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文檔簡介
公路混凝土橋梁體外預應力加固技術指南ExternalPrestressing中國公路學會發(fā)布11總則 12術語與符號 2 22.2符號 23基本規(guī)定 4 74.1水泥及混凝土 74.2鋼材及焊接材料 74.3預應力鋼筋 74.4錨固件 74.5膠黏劑 84.6鋼絞線體外預應力組件及材料 95加固設計 5.1一般規(guī)定 5.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算 5.3持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算 235.4施工短暫狀況的構件應力計算 275.5體外預應力鋼筋的疲勞應力計算 5.6體外索布置原則 285.7轉向構造 5.8錨固構造 6加固施工 6.1一般規(guī)定 6.2施工準備 6.3施工測量 6.4轉向塊及錨固塊施工 6.5體外預應力施工 6.6減振裝置安裝 6.7防腐及防銹處理 6.8施工監(jiān)測 6.9施工安全 7質量檢驗與驗收 8養(yǎng)護及維修 8.1檢查與養(yǎng)護 28.2防護套修復 附錄A植筋計算及施工方法 43附錄B錨栓計算及施工方法 附錄C施工驗收記錄文件 用詞說明 5611.0.1為規(guī)范公路混凝土橋梁體外預應力加固技術,保障加固工程質量與安全,制定本指南。1.0.2本指南適用于公路混凝土橋梁的體外預應力加固。1.0.3橋梁加固前,應進行檢測與評定,確定其采用體外預應力加固的必要性和可行性。預應力加固法等。體外預應力加固法是一種主動加固方法,能有效提高橋梁的承載力、抗裂性加固方法或多種方法組合,慎重對待在損傷結構中采用體外預應力主動加固。對重要橋梁的加固荷載試驗對原橋狀況進行評估,比如通過關鍵截面應力測試結果推算原橋實際有效預應力。荷載試1.0.4橋梁的體外預應力加固設計、施工、驗收及養(yǎng)護,除應滿足本指南有關規(guī)定外,尚應符合國家、行業(yè)現(xiàn)行相關標準、規(guī)范的規(guī)定。22術語與符號通過體外預應力鋼筋(鋼絞線、精軋螺紋鋼筋或高強鋼絲束等)主動施加預應力,以改善原橋結構受力狀況的加固方法。2.1.2體外預應力鋼筋externalpre布置在結構實體截面之外的預應力鋼筋。在工廠內生產(chǎn)、組拼完成的索體2.1.4非成品索semi-finishedtendon施工現(xiàn)場組裝而成的索體鋼束按自然疊置狀態(tài)排列。鋼束通過分散裝置按規(guī)定分布狀態(tài)排列用于固定體外束并使預應力轉向的混凝土或鋼支承塊?;炷两Y構中截面應變分布不符合平截面假定的區(qū)域,也稱D區(qū)。2.1.9拉壓桿模型:strutandtiemodel反映混凝土結構應力擾動區(qū)力流傳遞路徑的桁架模型。2.2.1材料性能有關符號E——原結構混凝土的彈性模量;Ep.e——體外預應力鋼筋的彈性模量;fedo——原結構混凝土的軸心抗壓強度設計值;fcko——原結構混凝土的立方體抗壓強度標準值;fpd,e——體外預應力鋼筋的抗拉強度設計值;fpk,e——體外預應力鋼筋的抗拉強度標準值。2.2.2作用和作用效應有關符號體外預應力鋼筋的張拉控制應力;Op.ci——傳力錨固時體外預應力鋼筋的應力;3Opu,e——體外預應力鋼筋的極限應力計算值;Npcon——體外預應力束的張拉控制力;Vpb,i——與斜截面相交的體內彎起束的抗剪承載力設計值;Pa——預應力錨固力設計值;Tb.d——錨下劈裂力設計值;TR——徑向力引起的拉力設計值;Ttb.d——齒塊錨后牽拉力設計值;Th——橫梁式錨固塊底面的橫向拉桿內力設計值;T,——橫梁式錨固塊底面的縱向拉桿內力設計值。2.2.3幾何參數(shù)有關符號Ap.—體外預應力鋼束的截面面積;Apb.,e——斜截面內在同一彎起平面的體外預應力彎起束的截面面積;A——穿過接觸面鋼筋的截面面積;βe——體外預應力束的平彎角;em、e?——體外預應力鋼筋水平段、梁端錨固點至換算截面形心的距離Lpe——兩錨具間體外索的總長;θ——體外預應力束的豎彎角。