有粘结预应力筋加固变高度PC箱梁技术研究

摘要

针对预应力混凝土连续箱梁腹板斜裂缝病害，从桥梁加固技术可行性和施工可行性出发，研究并提出了有粘结预应力筋加固新技术，以达到降低箱梁主拉应力、提高箱梁抗剪承载力的目的。有粘结预应力筋加固是在箱梁腹板外侧现浇新增腹板混凝土，并预留下弯预应力筋管道，待新增混凝土达到一定强度后，对新增预应力筋进行张拉，同时利用新增混凝土进行预应力束的锚固（后张法）。
　　 以清水河大桥主桥箱梁维修加固工程为背景，通过桥梁结构加固设计理论和分析、试验、现场观测和工程实践，系统研究了有粘结预应力筋加固方法的加固机理、加固设计方法、新增预应力筋传力作用、加固效果以及加固技术适用性。
　　 研究结果表明，有粘结预应力筋加固方法是适用于混凝土连续箱梁抗剪加固的一种新加固方法。新增混凝土加大了腹板主拉应力的抵抗截面，同时也为新增预应力筋的布置和采用后张法张拉及自锚提供了空间；而新增预应力筋的作用使增大的混凝土截面成为主动加固行为，并能有效地减小箱梁腹板的主拉应力，弥补旧箱梁腹板缺乏弯起钢筋的不足，提高箱梁抗剪储备。
　　 室内模型试验和现场观测的结果证明了新旧混凝土之间的粘结作用良好，能使新增有粘结预应力筋的作用有效地传递到旧混凝土截面上，改善旧混凝土的受力状况。论文提出的箱梁腹板新旧混凝土粘结面抗剪设计及植筋计算的方法、新增预应力筋锚座后旧混凝土应力计算方法可供加固设计计算参考。对清水河大桥箱梁加固前、后进行的静载试验证明这种加固方法在提高结构斜截面承载力、使用性能上有明显效果。