浅谈体外预应力加固混凝土梁

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1、浅谈体外预应力加固混凝土梁桥梁加固课程报告浅谈体外预应力加固混凝十梁极限承载能力计算浅谈体外预应力加固混凝土梁极限承载能力计算一、体外预应力加固技术简介体外预应力混凝土技术早在1934年即宙德国工程师迪辛格尔取得了德国专利，于1937年建成的世界第一座预应力混凝土桥就属于体外预应力结构。由于当吋体外索的防腐问题尚耒解决,故该项技术没有得到推广。H20个世纪80年代以来，随着钢筋防腐措施的改进,体外预应力技术无论是在新建还是在加固工程中，均得到了广泛地应用，已成为后张预应力体系的重要分支之一。体外预应力加固通常是在梁底或梁侧下部增设预应力

2、加劲钢丝索或预应力粗钢筋补强，并分别锚固在梁的两端，通过设置一定的联结构件使预应力钢丝束与梁体构成-个桁架体系，成为一次超静定结构，施加体外预应力，抵消部分怕载应力，起到卸载的作用，从而较大地提高桥梁结构的承载能力。体外预应力钢筋混凝上结构一般采用折线形式布置预应力束。体外预应力筋仅在锚固区域和折角处（转向块处）与结构相连结，体外预应力结构的受力特性与无粘结预皿力结构类似。在使用荷载状态下，采用弹性分析方法设计;在极限状态下，一般按无粘结预应力混凝土结构分析设计。相比与粘钢补强加固法、水泥压浆加固法、喷射赴补强法、碳纤维加固法等桥梁加固

3、方法，体外预应力加固方法有较为明显的有点。在自重增加很小的情况下，能够大幅度改善和调整原结构的受力状况，提高承重结构的刚度、抗裂性能；由于承重结构自垂增加小故对墩台及基础受力状况影响很小，可节省対墩台和基础的加固；对桥梁营运影响小，可在不限制通行的条件下加固施工；预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临吋加固手段，乂可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施；相比与用碳纤维加固，造价人人降低；在实际T程中，预应力加固的应用方式较为灵活，适用于多种工程情况。二、既冇体外预应力计算方法1.简介体外预应力加固混凝土梁极限承载力计算是加固计算中十分重要的一

4、部分。在体外预应力结构的承载能力极限状态计算中，体外预应力筋的极限应力是关键性计算参数之一。対体外预应力筋极限应力精确计算是比较复杂的，冃需要考虑材料非线性和几何非线性的迭代过程。与有粘结预应力混凝土结构相比，分析体外及无粘结预应力混凝土结构的最人困难在于,荷载作用下，由于预应力筋与混凝土Z间可以发生滑动，预应力筋应力增量不能由单个截而的应变相容来确宦，而与结构的变形有关。为获得无粘结预应力混凝土梁的止截而抗弯强度、分析结构在使川荷载下的应力状态，必须首先确定无粘结预M力筋的应力变化情况。2.主要计算方法既冇的计算方法概括起來，可以分为

5、3类：1）各种折减粘结系数法这是由Baker先提岀的，通过将最人弯矩截面无粘结筋处混凝上应变乘以折减系数而得到无粘结筋的应变.Marnan等则进一步将折减系数-与构件的加载形式以及构件是否开裂相联系，其所建议的公式已被ACI440.4R所接受.2）基于综合配筋指标的回归经验公式法包括美国混凝土规范ACI318公式、我国无粘结预应力混凝土结构技术规程JGJ/92-2004计算公式及国内一些研究单位所建议的公式.3）基于等效塑性钱区长度的计算方法这种方法最早是±Pannell提岀，在等效塑性区长度内，无粘结预应力筋的应变与相同位置处的冇粘结

6、预应力筋的应变和同，而等效塑性区长度的大小则由试验确定.英国混凝土结构规范BS8110及加拿大混凝土结构规范A23.3-94都是采用该法建立的.三、《公路桥梁加固设计规范》极限应力计算方法我国现在应用的桥梁加固技术规范为2008年颁布的《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）o其中止截而抗弯承载能力计算中，体外索的水平筋极限应力如下：计算公式为：。此公式得到方法简介1・基木计算模式的选取尽管国际上各种规范对有效预应力的计算方法不尽一致，但不管采用哪一种计算理论，体外预应力筋极限应力均可表述为有效预应力与极限应力增量Z和的形

7、式，即q»u=q疋+△q帛式中为体外预应力筋的极限应力q疋为体外预应力筋的有效预应力为体外预应力筋的极限预应力增量。日前各国对上述公式的理解屮，对第1项的认识比较统一，即体外预应力筋的有效预应力,而对第2项即体外预应力筋的极限应力增量的表述形式及其影响因素的理解具有一定的差异。ACI318-02公式、Harajli钢绞线应力计算模式（Hatajli公式）以及《无粘结预应力混凝土结构技术规程》（JGJ92-2004）均为依据极限应力与截面配筋指标Z间的关系而建立的;Chakrabarti公式是在ACT318-02公式基础上进行修改，考虑了

8、有效预应力、高跨比、混凝土强度、普通钢筋等影响因索;AASIITO-04.BS8100规范中的公式是基于等效犁性区长度理论而建立的;其他诸如哈工大基于塑性理论并考虑二次效应的计算公式（哈工大公式）、同济大学