2.2.4計算系數(shù)及其他有關符號αEp—體外預應力鋼筋的彈性模量與混凝土彈性模量的比值;μ—體外預應力鋼束與曲線管道的摩擦系數(shù)。43基本規(guī)定3.0.1體外預應力加固法可用于下列情況的橋梁加固:1恢復或提高結構或構件的承載能力。2改善結構或構件的抗裂性和耐久性等。點箱梁中心線箱梁中心線草圖3-1體外預應力加固箱梁腹板示意圖3-2體外預應力加固蓋梁示意3.0.2體外預應力加固法可單獨使用,也可與其他加固方法聯(lián)合使用。產(chǎn)生的內力,從而達到恢復或提升原橋使用性能并提高其承載力的目的。相比于增大截面、粘鋼3.0.3公路混凝土橋梁體外預應力加固應遵循以下基本原則:1應減少對原結構的損傷。2加固方案應具有可施工性。5條文說明:體外預應力加固法有其適用范圍和應用條件。在選用時,若無充分的論證依據(jù),切勿隨意擴大其使用范圍,或忽視其應用條件,以免考慮不周而釀成安全質量事故。本條對于體外預應力加固適用條件(混凝土強度等級不低于C30)的規(guī)定,是針對被加固構件是蓋梁的情形;對于混凝土主梁的體外預應力加固,一般要求其混凝土等級不低于C40,以滿足現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)中關于“預應力混凝土構件的混凝土強度等級不低于C40”的規(guī)定。3.0.4公路混凝土橋梁體外預應力加固可按如圖3.0.4所示程序進行。條文說明:橋梁體外預應力加固包括原橋檢測與評定、加固方案比選、加固設計、加固施工、驗收和運營期維護等一般程序,其中關鍵技術主要包括:(1)體外預應力總體設計在確定橋梁的加固性質和加固程度后,進行體外預應力加固體系的總體設計,包括體外束的用量和布置線形的設計。在選擇體外束用量時,既要達到改善結構應力狀態(tài)或提高結構承載力的既定目標,又要避免過度加固對結構造成的次生災害。在確定體外束的布置線形時,應優(yōu)先考慮利用原結構的橫隔板作為體外束的轉向或錨固裝置。必要時需要新增錨固塊或轉向塊時,應選擇合適的縱橋向和截面布置位置,保證體外預應力的可靠傳遞,減小對原結構的不利影響,并兼顧體外預應力的作用效率。(2)體外預應力加固結構計算體外束只通過轉向塊和錨固塊與梁體接觸,與梁體變形不協(xié)調,平截面假定不再適用。體外預應力結構在構造上的特點,決定了其在計算方面不同于傳統(tǒng)體內預應力結構之處,主要包括:正常使用狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)體外預應力鋼筋應力增量的計算、體外預應力損失的計算、體外預應力鋼筋的張拉控制應力以及使用階段的應力限值等。新增混凝土錨固塊(轉向塊)承受錨固力(轉向力)的作用,存在局部應力集中,是受力復雜的D區(qū),需要通過實體有限元分析、拉壓桿模型等方法進行計算。(3)新舊結構界面處理和植筋技術在體外預應力加固中,一般要新做錨固和轉向裝置,為使新舊結構共同工作,關鍵施工技術包括新舊混凝土界面處理技術和植筋技術。674.1.2應采用不低于42.5級的硅酸鹽水泥或快硬硅酸鹽水泥。當混凝土結構有耐腐蝕要求時,應4.1.6錨固塊和轉向塊宜選用高性能混凝土,其材料性能應符合現(xiàn)行《高性能混凝土評價標準》條文說明:錨固塊和轉向塊難以振搗密實且存在局部應力集中,因此建議選用高性能混凝土。4.2.2鋼材和焊縫的型號及強度設計值應符合現(xiàn)行《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)的 黏結鋼絞線體外預應力束》(JT/T853)和《填充型環(huán)氧涂層鋼絞線體外預應力束》(JT/T876)的規(guī)定。84.4.2錨固件為全螺紋螺桿時,其鋼材等級宜為Q355級或以上。4.4.3錨固件為錨栓時,其鋼材力學性能指標應符合表4.4.3的規(guī)定。表4.4.3錨栓的鋼材力學性能指標斷后伸長率5.8級6.8級88.8級示錨栓的公稱直徑。4.4.4錨固件為高強螺栓時,其鋼材力學性能指標應符合表4.4.4的規(guī)定。表4.4.4高強螺栓的鋼材力學性能指標斷后延伸率高強螺栓4.5.1橋梁加固應采用A級膠黏劑。4.5.2膠黏劑的安全性能指標應符合表4.5.2的規(guī)定。