体外预应力对简支梁桥冲击系数影响的研究

《体外预应力对简支梁桥冲击系数影响的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第7期北方交通·65·体外预应力对简支粱桥冲击系数影响的研究张彬吉禹霏张宝成(辽宁工程技术大学，阜新~23ooo)(阜新市公路管理处，阜新123000)摘要通过对普通简支梁桥冲击系数计算方法的分析入手，对体外预应力结构加固后的简支梁桥冲击系数计算方法进行了研究。通过两者的对比，得出体外预应力结构对简支梁桥冲击系数的影响。同时指出了在应用体外预应力方法进行桥梁加固时，应对加固后各构件的振动特性进行分析，以免各构件因共振等原因发生破坏。关键词体外预应力冲击系数桥梁加固桥梁振动NP11葑育采用体外预应力技术对既有混凝土简支梁进

2、行加固，是一种非常行之有效的方法。它具有以下优点：能够大幅度提高既有梁的承载能力；体外索加固技术所需设备简单、人力投入少、施工工期短、经济由于梁在振动过程中，梁两端的预加力是不断效益明显；在加固过程中，可以实现不中断交通或短变化的。因此，可设：时限制交通；对原结构损伤较小，可以做到不影响桥下净空，且不增加路面标高等。当前，体外预应力加【M=x+e=(峨+△)x+(雌+AN@)e(—·固技术得到了广泛的应用，广大研究人员对体外预AN。是随振动位移的变化而产生的预加力的应力对结构静定特性的影响也进行了广泛深入的研改变量。这样

3、，我们就可以建立如下的力学模型，如究，但关于体外预应力结构对桥梁振动特性的研究，图2所示。以及由于对桥梁振动特性的影响导致的各种其它桥梁参数影响的研究还比较少。MN=N-一＼厂、／。Nrbex本论文通过考虑体外预应力对桥梁基频的影—]一响，研究了由于体外预应力结构对桥梁的冲击系数的影响，推导出了计算体外预应力加固后桥梁的冲图2双折线型布置简支梁受力图击系数的方法。并对考虑与不考虑体外预应力得到蛐：—==【==[=]=工=I=一的冲击系数结果进行了比较。研究表明，考虑体外Fl／4预应力结构对桥梁的冲击系数的影响是必要的。目

4、前体外预应力多采用双折线型，本论文以推导双折邮：口二]二工口⋯8＼eeos0+asin0线型体外预应力结构的桥梁的冲击系数为例，研究如何推导带有体外预应力结构的桥梁的冲击系数。2体外预应力简支梁的冲击系数计算公式的推导对于一座体外预应力混凝土简支梁，如图1所图3双折线型布置简支梁内力示意图示，体外索线型布置为双折线型，在两端钢筋的锚固那么，由梁的自由振动方程可得出梁在体外预点作用一对预加力，偏心距为e。那么由于体外预应力作用下的弯曲振动微分方程：应力引起的梁弯矩为M=Nphe+Nx。其中Nph和善cE·娶，+善cNpy，

5、一善cM，+mat2=。N分别为体外预应力N的水平和垂直分量。即Nnb=N·cos0，N=N。·sin0。(2)式中：y__振动位移；E弯刚度；m—单位长第7期张彬等：体外预应力对简支梁桥冲击系数影响的研究‘67·其忙√-一()鲁+=Iecos。+(a312]1si。I=4c0s0I(一丁4Ta3sl．n2u^-2早20c惦0+e2cos20+a2sin20+2e0c0s0)+入I一3ecos0+(a一筹)s0中入={+最·旱然后，根据求得的基频按下面公式计算桥梁的I一结构跨中截面的截面惯矩(m4)；冲击系数。m一结构跨

6、中处的单位长度质量(kg／m)；当‘o<1．5Hz时，=0．05C一结构跨中处延米结构重力(N／m)；当1．5Hz≤‘o<14Hz时，：0．17671nm一0．g-_重力加速度，g=9．81(m／s)。0157冲击系数根据桥梁基频f按下面公式计算：当‘o>14Hz时，=0．45当f<1．5Hz时，=0．053目前简支梁的冲击系数计算公式介绍当1．5Hz≤f<14Hz时，=0．1767lnf-0．0157根据<公路桥涵设计通用规范>，目前桥梁的冲当f>14I-Iz时，=0．45击系数的计算采用首先计算桥梁的基频，然后根据4

7、算例基频确定桥梁的冲击系数。对于一般的简支梁结某简支梁桥计算跨径17m，桥梁采用C50现浇构，目前桥梁的自振频率多采用下面公式进行计算：混凝土，单片梁为宽1．5m高0．70m的矩形梁。截面配筋各部分尺寸如图4所示。体外预应力索采用雄(9)1860级高强低松弛无粘结预应力钢绞线，共9束，m=G／g每束钢绞线面积140眦n2，长度为17．24m，张拉控制式中：l_结构的计算跨径(m)；应力为1395MPa，n=l计算加固前后桥梁的冲击系E一结构材料的弹性模量(N／m)；数的变化。图4采用本论文方法计算得：(3)桥梁采用体外预

8、应力加固时，应注意桥梁加固前桥梁的冲击系数为=0．226各结构振动特性的研究，防止共振现象的发生。加固后桥梁的冲击系数为=0．259参考文献从结果可以看出，由于体外预应力结构的影响，1郑玉庆、卜伟筠、周海浪等．体外预应力粱的振动问题的研究分析．四川建筑科学研究出版社，2OO2年9月使桥梁的冲击系数增加了近15％，所以