一、前言
一、前言
随着国家经济的快速增长,基础设施建设也得到进一步发展,桥梁作为交通工程中的重要枢纽,是基础建设的重要组成部分,比如城市中的高架桥、高速公路的匝道桥。
预应力技术能有效提高了混凝土构件的抗裂能力、抗渗性能,且具有刚度大、强度高、抗剪能力和抗疲劳能力好的特点,但是预应力施加不当,也会引起拉应力超限的问题,下面为大家分享某桥梁局部箱型截面拉应力超限的加固方案。
二、工程概况
某高速公路匝道桥全长约300米,上部结构采用现浇预应力混凝土箱梁,下部结构采用板式花瓶柱墩,肋板式桥台,墩台采用钻孔桩基础。该桥设计文件中,腹板预应力由F1、F2、F3三组预应力束组成,分布在箱梁的三个腹板中两端张拉;底板放置一组钢束B1,一端张拉。
原设计文件中,腹板预应力束F1、F2、F3一侧在箱梁左侧#墩顶板张拉,另一侧在箱梁右侧#墩端部腹板张拉。由于左侧#墩梁端预应力束合力中心偏上,所以在该侧底板设置了预应力束B1,以降低这段预应力束的合力中心位置,底板预应力束在左侧#墩处设置固定端,在箱梁内侧张拉。
由于施工条件限制,拟将“钢束梁端倒置”,但是由于工人理解错误,施工时仅将F1、F2、F3腹板预应力束左右做了镜像布置,B1底板预应力束未随之镜像至右侧#墩,导致右侧#墩仅有在顶板张拉的预应力束,板底的4 束预应力筋被设置在左侧#墩一侧,因而右侧#墩附近预应力束的合力中心偏高,梁端受力与设计要求产生差异。由于张拉端短束张拉错误,导致顶板张拉端截面底部出现拉应力。
三、梁底应力计算复核
模型中建立了3个施工阶段,考虑了不均匀沉降、二次收缩、车辆荷载等总共11种荷载工况,并以《《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)为标准,按部分预应力(A 类)混凝土结构进行验算。
根据规范要求,A 类预应力混凝土构件,在作用(荷载)频遇效应组合下,应符合下列条件:σ st -σ pc ≤0.7f tk ;在作用(荷载)准永久效应组合下,应符合下列条件:σ lt -σ pc ≤0。
四、处理方案
01
准永久组合拉应力偏大原因
02
降低端部梁底应力设计
因为项目已施工完成,σ pc 已经作用在实际结构上,即σ pc 在后续处理中不会发生改变。在σ pc 不改变的条件下,减小σ lt 的值使其满足《桥规》第6.3.1-4 条公式,即在作用准永久组合下构件抗裂验算截面底缘混凝土不出现拉应力。 为了能够减小σlt的值, 可以通过采取改变截面的形式,改变截面形状,以达到提高净截面惯性矩 I ,同时减 小抗裂验算边缘至净截面重心的距离。
对于本工程中,根据《桥规》第6.3.1-4 条公式σlt-σpc≤0 验算,其中σlt 为作用准 永久组合下构件抗裂验算截面边缘混凝土的法向拉应力,可按《桥规》中公式第6.3.2- 2 条计算:
为了能够减小σ lt 的值,可以通过在箱梁底部空腔区域填充混凝土的形式,增加净截面面积,增大截面惯性矩 I ,同时使截面的形心下移,减小底缘至净截面重心的距离。在本工程中,系混凝土连续箱梁,采用单箱双室,可采用填充双室空心截面下半部分,从而达到增加净截面惯性矩 I ,又使截面形心向下偏移,减小了底缘至净截面形心距离,最终实现增大 W n 的效果。
03
提高构件薄弱区域的防护,提高耐久性
规范控制准永久组合下受拉区域的正应力小于0,主要是保证混凝土箱梁耐久性的要求。为确保受影响区域内结构的耐久性,选择防护性能优良且不改变构件外观的防腐涂装层,进一步提高混凝土结构在目前受力状况下的表面防护等级,提高表面密实度,阻断混凝土材料在大气环境下的碳化等性能退化。即使构件在不利的荷载组合下产生拉应力,也不会对内部的预应力筋、普通钢筋造成不利影响。
五 、小结
消息来源 : 水清木华结构