改性劑應在工廠制膠時添加,嚴禁在施工現(xiàn)場摻入。不應使用以水泥和微膨脹劑為主要成分配制的錨固劑作為黏結材料。表4.5.2錨固用膠黏劑的安全性能指標劈裂抗拉強度(MPa)抗壓強度(MPa)抗彎強度(MPa)9表4.5.2(續(xù))黏結能力約束拉拔條件下帶肋鋼筋與混凝土的黏結強度不揮發(fā)物含量(固體含量)(%)注:表中的性能指標除標有強度標準值外,條文說明:膠黏劑的劈裂抗拉強度、鋼—鋼(鋼套筒法)拉伸抗剪強度標準值、約束拉拔條件下帶肋鋼筋與混凝土的黏結強度應分別按照現(xiàn)行國家標準《混凝土加固設計規(guī)范》(GB50367)中附錄G、附錄J與附錄K的有關規(guī)定進行測定;膠體的抗彎強度、抗壓強度及不揮發(fā)物含量應分別按照現(xiàn)行國家標準《樹脂澆鑄體性能試驗方法》(GB/T2567)及4.5.3橋梁加固用膠黏劑,其鋼—鋼黏結抗剪性能應按照現(xiàn)行國家標準《混凝土加固設計規(guī)范》4.5.5寒冷地區(qū)橋梁加固用膠黏劑應通過耐凍融性檢驗。凍融環(huán)境溫度應為—25℃~35℃(允許偏差—0℃;+2℃),循環(huán)次數(shù)不少于50次,每一次循環(huán)時間為8h。試驗結束后,試件在常溫條件下測得的強度降低百分率不應大于5%。1體外索索體、轉向器和錨具組裝件,應滿足現(xiàn)行國家標準《體外預應力索技術條件》(G7自由段5圖4.6.1鋼絞線體外預應力組件1-錨具;2-預埋管;3-密封裝置;4-體外索;5-減振裝置;6-轉向器;7-保護罩4.6.2體外索分為散束式索體和集束式索體(圖4.6.2)。體外預應力鋼絞線可采用無黏結鋼絞線1-無黏結鋼絞線;2-外護套(熱擠)條文說明:體外預應力鋼束是否能多次張拉(包括張緊與放松》、是否可更換,以及如何張拉和更換,是決定體外預應力組件選用的關鍵,且各種組件的選用是相互聯(lián)系的。目前原橋加固所用體外預應力體系主要包括兩類:成品索體系和非成品索體系。成品索是由無黏結鋼絞線束熱擠HDPE護套組成,一般可以更換和整束多次張拉。非成品索可分為兩類:光面鋼絞線束和環(huán)氧滁層鋼絞線束,外護套內灌注水泥漿,主要用于不更換和一次張拉的情況;無黏結鋼絞線束,外護套內灌注防腐油脂及蠟等不固化的防腐材料或不灌注,主要用于需要多次張拉或更換的情況。非成品體外索需要進行單根鋼絞線更換或多次張拉時,應采用散束式轉向器及無黏結鋼絞線束。4.6.3體外索轉向器分為集束式和散束式(圖4.6.3),其材料性能應符合下列要求:A-AA-A圖4.6.3轉向器截面示意圖4.6.4體外索錨具可分為鑄造式錨具和鋼板式錨具兩類(圖4.6.4),錨具組件應符合現(xiàn)行《預應力1可多次張拉的體外索錨具的錨板外應設置調節(jié)螺母,錨具內應灌注防腐油脂或蠟等不固化的3錨具的隔離襯套、保護罩應由金屬或高密度聚氯乙烯(HDPE)材料制作。錨具保護罩應完全c)可多次張拉的鑄造式錨具d)可多次張拉的鋼板式錨具圖4.6.4錨具組件結構示意1-保護罩;2-錨板;3-連管;4-錨墊板;5-導管;6-喇叭管;7-外護套;8-張拉預留段;9-螺母;10-隔離襯套1-可調拉桿;2-索夾;3-減振橡膠;4-集束式索體;5-散束式索體;6-減振管5加固設計5.1.1應依據(jù)原橋梁設計圖、竣工資料、檢測評定報告和現(xiàn)場核查情況等進行加固設計。5.1.2加固設計應考慮結構病害影響、材料劣化、新舊材料的結合性能及材料差異。5.1.3橋梁體外預應力加固設計應符合以下規(guī)定:2減少對原結構的損傷。3選用合理的預應力度和預應力體系,滿足可檢、可調節(jié)和可更換的要求。4合理布置新增轉向及錨固構造,滿足受力合理、施工方便等要求。5采用可靠的界面處理,滿足新增構造和原結構的可靠連接要求。5.1.4橋梁體外預應力加固計算應符合以下規(guī)定:1作用及作用效應組合系數(shù),應符合原設計所遵循的相關規(guī)范的規(guī)定。2原結構的尺寸宜采用實測值。3原結構混凝土強度等級,宜采用檢測結果的推定值。4體外預應力加固混凝土結構的整體計算內容應包括:1)持久狀況承載力極限狀態(tài)計算。2)持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算。