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)不能滿足日益增長的重載化要求，對既有蓋板涵結(jié)構(gòu)進行加固實現(xiàn)提載凸顯重要。作為一種簡便的加固方式—體外預(yù)應(yīng)力加固，對提高鋼筋混凝土梁整體承載能力不足等問題非常有效，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)計算模型，系統(tǒng)地對用截面應(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：
　?。?）介紹了國內(nèi)外對體外預(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，各自的加固計算原理進行了討論，并比較了各方法的優(yōu)缺點。
　?。?）利用梁體變形前后的幾何關(guān)系，推導(dǎo)

3、了鐵路運營階段體外預(yù)應(yīng)力加固蓋板涵在均布荷載、三分點荷載、集中荷載作用下的應(yīng)力增量的統(tǒng)一表達式。并與截面剪力、彎矩平衡關(guān)系式迭代計算，考慮反彎矩對應(yīng)力增量的影響，最終得到應(yīng)力增量的數(shù)值解。并進一步對影響加固效果的各參數(shù)敏感性做了分析。
　?。?）對蓋板涵建立有限元MIDAS/FEA實體模型進行結(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、驗室大廳進行了正常使用階段下靜載試驗。試驗中主要測量了撓度、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。
　　通過與試驗數(shù)據(jù)比較，本文的理論值與試驗值吻合較好。對于梁高較小的蓋板涵來講，近似取值相對誤差較大。因此，本文體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量計算方法僅對于蓋板涵采用梁底直線布筋且無轉(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