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橋梁加固方案設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)研究-閱讀頁

2025-03-19 11:09本頁面
  

【正文】 積,無限制的提高梁的承載力。 加砼類加固簿弱受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計(jì)算特點(diǎn) 加厚橋面板類橋梁加固薄弱構(gòu)件的承載力計(jì)算,從原理上講,亦應(yīng)考慮分階段受力的特點(diǎn), 按兩階段受力迭合梁計(jì)算。這樣,加厚橋面板類加固薄弱受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力即可按一般鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)且不可不加分析的盲目加大受壓區(qū)混凝土層厚度來無限制的提高構(gòu)件的承載力(例如:加厚橋面板在局部荷載作用下承載力計(jì)算就可能出現(xiàn)類似的問題)。 橋梁加固薄弱構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 橋梁加固薄弱構(gòu)件一般采用粘貼鋼板(或其它纖維復(fù)合材料)增加斜筋或箍筋截面面積的方法進(jìn)行斜截面補(bǔ)強(qiáng)加固。 為了與現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范相適應(yīng),加固薄弱構(gòu)件的斜截面承載力的計(jì)算表達(dá)式可寫成下列形式: 0 d c c v s v b s b RV V V V V? ? ? ? ?? ? ? ? ( 411) 或 0 d c v c s b sb RV V V V? ? ? ?? ? ? ( 412) 式中: c sv sbV V V、 —— 按 橋規(guī) JTG D62計(jì)算的一般鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面的混凝土,箍筋和彎起鋼筋的抗剪承載力; scV —— 按 橋規(guī) JTG D62計(jì)算的一般鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面的混凝土箍筋的綜合抗剪承載 力; RV —— 按彈性分析方法求得的后加補(bǔ)強(qiáng)鋼板(或其它纖維復(fù)合材料)的抗剪承載力; c v b cs? ? ? ? ?、 、 、 、 —— 考慮分階段受力影響,由試驗(yàn)求得的修正系數(shù)?;炷量辜舫休d力修正系數(shù)與加固前的裂縫有關(guān):加固前未出現(xiàn)斜裂縫者,取 ? ? ,加固前斜裂縫寬度小于 ,取 ? ? ;加固前斜裂縫寬度大于,取 ? ? ,若采用混凝土與箍筋綜合抗剪承載力表達(dá)方式,則應(yīng)將系數(shù)c? 轉(zhuǎn)換為 cs? ,相應(yīng)取值為 、 和 。換算成主拉力作用方向。 綜合修正系數(shù) ? 反映將按開裂的鋼筋混凝土彈性體計(jì)算的后加補(bǔ)強(qiáng)鋼板的彈性抗剪能力,推廣用于斜截面抗剪承載 力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)的受力差異。 將 橋規(guī) JTG D62給出的 csV 和 bV 計(jì)算表達(dá)式,和前面給出的 RV 表達(dá)式代入公式( 412),并取并取 ? =, mh? , ? ,即可求得橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計(jì)算公式: =, mh? , ? ,即可求得橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計(jì)算公式: 30 1 3 0 . .3.2[ 0. 45 10 ( 2 0. 6 ) ]0. 75 10 sin 0. 26 [ ]d c s c u k s v s d vRs d b s b s ds V s b RV bh p f fAf A m VA A A? ? ? ? ????? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ( 414) 式中: cs? —— 加固前未出現(xiàn)斜裂縫者,取 ? ? ;加固前斜裂縫寬度小于 者,取 ? ? ;加固前斜裂縫跨度大于 ,取 ? ? ; 1? —— 異號(hào)彎矩影響系數(shù),對(duì)連續(xù)梁(或懸臂梁)中間支點(diǎn)承受異號(hào)彎矩區(qū)段取 1 ?? ; 3? —— 受壓翼緣影響系數(shù),對(duì)矩形截面 3 ?? ,對(duì)具有受壓翼緣的 T 形或工字形 截面,取 3 ?? 。 m —— 剪跨比,0d dMm Vh? 。 23 對(duì)于采取粘貼其他纖維復(fù)合材料加固的構(gòu)件, RA? 應(yīng)以換算截面面積0RA? 代 替 , 后 加 補(bǔ) 強(qiáng) 材 料 的 換 算 截 面 面 積 按 下 式 計(jì) 算0 RRRsEAAE? ? ?,其中 RA? 