3)短暫狀況的應力計算。4)體外預應力鋼筋的疲勞應力驗算。5體外預應力加固混凝土結構的局部計算內容應包括:1)轉向構造的承載力和抗裂性計算、錨固構造的承載力和抗裂性計算。2)體外預應力錨固區(qū)局部承壓承載力可按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)3)體外索的混凝土錨固和轉向構造等應力擾動區(qū)(D區(qū)),可采用拉壓桿模型、實體有限元模型等進行計算。6體外預應力加固混凝土結構的抗裂驗算,可按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計5.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算5.2.1體外預應力加固混凝土受彎構件的正截面抗彎承載力可按下列規(guī)定計算。1計算假定1)加固后的混凝土構件正截面應變仍然滿足平截面假定。2)體外預應力鋼筋的應力沿程保持一致。3)可不考慮體外索二次效應的影響。4)體外預應力鋼筋在抗彎承載力極限狀態(tài)下的應力達到其極限應力計算值opu.e。2體外預應力加固構件抗彎承載力的計算,根據(jù)截面形狀和中心軸的位置,分為以下兩種情況1)矩形截面或中性軸位于T形或I形截面翼板內(x≤hí)的體外預應力加固梁(圖5.2.1-1),其正截面抗彎承載力計算應符合下列規(guī)定:fadob{x+faA'=opu.Ap.e+fa.;Ap;+faA,(5.2.1-1)f圖5.2.1-1矩形受壓截面抗彎承載力計算圖式2)T形或I形截面且中性軸位于腹板內(x>h{)的體外預應力加固梁(圖5.2.1-2),其正截面抗彎承載力計算應符合下列規(guī)定:fadobx+fdo(b'—b)hY?Ma≤opu.Ap.e(hp.e—a!)+fpa.;Ap.;(hp.i-a′)+Ma——計算截面彎矩的組合設計值;Ap.——新增體外預應力鋼筋的截面面積;opu.e——體外預應力鋼筋的極限應力計算值,可按本指南第5.2.1-3條計算;hp.i——體外預應力鋼筋合力點至截面受壓區(qū)邊緣的距離;x——截面混凝土受壓區(qū)(矩形分布應力)高度;Ap.——原梁體內預應力鋼筋的截面面積;fpd.i——原梁體內預應力鋼筋的抗拉強度設計值;hp.——體內預應力鋼筋合力點至受壓區(qū)邊緣的距離A,——原梁體內縱向受拉普通鋼筋的面積;fa——原梁體內縱向受拉普通鋼筋的抗拉強度設計值;h——體內縱向受拉普通鋼筋至截面受壓區(qū)邊緣的距離;A′——原梁體內縱向受壓普通鋼筋的面積;f'sa——原梁體內縱向受壓普通鋼筋的抗壓強度設計值;a's-—體內縱向受壓普通鋼筋至截面受壓邊緣的距離;fcdo——原梁混凝土的軸心抗壓強度設計值;b——受壓翼板的有效寬度,按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)的規(guī)定取用;b——梁肋或腹板的寬度;a'——受壓混凝土合力至截面受壓區(qū)邊緣的距離,圖5.2.1-2T形受壓截面抗彎承載力計算圖式截面受壓區(qū)高度限制條件、受壓區(qū)配筋時設計應力的計算規(guī)定均同現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應3體外預應力加固構件的正截面抗彎承載力計算時,體外預應力鋼筋的極限應力計算值opu.e,可選用下列兩種方法之一進行計算:1)簡單取值法式中:0pe,e——使用階段體外預應力鋼筋扣除預應力損失后的有效應力(MPa)。2)簡化計算法Ope,e——使用階段體外預應力鋼筋扣除預應力損失后的有效應力(MPa);Ep.e——體外預應力鋼筋的彈性模量(MPa);L?——計算截面所在梁跨跨徑或相鄰最大梁跨的跨徑(mm);Lpe——兩錨具間體外索的總長(mm);em——體外索水平段至截面形心的距離(mm),見圖5.2.1-3;Cy——普通鋼筋和預應力鋼筋屈服時的截面受壓區(qū)高度(mm);對于T形截面:對矩形截面:Ap.