无粘结预应力混凝土斜交板桥现存预应力测试及数值模拟.pdf

铁 道 建 筑 2014年第 9期 Railway Engineering l7 文章编号 ：1003-1995(2014)09—0017—04 无粘结预应力混凝土斜交板桥现存预应力 测试及数值模拟 王玉田 ，陈惟珍 ，姜福香 ，李福如 (1．同济大学 土木工程学院，上海 200092；2．青 岛理工大学 土木工程学 院，山东 青 岛 266033； 3．山东省公路桥梁建设有限公司，山东 济南 250000) 摘要：基于应力释放法 (刻槽法)原理 ，针对一座 已服役 14年的无粘结预应力混凝土斜 交板桥 ，在 中断 交通情况下，对梁板底部混凝土的工作应力进行 了现场测试。同时，基于实桥材料和 结构参数 ，利用 Midas／FEA3．0建立有限元模型，对 自重和预应力作用下混凝土的工作应力进行 了模拟。结果表 明，刻 槽法分级切割获得的应变释放 曲线，可 以很好地反映 出测点处应力释放的过程 ，并较准确地获得在役预 应力混凝土的工作应力；实例桥梁混凝土工作应力数值模拟结果与实测结果接近 ，由此估算出当前的现 存预应力约为最初张拉控制应力的86．93％(1067．18MPa)。对于张拉 控制应力与设计值存在较大误 差或预应力损失与理论值存在偏差的复杂结构，同样可用混凝土工作应力现场测试与有限元模拟分析 相结合 的方法估算现存预应力 。 关键词 ：无粘结预应 力混凝土 斜 交板桥 现存预应力 应力释放 数值模拟 中图分类号 ：U448．35 文献标识码 ：A DOI：10．3969／i．issn2014．09．06 在役桥梁现存预应力的大小是反映桥梁使用安全 了数值模拟 ，通过试验结果和数值模拟结果的对 比分 性的重要指标。当前 ，大多通过理论计算预应力损失 析提 出了现存预应力的估算方法。 来推测桥梁结构 的现存预应力 。然而 ，实际的桥梁 l 工程概 况 结构 由于外界环境 、施工误差及超载等影响 ，不可避免 地存在 内部缺陷、材料劣化 、结构损伤等病害 ，实 际的 本文实例桥梁为青岛胶州湾高速公路与滨海路相 现存预应力值与理论计算值往往存在较大的差异。通 交处 的一座分离式立交桥 。该桥建成于 1995年 ，上部 过测定实际结构的混凝土工作应力进行理论推算是确 结构采用后张无粘结预应力混凝土斜交空心板梁 ，斜 定现存预应力的有效方法，也是既有结构可靠性评定 交角度为42．43786。。标准跨径为22．00m，计算跨径 的重要指标 。。 为 21．36m，横 向全宽 12．00m，共有 11片空心板梁， 国内外学者已经开展了用混凝土应力释放法检测 板梁间采用漏斗形 的混凝土铰缝联结。按汽车～超 混凝土结构工作应力 ，进而确定现存预应力的理论和 2O级设计 ，挂车一120级验算 。预制板梁平面布置 见 试验研究 ，并取得 了一些成果 。王柏生等 就开槽法 图 1，中间板梁横断面具体尺寸见图2。 用于混凝土工作应力 的测试进行了试验和数值模拟 ， 3桥墩支座中心线 2桥墩支座中心线 重点就开槽深度 、开槽方式 、影响因素和修正方法等 问 题展开研究 。黄福伟等 首次将应力释放法应用于 无粘结部分预应力空心板桥梁结构混凝土的现存预应 力检测研究。 图 1 预制板梁平面布置 本文针对一座已服役 l4年 的无粘结预应力混凝 土斜交板桥 ，采用刻槽法对梁底混凝土工作应力进行 2 板梁混凝土工作