缺陷PC梁式桥刚度退化-预应力损失的耦合评估模型

摘要

为准确评估开裂预应力混凝土梁式结构桥在使用阶段的变形性能,以虚拟消压力作用距离为基点对预应力增量、普通钢筋及翼缘受压区混凝土应力进行了级数展开,进而依据截面平衡关系推导了开裂截面刚度的显式解析式。结合前期基于钢束有限测点应力检测值实现有效预应力纵向实际分布状态预测的研究成果,得到了全桥各关键截面有效预应力衰变因子的分布规律。在二维梁单元模型的基础上建立了考虑结构刚度退化与预应力损失耦合关系的修正模型,并与传统的开裂截面中和轴高度一元三次方程的迭代解进行对比;将结构刚度退化模型应用于室内模型桥试验,并开展了敏感性分析。结果表明:2阶显式解的精度较高,能够用于不同预应力损失状态下的截面刚度变化模拟及正常使用状态评估限界的界定;在使用荷载作用下的弹性开裂阶段,结构的变形评估曲线与试验曲线吻合较理想;该模型易于编程应用,可在服役预应力混凝土桥梁检测与评估实践中推广。