、Ap.e—原梁受拉區(qū)縱向體內、體外預應力鋼筋的截面面積(mm2);fpk,、fpk,e——原梁體內、體外預應力鋼筋的抗拉強度標準值(MPafpd,e——體外預應力鋼筋的抗拉強度設As、A'——原梁受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積(mm2);fk、fk——原梁縱向普通鋼筋的抗拉、抗壓強度標準值(MPa);fecu,ko——原梁混凝土的立方體抗β——混凝土受壓區(qū)高度折減系數(shù),取β=0.8;當混凝土強度大于C50時,按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)的方法進行折減?!麇^點圖5.2.1-3體外預應力加固連續(xù)梁計算參數(shù)示意范方法進行。(1)《公路橋梁加固設計規(guī)范》(JTG/TJ22)方法體外預應力加固構件的正截面抗彎承載力計算時,體外預應力鋼筋的極限應力設計值om.可按下式計算:式中:l.——計算跨體外索的有效長度N.——構件失效時形成的塑性鉸的數(shù)目,對于簡支梁N?=0,對于連續(xù)梁N,=n-1;n為連續(xù)梁的跨數(shù);1;——兩端錨固間體外索的總長度,對于簡支梁,L.=l;Yp——體外預應力鋼筋的安全系數(shù),取γ=2.2;hp,e——體外預應力鋼筋合力點至截面頂面的距離;Ep.e——體外預應力鋼筋的彈性模量;c——截面中性軸到混凝土受壓區(qū)頂面的距離;對于T形截面:對矩形截面:β——混凝土受壓區(qū)高度折減系數(shù),取β=0.8;0e.e——體外預應力束的永存預應力;fpk,i、fpa.e——體內、體外預應力束的抗拉強度設計值;feu.k——混凝土立方體抗壓強度標準值;fk、f'k——體內縱向受拉、受壓普通鋼筋的抗拉強度標準值;fpk,i——體內預應力筋的抗拉強度標準值。其余符號的意義同前。(2)歐洲規(guī)范(Eurocode)方法體外預應力加固構件的正截面抗彎承載力計算時,體外預應力鋼筋的極限應力設計值opu.(MPa)可按下式計算:1)簡支梁式中:0pe,e——扣除全部預應力損失后,體外預應力鋼筋中的有效預應力;fpa.——體外預應力束的抗拉強度設計值。2)連續(xù)梁1體外預應力加固的矩形、T形和I形截面的受彎構件,其斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定(圖5.2.2):Cf.ADe0.0Y?Va≤Vs+Vs+Vpb.i+Vpb,eVa≤a?a?a?0.45×10-3bh?!?2+0.6P)√fcu.koVpb.i=0.75×10?3fp.Apb.iVpb,e=0.75×10?3σpe.Apb.esinθ。Va——斜截面剪壓端剪力的組合設計值(kN);Ves——斜截面內混凝土和箍筋共同承受的抗剪承載力設計值(kN);Vb——與斜截面相交的普通彎起鋼筋的抗剪承載力設計值(kN);a?——異號彎矩影響系數(shù),計算簡支梁和連續(xù)梁近支點梁段的抗剪承載力時,a?=1.0;計算連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段的抗剪承載力時,α?=0.9;a?——預應力提高系數(shù),當原梁為鋼筋混凝土受彎構件時,α?=1.0;當原梁為預應力混凝土受彎構件時,α?=1.25,但當原梁中由鋼筋合力引起的截面彎矩與外彎矩的方向相同時,或原梁為預應力混凝土B類構件,α2=1.0;a?——受壓翼緣影響系數(shù),對矩形截面,a?=1.0;對具有受壓翼緣的T形或[形截面,b——斜截面受壓端正截面處,原梁的腹板寬度(mm);ho——斜截面受壓端正截面的有效高度(mm);fcu.ko——原梁混凝土的立方體抗壓強度標準值(MPa);Psv——原梁斜截面內箍筋配筋率fsv——原梁中箍筋抗拉強度設計值(MPa);As——斜截面范圍內同一截面箍筋各肢的總截面面積(mm2);Sy——斜截面內箍筋的間距(mm);fsd、fpb.i——原梁中普通鋼筋、體內預應力鋼筋的抗拉強度設計值(MPa);Ope,——使用階段體外預應力鋼筋扣除預應力損失后的有效應力(MPa);Asb——斜截面內在同一彎起平面的普通彎起鋼筋的截面面積(mm2);Apb.i——斜截面內在同一彎起平面的體內預應力彎起鋼筋的截面面積(mm2);Apb,e——斜截面內在同一彎起平面的體外預應力彎起鋼筋的截面面積(mm2);箱形截面受彎構件的斜截面抗剪承載力的驗算,可參照本條規(guī)定進行。