為與斜裂縫相交的后加斜向布置的纖維復(fù)合材料的 截面面積。 最后應(yīng)特別指出,上面給出的橋梁加固薄弱構(gòu)件斜截面抗剪承載力計(jì)算公式,是以剪壓破壞形態(tài)的受力特征為基礎(chǔ)建立的。 公式( 415)實(shí)際上是規(guī)定了采用粘貼鋼板(或其它纖維復(fù) 合材料)進(jìn)行斜截面加固補(bǔ)強(qiáng)的上限值。且不可不加分析的用盲目增加粘貼鋼板(或其它纖維復(fù)合材料)截面面積的方法,無限制地提高斜截面的抗剪承載力,這樣將發(fā)生脆性斜壓破壞,設(shè)計(jì)是不安全的。因道路改建,要求將設(shè)計(jì)荷載提高為城 A 級(jí)。 (一)原橋的基本情況 原橋?yàn)榭鐝?20m 的鋼筋混凝土 T 梁橋,設(shè)計(jì)荷載為汽 20,掛 100。全橋由 8 片梁組成,主梁間距為 1800mm,主梁高度為 1000mm。 24 17 8010010001401224 0( b =1 68 0)f39。 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),原梁混凝土表面光滑,除跨中截面下緣受拉區(qū)有少量豎直裂縫(裂縫寬度 ω≤ )外,未發(fā)現(xiàn)其它裂縫,混凝土碳化不明顯。綜合分析認(rèn)為原橋混凝土質(zhì)量較好,耐久性可以得到保證。綜合分析現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和原梁設(shè)計(jì)資料,混凝土強(qiáng)度等級(jí)仍取 C30, ?cdf Mpa; HRB400 鋼筋, sdf =330MPa, 25 ξb=。 抗彎承載力計(jì)算的基本方程為 ssdffcdcd Afhbbfxf ??? 39。 )( ( 416) dM0? ≤ ? ? ???????? ???????????? ? 22 00 fffcdcd hhhbbfxhbxf ( 417) 由( 416)求得 bf hbbfAfx cd ffcdssd ????? )( 3 3 0 9 6 5 1 . 6 1 3 . 8 ( 1 6 8 0 2 4 0 ) 1 2 0 2 4 1 . 6 61 3 . 8 2 4 0x ? ? ? ????mm 120??fh m ??hb? = 將 x= 代入公式( 417)得 ? ? ?????? ???????????? ???? == dM0? = 計(jì)算結(jié)果表明,跨中截面正截面抗彎承載力不滿足承受城 A 級(jí)荷載的要求(相差 %),需進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。 100050 020 0 20 0 20 0 20 032 332 322 38 2 圖 43 原梁支點(diǎn)截面的配筋示意圖(圖中尺寸以 mm 為單位) 26 截面尺寸應(yīng)符合下列要求 bhftd?? dV0? ≤ 10- 30bhf kcu? ( 418) 支點(diǎn)截面僅保持最下面三根鋼筋( 3φ 32)通過,支點(diǎn)截面 h0=1000-? =。 斜截抗剪承載力按下式計(jì)算: sbsds d vsvkcudu AfffpbhV ??? s i )( . ??????? ?? 式中: 3? =~考慮受壓翼緣影響的系數(shù); b=240mm; h0= P~縱向鋼筋配筋百分率,0100 hbAP s?? 3 8 0 4 .31 0 0 1 .0 5 52 4 0 9 5 2 .7 5?? ? ?? fcuk—— 混凝土強(qiáng)度等級(jí),取 fcuk=30Mpa sv? —— 箍筋配筋率, ????? bSnA vsvsv? sdvf —— 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,箍筋采用 HRB330(原Ⅱ級(jí)鋼筋)雙肢φ 8,取 =280MPa; —— 彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,取 =330MPa ΣAsb—— 與斜裂縫相關(guān)的彎起鋼筋截面面積,共有 6 根φ 32 彎起,取 ΣAsb=6 = θs—— 彎起鋼筋彎起角度,取 θs=45176。 = γ0Vd= 計(jì)算結(jié)果表明,斜 截面抗剪承載力有較大富余,可以滿足城 A 級(jí)荷載的要求。按城 A 級(jí)荷載計(jì)算應(yīng)承擔(dān)的彎矩組合設(shè) 27 計(jì)值為 ?dM? 一期荷載(恒載)彎矩設(shè)計(jì)值 0 9 1 ???dV? 二期荷載彎矩 8 1 2 2 ?????dM? 方案一:粘貼鋼板加固 采用在梁底粘貼鋼板法加固,選 16Mn 鋼板,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取 fRd=280MPa,ER=2 105MPa。式中 x01和 J01按開裂的鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算。 28 ? ? ? ?2)(2 02020 fffcdcdd hhhbbfxhbxfM ????????? 