體外預(yù)應(yīng)力加固鐵路蓋板涵力學(xué)性能研究.pdf

1、我國(guó)20世紀(jì)70-90年代初修建的蓋板涵大部分在使用。雖然結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載較低，但蓋板涵的各種病害日益加重，已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的重載化要求，對(duì)既有蓋板涵結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固實(shí)現(xiàn)提載凸顯重要。作為一種簡(jiǎn)便的加固方式—體外預(yù)應(yīng)力加固，對(duì)提高鋼筋混凝土梁整體承載能力不足等問(wèn)題非常有效，故在工程界被廣泛地使用，并在施工中得到了不斷的創(chuàng)新。
　　目前，體外預(yù)應(yīng)力的研究大多是參考無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的研究理論，本文也借鑒已有的研究理論，以體外預(yù)應(yīng)力筋加固大秦鐵

2、路蓋板涵靜載試驗(yàn)為研究背景，基于體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量與梁體跨中撓度及混凝土壓應(yīng)變的相關(guān)性，針對(duì)蓋板涵結(jié)構(gòu)體外預(yù)應(yīng)力筋加固的局限性，提出了梁底直線體外預(yù)應(yīng)力筋加固蓋板涵結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，系統(tǒng)地對(duì)用截面應(yīng)變和撓度表示的體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量作了分析，相關(guān)工作如下：
　　（1）介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀以及蓋板涵常見的加固方法，各自的加固計(jì)算原理進(jìn)行了討論，并比較了各方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　（2）利用梁體變形前后的幾何關(guān)系，推導(dǎo)

3、了鐵路運(yùn)營(yíng)階段體外預(yù)應(yīng)力加固蓋板涵在均布荷載、三分點(diǎn)荷載、集中荷載作用下的應(yīng)力增量的統(tǒng)一表達(dá)式。并與截面剪力、彎矩平衡關(guān)系式迭代計(jì)算，考慮反彎矩對(duì)應(yīng)力增量的影響，最終得到應(yīng)力增量的數(shù)值解。并進(jìn)一步對(duì)影響加固效果的各參數(shù)敏感性做了分析。
　?。?）對(duì)蓋板涵建立有限元MIDAS/FEA實(shí)體模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。模型值與理論值吻合較好，可以滿足本文計(jì)算要求。
　?。?）根據(jù)相似原理制作了1:1大秦鐵路蓋板涵體外預(yù)應(yīng)力加固模型，在試

4、驗(yàn)室大廳進(jìn)行了正常使用階段下靜載試驗(yàn)。試驗(yàn)中主要測(cè)量了撓度、鋼筋應(yīng)變、混凝土應(yīng)變、體外筋應(yīng)變，跟加固前比較，施加不同有效預(yù)應(yīng)力，混凝土壓應(yīng)變、撓度、鋼筋應(yīng)變、體外筋應(yīng)力增量減少幅度較大，加固效果明顯。
　　通過(guò)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，本文的理論值與試驗(yàn)值吻合較好。對(duì)于梁高較小的蓋板涵來(lái)講，近似取值相對(duì)誤差較大。因此，本文體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量計(jì)算方法僅對(duì)于蓋板涵采用梁底直線布筋且無(wú)轉(zhuǎn)向塊的體外預(yù)應(yīng)力加固具有一定的通用性，建議在后續(xù)的研究中繼