有粘结预应力加固桥梁的裂缝试验分析

张龙

摘 要：文章主要分析了高性能抗拉复合砂浆的性能实验，针对该种新型材料在加固桥梁中的应用进行了分析，从而更好的为我国桥梁加固提供技术支持以及理论支撑。

关键词：桥梁加固；裂缝；有粘结预应力；性能试验

在被加固梁体上锚固小直径预应力筋，通过该预应力筋对被加固梁体进行预应力的施加，继而在其上进行复合砂浆的喷注，从而提高梁体的抗拉强度，使得被加固梁同预应力筋合为一体，形成加固体系，产生粘结预应力。该种加工体系在中跨径钢筋混凝土T梁以及箱梁、空心板的加固中具有较强的适应性，且效果显著。尤其在城市交通以及高速公路中中跨径桥梁的连续箱梁加固中较为适用。

1 实验原理分析

实验设置参照组，以普通梁作为对比组，试验过程中梁会经历三个受力阶段，分别为弹性工作阶段，继而经历带裂缝工作阶段，最后则经历钢筋屈服阶段。通过实验可以看出，加固梁在受力后，其开裂荷载发生明显延后，这是由于原浆裂缝受到砂浆以及预应力的影响而被限制。第二次受力时，原浆裂缝后于添加砂浆层开裂，后加砂浆层没有完全开裂前，原浆裂缝基本不会受到影响。而荷载增加后，补强砂浆受力超出其可负荷范围，继而发生开裂，而补强砂浆开裂位置同原浆裂缝基本一致。在实验中可以发现，即便原浆裂缝没有被补强砂浆封闭，在卸载预压后，可以发现原浆裂缝存在一定的规律，若裂缝在0.08mm左右宽，那么在遇到荷载时只有补强砂浆层开裂，并且开裂到一定范围后，其开裂弯矩在增加。

2 加载原理及过程

本试验采用带载加固，即在施加并维持一定的一起荷载作用情况下，对原梁进行正截面补强加固，实际加载过程中，由于采用的不是重物加载，所有在模拟带载加固的过程中，由于预应力张拉必须有梁体的变形发生，所以在预应力张拉过程中，采用适当放松千斤頂的方法来模拟一期恒载，但是在整个张拉过程中，应力环读数保持不变。

2.1 一期荷载选择

在实验中首次对加固梁的极限荷载控制在40%，该荷载力的确定主要考虑到加固梁的实际尺寸以及现实中实际的恒载内力同使用荷载之间的比例关系，同事惨遭桥梁的实际配筋状况予以确定。

首次荷载还应当参考实验梁纵向主筋应力状况以及正截面裂缝状况，综合上述条件予以确定。本次实验所使用加固梁正截面裂缝不小于0.05mm且不超过0.15mm，其纵向主筋应力可以达到（0.3-0.4） （式中fskv为纵向主筋的抗拉强度极限值）。

2.2 带载加固施工

对实验梁正截面使用加固体系进行加固，利用有粘结预应力提高被加固梁性能，施工要点主要为以下几点：

（1）设计位置将拟加的纵向竖向预应力筋在梁的两端锚固，张拉预应力采用自制螺杆张拉，在张拉螺杆与锚垫板之间放置压力传感器，通过压力传感器可以读出预应力的吨位；采用张拉螺杆张拉的好处是可以很准确地达到想要张拉的张拉力，同时锚具回缩值很小。

试验加载方案主要采用两点对称式。以实验梁跨度作为参考，将实验梁架设在中心距4m的支墩上，在梁体同支墩之间设置橡胶支座。在实验梁的1/4处，即支墩之间的中心点进行横向地锚反力架的设置。并将千斤顶设置与实验梁顶面同反力架衡量之间，同时添加稳压应力环，其规格为30t。通过千斤顶进行荷载的增加，荷载数值的标定以及测量则通过稳压应力环进行测量、标定。

3 实验结果

5 实验结果分析

（1）加固砂浆层的砂浆抗拉强度可以较大幅度影响加固梁的整体开裂弯矩，所以加固后的弹性阶段大大延长，说明后加预应力与后补强砂浆对原梁的裂缝开展具有较强的约束作用。

（2）后加补强砂浆对原来的开裂有着牵制作用，原裂缝在二次加载时，补强砂浆层不开裂，则原裂缝不受影响。当荷载继续增加，补强砂浆层被破坏，则原裂缝受到荷载影响而发展。其开裂位置同原梁裂缝，即首次荷载裂缝基本一致。在极限破坏后，实验结果表明原梁裂缝宽度明显小于补强砂浆裂缝，但是对加固梁的极限承载能力没有影响。添加有粘结预应力加固梁后，原梁的性能有了明显提升，在受到荷载后，其裂缝不会先于后加补强砂浆层发展。

（3）加固梁在达到屈服弯矩之前，原梁裂缝发展非常缓慢，过了屈服弯矩之后，原梁裂缝开展迅速。

参考文献

[1]王永波，邱晓华.某预应力混凝土连续梁桥裂缝分析及加固设计[J].浙江交通职业技术学院学报，2006.

[2]李卫青.公路预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析及加固设计[J].北方交通，2014.