈｏｎｇ　ＸＵ　Ｌｉ－ｚｈｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｃａｓｅ，ｉｔ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅａｔｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　３０　ｍ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｂｏｘ　ｂｅａｍ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｒｅｉｎ—　ｆｏｒｅｅｍｅｎｔ，ｃａｒｒｉｅｓ　ｏｎ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｅｓｔｓ，ｓｉｍｕｈａｎｅｏｕｓｌｙ　ｇｒａｓｐｓ　ｔｈｅ　ｖｉｓｕａｌ　ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｂｅａｍ　ｄａｍａｇｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ａｔ　ｅａｃｈ　ｓｔａｇｅ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ　ｍｅａｎｉｎｇ　ｆｏｒ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｂｏｘ　ｂｅａｍ，ｂｅａｔｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｔｅｓｔ，ｂｏｎｄｉｎｇ　ｓｔｅｅｌ　ｐｌａｔｅｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　收稿日期：２０１１．０ｌ一１１　作者简介：张晓霞（１９７７－），女，工程师，山西省化工设计院，山西太原０３００２４