钢筋混凝土简支梁经体外预应力加固后的极限强度试验的研究.pdfVIP

第七届后张预应力学术交流会 钢筋混凝土简支梁经体外预应力加固后的 极限强度试验研究 赵人达 钱永久 奉龙成 (西南交通大学，成都61003)1 (重庆公路科研所。重庆400067) 提 要 通过对截面尺寸和配筋率均完全相同的钢筋混凝土简支梁施加体外预应力与不施加预应力 进行加载对比试验，分析加固梁在控制截面处抗弯静力行为和极限强度的改善情况，验证了加固方法 的有效性。研究表明，在计算加固梁截面极限抗弯强度时，应考虑体外预应力钢筋的应力增量. 关健词 体外预应力，加固，钢筋混凝土简支梁，极限强度，试验研究 丫 1前言 体外预应力的应用属于人类的一种古老的智慧，将加工好的木条围成桶形，外面用竹蔑 箍紧，使木条处于相互挤压状态，从而形成一个不漏水的桶。这就是最早的体外预应力的应 用。早在1934年，德国人迪辛格尔就发明了体外无粘结预应力技术，并取得了德国和法国 专利。世界上第一座预应力混凝土桥就是按照迪辛格尔法建成的体外无粘结预应力混凝土悬 臂梁桥。此后一直到70年代末，体外预应力混凝土桥才在法国和美国得到了较大规模的发 展。随着体外预应力技术中的防腐问题得到了很好的解决，体外预应力结构在工程建筑中便 得到广泛的应用，由于体外预应力的优越性，使得它成为旧桥加固最积极有效的方法。70 年代末和80年代初，我国开始将体外预应力技术用于公路桥梁的加固，并收到很好的经济效 益和社会效益，在旧桥加固实践中，广大结构工程师积累了丰富的经验，发展了多种加固体 系。加固方法的关键在于锚固方法的设计，对于简支T形梁，采用夹持锚固是最为行之有效 的锚固方法。虽然体外预应力技术广泛用于公路旧桥加固，但理论及试验研究不够。因此， 应工程实用之所需，本文开展了钢筋混凝土简支模型梁体外预应力加固技术的试验研究，目 的是分析加固梁在控制截面处抗弯静力行为和极限强度的改善情况，验证加固方法的有效 性。本文主要介绍模型梁的极限强度试验结果。 2休外预应力简支模型梁的设计与制造 2.1试脸梁的设计 试验梁的设计是根据实桥的实际情况按照相似原理进行的，使试验梁控制截面应力与原 梁一致。试验的主要目的是分析梁体在施加预应力后的抗弯强度、截面的应力、应变和梁体 388 第七届后张预应力学术交流会 的变形改善情况，为此，要求梁体只能出现抗弯破坏，不能出现抗剪破坏。试验漠型梁共计 三片，各梁的儿何尺寸和体内配筋相同，第一片梁为不施加体外预应力的对比梁 第二、三 片梁施加相同的设计预加力。基于以上考虑，模型梁具体设计如下。 主要尺寸根据实桥的尺寸按1:4的比例确定，体外预应力筋，转向块以及夹持锚固钢 板都按相似比缩小。模型梁的尺寸和配筋情况示于图1, 2.2试验梁加载设计 试验采用两点集中加载，在两个接近三分点的位置施加对称集中力。按照相似模型梁设 计原理，模型梁施加的截面弯矩为相应实桥截面所承受弯矩的1!64。由于实测应变没节_毯 含试验梁自重引起的应变，所以，在外加荷载2P=45kN和2P=105kN时的实测应变，分别膜 拟实桥在恒载和恒载加活荷载情况下跨中截面的弯曲应变状态。 41勺r 己 圈t 试验梁的轮靡图 2.3试验梁的制造 试验梁全长4.5m，考虑到体外预应力钢筋锚固的需要，在两端预留了四个螺栓孔用以锚 固夹持钢板，夹持钢饭采用JGS-11型建筑结构胶粘贴在梁沐两端混凝土侧面上，然后用10.9 级N12的高强螺栓将夹持钢板夹紧，保证其与混凝土之间有足够摩擦力以传递预应力。 混凝上设计等级为C25，配合比为水泥:砂:卵石=1:2.56:3.68，水灰比为W:C=O.S, 采用#425水泥、中砂和粒径为5-15mm的卵石。体内受力钢筋和箍筋为工级钢筋。体外预 应力钢筋为D(12的40Cr钢筋。材料力学性能试验结果见表 1、表2,表3给出试验梁的跨 中截面尺寸和截面特性。 襄1 试验梁截面尺寸及配筋率 、赢荞\b(c口) h(cm) ((bcm)c((hm)((ch