2體外預應力加固的矩形、T形和I形截面的受彎構件,為避免斜壓破壞,其截面尺寸尚應符合下列要求:1)轉向塊應根據(jù)體外預應力產(chǎn)生的轉向分力進行設計,并應考慮轉向塊處的集中力對原結構整體及局部受力的3)混凝土轉向塊抗拉承載力計算時,可只考慮內環(huán)箍筋的作用,宜布置一定數(shù)5)鋼制轉向塊接觸面應進行抗剪承載力和抗拔承載力計算。2承受空間預應力作用的轉向塊,在承載力極限狀態(tài)下其豎向轉向力Na和橫向轉向力Va可按下式確定,參見圖5.2.3。式中:Na——轉向裝置的豎向作用設計值,即體外預應力鋼筋張拉時對轉向裝置的合力在豎直方向的分力設計值;Va——轉向裝置的橫向作用設計值,即體外預應力鋼筋張拉時對轉向裝置的合力在水平面的分力設計值; N.——體外預應力鋼筋的張拉控制力。取Na=Ap.;Ocn,e——體外預應力鋼筋的張拉控制應力;Ap,——體外預應力鋼筋的截面面積;0e——體外預應力鋼筋的豎彎角;βe——體外預應力鋼筋的平彎角。Na——豎向轉向力的組合設計值;As——內環(huán)箍筋的抗拉截面面積。4塊式混凝土轉向塊接觸面的抗剪承載力可按下式驗算:A——穿過接觸面鋼筋的截面面積;面,取為0.6。5半隔板式混凝土轉向塊也可偏于安全地參照塊式混凝土轉向塊的計算方法,進行抗拉承載力條文說明:轉向塊是體外預應力結構中的局部受力復雜區(qū)域,其受力性能關系到整個結構的安全,需要進行局部特殊設計?;炷翂K式轉向塊中一般存在以下三種受力機理(圖51);1)由體外預應力豎向轉向力引起的內環(huán)箍筋的抗拔作用。2)上層外環(huán)箍筋產(chǎn)生的梁作用。3)由體外預應力橫向轉向力在轉向管道下混凝土剪切面引起的剪切作用?!瓑K式轉向塊必須進行上拔抗拉設計和混凝土開裂面抗剪設計。美國得克薩斯大學的試驗表明,在內環(huán)筋屈服前,豎向轉向力絕大部分由內環(huán)筋承擔,而外環(huán)筋的作用并沒有得到完全發(fā)揮。因此,在設計時,可偏于安全地只考慮內環(huán)筋的作用,但仍然需要布置一定數(shù)量的抗裂外環(huán)筋??紤]到預應力張拉時轉向塊往在處于最不利受力狀態(tài),在計算轉向塊的作用效應時,體外預應力束的內力取為其張拉控制力,并乘以荷載分項系數(shù)1.2豎肋式轉向塊可以通過受壓混凝土傳遞豎向轉向力,因此一般可不進行抗拔承載力的計算。橫肋式轉向塊的抗拔承載力計算方法與塊式轉向塊相同,但由于橫肋在底板貫通而一般不必進行剪切面的抗剪承載能力計算。1混凝土三角齒塊和矩形齒塊錨固區(qū)(圖5.2.4),應分別進行局部區(qū)的錨下抗壓承載力計算、總2齒塊錨下抗劈裂承載力可按下式驗算:Tb.a——錨下劈裂力設計值;Pa——預應力錨固力設計值,取1.2倍張拉控制力;A?——齒塊一倍端面高度范圍內抗劈裂鋼筋截面面積;fsd——普通鋼筋抗拉強度設計值。3三角齒塊預應力束彎曲段內的抗拔承載力可按下式驗算:TR——徑向力引起的拉力設計值;Pa——預應力錨固力設計值,取1.2倍張拉控制力;A?——體外預應力鋼筋彎曲段內抗拔普通鋼筋的截面面積;ap——體外預應力鋼筋在錨固塊內的彎起角,以弧度計;fsa——普通鋼筋抗拉強度設計值。4齒塊接觸面的抗剪承載力可按下式驗算:Y?Pacosap≤μfsa(A?cosap+Pa——預應力錨固力設計值,取1.2倍張拉控制力;αp——預應力鋼筋在錨固塊內的彎起角;A?——穿過接觸面鋼筋的截面面積(不包括A?和A?);fsa——普通鋼筋抗拉強度設計值;μ—新舊混凝土接觸面的摩阻系數(shù),對經(jīng)鑿毛(或鑿槽)處理的交界面,取為1.0;對未經(jīng)鑿毛處理的交界面,取為0.6。5齒塊錨后抗牽拉承載力可按下式驗算:Ttb,d——齒塊錨后牽拉力設計值;Pa——預應力錨固力設計值,取1.2倍張拉控制力;A?——壁板抗牽拉縱向鋼筋面積(力筋軸線兩側各1.5倍錨墊板寬度范圍內);fsd——普通鋼筋抗拉強度設計值。P-P-P-圖5-2預應力錨固區(qū)分區(qū)及配筋示意后張預應力三角齒塊錨固區(qū)存在著集中錨固力的作用、幾何形體上的突變以及預應力鋼束彎曲引起的徑向力作用,是一個受力十分復雜的典型D區(qū),需要配置鋼筋以滿足抗裂和承載力的要求。