式中: 0h 為原鋼筋和后加補(bǔ)強(qiáng)鋼板合力作用主梁上邊緣的距離,其數(shù)值應(yīng)比 01h略為增加,假設(shè) 0 920mmh ? 。 1004( 0 . 0 0 2 8 7 0 . 0 0 3 0 3 ) 0 . 0 0 3 0 3 0 . 0 0 3 5 4901R? ? ? ? ? 50 .0 0 3 5 4 2 1 0 7 0 8 .9 M p a 2 8 0 M p aR R R R dEf?? ? ? ? ? ? ?,取 280 MpaR R uf? ?? 。 ( 4)承載力復(fù)核 按最后選定的鋼板尺寸,重新計(jì)算鋼板及原梁鋼筋合力作用點(diǎn)原梁上邊緣的距 29 離和混凝土受壓區(qū)高度。 2 ()s d s R R c d f fcdf A A f f b hx fb???? ? ?? 20133 0 96 51 .1 28 0 24 0 6 13 .8 ( 16 80 24 0) 12 013 .8 24 036 3. 4 m m 0. 53 90 1 47 7. 53 m mbxh?? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? 將 2 ? 和 0 ? 代入公式( 42)得: 22 0 060( ) ( ) ( )2236 3. 4 12 013 .8 24 0 36 3. 4( 91 2. 5 ) 13 .8 ( 16 80 24 0) 12 0( 91 2. 5)2229 12 .5 10 N .m m = 29 12 .5 K N .m 29 09 .9 4 K N .mfd u c d c d f fdhxM f bx h f b b h hM????? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 計(jì)算結(jié)果表明,加固后的正截面抗彎承載力是足夠的。 方案二:粘貼芳綸纖維布加固 采用在梁底粘貼芳綸 纖維布法加固,芳綸纖維的拉伸程度 2060Mpab? ? ,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取 2060 1 6 4 8 M p a1 .2 5Rdf ??,彈性模量 10 MpaRE ?? 。 1002( 0 . 0 0 2 8 7 0 . 0 0 3 0 3 ) 0 . 0 0 3 0 3 0 . 0 0 3 5 3901R? ? ? ? ? 50 .0 0 3 5 3 1 .1 8 1 0 4 1 6 .7 M p a 1 6 4 8 M p aR R R R dEf?? ? ? ? ? ? ? ? ( 3)后加補(bǔ)強(qiáng)芳綸纖維截面面積確定 由公式( 41)求得 RA 22() 240 347 .6 ( 168 0 240 ) 120 330 965 11 842 m mc a c d f f sd sRRf bx f b b h f AA???? ? ??? ? ? ? ? ? ??? 842 3 .5 1 m m240RAt b? ? ? 選 6 層 120kA? 芳綸纖維布,每層設(shè)計(jì)厚度為 , 6 m mt ? ? ? 提供的 23 .4 3 2 2 4 0 8 2 3 .6 8 m mRA ? ? ?。 應(yīng)該指出,對(duì)于這種情況,式中的 R? 與 2x 有關(guān), 022 2 2011 2 021 2 22 01[ ( ) ][ ( ) ]R R R s c c Rc u hos c c RhEEhc x h Exh? ? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)后得 223 1 1 5 4 4 . 3 4 3 2 . 2 4 8 . 4 3R xx? ??? 將 R? 表達(dá)式代入公式( 31)得: 2 ()c d c d f f s d s R Rf b x f b b h f A A???? ? ? ? 22213. 8 240 13. 8 ( 168 0 240 ) 120 965 [ 48. 43 ] 823 .68xxx? ? ? ? ??? ? ? ? ? 31 整理簡(jiǎn)化 2212 77 50 7 0xx? ? ? 解得 01346 .09 m m 3 901 477 .53 m mbxh ?? ? ? ? ? 芳綸纖維的實(shí)際應(yīng)力為 223 1 1 5 5 4 . 3 4 3 2 . 2 3 1 1 5 5 4 . 3 4 3 2 . 2 3 4 6 . 0 94 8 . 4 3 4 8 . 4 3 4 1 9 . 6 M p a3 4 6 . 0 9R xx? ? ??? ? ? ? ? 按芳綸纖維實(shí)際應(yīng)力計(jì)算芳綸纖維與橋梁鋼筋合力作用點(diǎn)至梁上邊緣的距離。039。202 fffcdcddu hhhbbfxhbxfM ????? mKNMmKNmmN d ?????????????????)(120)2401680()2 (06 ? 計(jì)算結(jié)果表明,加固后的正截面抗彎承載力略小于城 A 級(jí)荷載要求,但僅相差%,可以認(rèn)為加固后的承載力
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