有粘結預應力加固橋梁的裂縫試驗分析

張龍

摘 要：文章主要分析了高性能抗拉復合砂漿的性能實驗，針對該種新型材料在加固橋梁中的應用進行了分析，從而更好的為我國橋梁加固提供技術支持以及理論支撐。

關鍵詞：橋梁加固；裂縫；有粘結預應力；性能試驗

在被加固梁體上錨固小直徑預應力筋，通過該預應力筋對被加固梁體進行預應力的施加，繼而在其上進行復合砂漿的噴注，從而提高梁體的抗拉強度，使得被加固梁同預應力筋合為一體，形成加固體系，產生粘結預應力。該種加工體系在中跨徑鋼筋混凝土T梁以及箱梁、空心板的加固中具有較強的適應性，且效果顯著。尤其在城市交通以及高速公路中中跨徑橋梁的連續箱梁加固中較為適用。

1 實驗原理分析

實驗設置參照組，以普通梁作為對比組，試驗過程中梁會經歷三個受力階段，分別為彈性工作階段，繼而經歷帶裂縫工作階段，最后則經歷鋼筋屈服階段。通過實驗可以看出，加固梁在受力后，其開裂荷載發生明顯延后，這是由于原漿裂縫受到砂漿以及預應力的影響而被限制。第二次受力時，原漿裂縫后于添加砂漿層開裂，后加砂漿層沒有完全開裂前，原漿裂縫基本不會受到影響。而荷載增加后，補強砂漿受力超出其可負荷范圍，繼而發生開裂，而補強砂漿開裂位置同原漿裂縫基本一致。在實驗中可以發現，即便原漿裂縫沒有被補強砂漿封閉，在卸載預壓后，可以發現原漿裂縫存在一定的規律，若裂縫在0.08mm左右寬，那么在遇到荷載時只有補強砂漿層開裂，并且開裂到一定范圍后，其開裂彎矩在增加。

2 加載原理及過程

本試驗采用帶載加固，即在施加并維持一定的一起荷載作用情況下，對原梁進行正截面補強加固，實際加載過程中，由于采用的不是重物加載，所有在模擬帶載加固的過程中，由于預應力張拉必須有梁體的變形發生，所以在預應力張拉過程中，采用適當放松千斤頂的方法來模擬一期恒載，但是在整個張拉過程中，應力環讀數保持不變。

2.1 一期荷載選擇

在實驗中首次對加固梁的極限荷載控制在40%，該荷載力的確定主要考慮到加固梁的實際尺寸以及現實中實際的恒載內力同使用荷載之間的比例關系，同事慘遭橋梁的實際配筋狀況予以確定。

首次荷載還應當參考實驗梁縱向主筋應力狀況以及正截面裂縫狀況，綜合上述條件予以確定。本次實驗所使用加固梁正截面裂縫不小于0.05mm且不超過0.15mm，其縱向主筋應力可以達到（0.3-0.4） （式中fskv為縱向主筋的抗拉強度極限值）。

2.2 帶載加固施工

對實驗梁正截面使用加固體系進行加固，利用有粘結預應力提高被加固梁性能，施工要點主要為以下幾點：

（1）設計位置將擬加的縱向豎向預應力筋在梁的兩端錨固，張拉預應力采用自制螺桿張拉，在張拉螺桿與錨墊板之間放置壓力傳感器，通過壓力傳感器可以讀出預應力的噸位；采用張拉螺桿張拉的好處是可以很準確地達到想要張拉的張拉力，同時錨具回縮值很小。

試驗加載方案主要采用兩點對稱式。以實驗梁跨度作為參考，將實驗梁架設在中心距4m的支墩上，在梁體同支墩之間設置橡膠支座。在實驗梁的1/4處，即支墩之間的中心點進行橫向地錨反力架的設置。并將千斤頂設置與實驗梁頂面同反力架衡量之間，同時添加穩壓應力環，其規格為30t。通過千斤頂進行荷載的增加，荷載數值的標定以及測量則通過穩壓應力環進行測量、標定。

3 實驗結果

5 實驗結果分析

（1）加固砂漿層的砂漿抗拉強度可以較大幅度影響加固梁的整體開裂彎矩，所以加固后的彈性階段大大延長，說明后加預應力與后補強砂漿對原梁的裂縫開展具有較強的約束作用。

（2）后加補強砂漿對原來的開裂有著牽制作用，原裂縫在二次加載時，補強砂漿層不開裂，則原裂縫不受影響。當荷載繼續增加，補強砂漿層被破壞，則原裂縫受到荷載影響而發展。其開裂位置同原梁裂縫，即首次荷載裂縫基本一致。在極限破壞后，實驗結果表明原梁裂縫寬度明顯小于補強砂漿裂縫，但是對加固梁的極限承載能力沒有影響。添加有粘結預應力加固梁后，原梁的性能有了明顯提升，在受到荷載后，其裂縫不會先于后加補強砂漿層發展。

（3）加固梁在達到屈服彎矩之前，原梁裂縫發展非常緩慢，過了屈服彎矩之后，原梁裂縫開展迅速。

參考文獻

[1]王永波，邱曉華.某預應力混凝土連續梁橋裂縫分析及加固設計[J].浙江交通職業技術學院學報，2006.

[2]李衛青.公路預應力混凝土連續箱梁橋裂縫分析及加固設計[J].北方交通，2014.