三維實體有限元分析表明,齒板內存在如下五種典型局部作用(圖5-3):年圖5-3后張預應力齒板錨固區(qū)內的五種局部作用5.2.5體外索橫梁錨固區(qū)的承載力可按下列規(guī)定計算。1橫梁錨固區(qū)應分別進行局部區(qū)的錨下抗壓承載力計算和總體區(qū)的抗拉承載力計算。2采用拉壓桿模型進行橫梁錨固區(qū)計算時,鋼筋(拉桿)的抗拉承載力計算應符合下列規(guī)定(圖5.2.5-1、圖5.2.5-2):式中:Yo——結構重要性系數(shù);T?、Th——橫梁底緣的豎向、橫向拉桿內力設計值;As、Ash——橫梁底緣0.25倍橫梁厚度范圍內各層豎向、橫向鋼筋截面面積總和;fsa——普通鋼筋抗拉強度設計值。h圖5.2.5-1橫梁錨固區(qū)的半結構示意圖圖5.2.5-2橫梁錨固區(qū)的鋼筋布置示意3半隔板式橫梁錨固區(qū)底緣的豎向、橫向拉桿內力設計值,可按下列公式計算:1)當b≥h/2時(寬隔板2)當b≤h/2時(窄隔板)式中:Pa——作用于半隔板的體外錨固力合力設計值,取1.2倍張拉控制力;h——橫梁高度;b——橫梁半隔板寬度;t——橫梁厚度;e?——半隔板上體外錨固力合力點至橫梁外邊緣的距離。 拉桿-----壓桿1應分別按荷載效應的標準組合與準永久組合對使用極限狀態(tài)的結構構件進行驗算。計算時永久荷載應計入加固新增恒載。預應力作用對應的荷載分項系數(shù)為1.0,當為超靜定結構時尚應計入由預應力引起的次效應。1)全預應力混凝土加固結構:在作用短期組合下控制截面邊緣不容許出現(xiàn)拉應力。3)B類預應力混凝土加固結構:在作用短期組合下控制截面邊緣可出現(xiàn)超過限值的拉應力,但裂縫的寬度應小于限值。3體外預應力加固混凝土結構彈性內力分析時,應采用換算截面幾何性質;彈性內力分析時,全預應力構件和A類預應力構件應采用換算截面幾何性質,B類預應力構件應采用開裂的換算截面幾何性質。1鋼絞線、高強鋼絲2精軋螺紋鋼筋fpk.e——體外預應力鋼筋的抗拉強度標準值。5.3.3體外預應力鋼筋的預應力損失可按下列規(guī)定計算。1體外預應力加固混凝土構件,應考慮由下列因素引起的預應力損失:1)體外索在轉向和錨固構造管道內的摩擦引起的預應力損失σn。2)錨具變形、預應力鋼筋內縮和接縫壓密012。3)采用分批張拉時,混凝土的彈性壓縮o。預應力損失值宜根據(jù)試驗確定,當無可靠試驗數(shù)據(jù)時,可按本標準5.3.3條的規(guī)定計算。2體外預應力鋼筋在轉向和錨固構造管道內的摩擦引起的預應力損失,可按下式計算:式中:x——張拉時體外束與管道的接觸長度(m),兩端張拉時取累計長度的一半;0——自張拉端的管道累計偏轉角(rad);k——單位長度管道軸線局部偏差的摩擦系數(shù)(1/m),可按表5.3.3取值;μ——體外預應力鋼筋與曲線管道的摩擦系數(shù),可按表5.3.3取值。表5.3.3體外預應力鋼筋的k與μ值kμ0000注:體外預應力孔道摩阻損失的計算,僅需考慮轉向和錨固段的管道,體外束自由段的摩阻為據(jù)實測確定,當無可靠實測數(shù)據(jù)時可按照本表取值。3傳力錨固時,錨具變形和預應力鋼筋內縮引起的預應力損失值,可按下列公式計算:△l——對鋼絞線夾片錨可取6mm,對帶螺帽的錨具可取1mm;l——預應力鋼筋的計算長度。4分批張拉引起的混凝土彈性壓縮預應力損失,可按下式估算:△ope——在計算截面先張拉的體外預應力鋼筋重心處,由后張拉每一批體外預應力鋼筋產(chǎn)生的混凝土法向應力的平均值;m——體外預應力鋼筋分批張拉的次數(shù)。5鋼筋松弛引起的預應力損失終極值,可按下列公式計算:ζ——體外預應力鋼筋松弛系數(shù),I級松弛(普通松弛),ζ=1.0;Ⅱ級松弛(低松弛),ζ=0.3;體外預應力鋼筋的抗拉強度標準值。2)精軋螺紋鋼筋一次張拉:超張拉:6混凝土收縮和徐變引起的預應力損失,可參照現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)進行計算。5.3.4體外預應力加固混凝土受彎構件的抗裂驗算與裂縫寬度驗算可按下列規(guī)定進行。1正截面抗裂驗算1)體外預應力加固的全預應力混凝土構件,在作用(或荷載)短期效應組合下:整體澆筑或整體預制構件:分段澆筑或節(jié)段拼裝構件:2)體外預應力加固的部分預應力混凝土A類構件,在作用(或荷載)短期效應組合下:Os一ope≤0.7frko但在作用(或荷載)長期效應組合下:式中:0s——在作用(或荷載)短期效應組合下,構件抗裂驗算截面邊緣混凝土的法向拉應力;o.——在作用(或荷載)長期組合下,構件抗裂驗算截面邊緣混凝土的法向拉應力;Ope——有效預應力在構件抗裂性驗算截面邊緣產(chǎn)生的混凝土預壓應力;f.ko——原梁混凝土的軸心抗拉強度標準值。2斜截面抗裂驗算斜截面抗裂應對混凝土的主拉應力oφ進行驗算,并考慮主壓應力ocp的影響。在作用(或荷載)短期效應組合下,主拉應力應滿足:式中:fck——混凝土抗壓強度標準值;0p、Ocp——在作用(或荷載)短期效應組鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)進行計算;λ——混凝土抗拉強度折減系數(shù)。對于體外預應力加固的全預應力混凝土構件,當采用整體澆筑或整體預制時取為0.6、當采用分段澆筑或分段預制時取為0.4;對于體外預應力加固的部分預應力混凝土A類構件和允許開裂的B類構件,當采用整體澆筑或整體預制時取為0.7,當采用分段澆筑或分段預制時取為0.5。3裂縫寬度驗算1)體外預應力加固的B類預應力混凝土構件,在正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度,應按荷載短期效應組合并考慮長期效應的影響進行驗算。2)體外預應力加固B類預應力混凝土構件,其計算的最大裂縫寬度不應超過下列規(guī)定的限值:(1)原結構為鋼筋混凝土構件I類和Ⅱ類環(huán)境0.20mmⅢ類和IV類環(huán)境0.15mm(2)原結構為預應力混凝士構件I類和Ⅱ類環(huán)境3)整體式B類體外預應力混凝土梁的裂縫寬度計算,可按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)的規(guī)定進行。4撓度驗算1)體外預應力加固混凝土梁在正常使用極限狀態(tài)下的撓度,可根據(jù)給定的截面剛度用結構力學方法計算。2)在計算原橋由短期荷載效應和預應力效應引起的長期撓度時,撓度長期增長系數(shù)n%應按下式中:7——原橋的撓度長期增長系數(shù);3)體外預應力加固混凝土梁撓度計算和驗算的其他規(guī)定,同現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)。因而正截面抗裂驗算控制指標可適當降低。同時考慮到原橋混凝土可能存在損傷或缺陷,不宜對其施加過大的預壓oo?/f.一(壓一壓)|o?/f.o?/fo?Jf5.4.1體外預應力加固施工過程的短暫狀況構件應力計算,應參照現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)進行,計算時應考慮加固過程中的結構狀態(tài)、臨時支架及施工荷載。式中:△ope,e——活載作用下體外預應力鋼筋的應力幅;q——q=q?+q?,q?為車道荷載的均布荷載,q?為車道荷載的集中荷載Pk產(chǎn)生的等效均布荷Ep.——體外預應力鋼筋的彈性模量;em、es——體外束跨中水平段、梁端錨固點至原梁換算截面形心的距離,em以跨中水平段體外束位于截面形心軸下方為正值,e.以體外束梁端錨固點位于截面形心軸上方時為正值,見I?——原梁跨中斷面的換算慣性矩;Lpe——計算跨徑內的體外預應力鋼筋長度;L?——計算跨徑;λ——λ=L?/Lo,其中L?為體外預應力鋼筋轉向彎起段的水平投影長度。圖5.5.1體外預應力鋼筋疲勞應力幅計算圖示5.5.2體外預應力鋼筋的應力幅應滿足下列規(guī)定:1當轉向處曲率半徑大于9m時,鋼絞線應力幅不應超過125MPa。2當轉向處曲率半徑小于3.6m時,鋼絞線應力幅不應超過70MPa。3當轉向處曲率半徑大于3.6m且小于9m時,鋼絞線應力幅的限值可以通過內插確定。5.6體外索布置原則5.6.1體外索索體選型時,宜考慮以下因素:1每束鋼絞線數(shù)量選擇應考慮錨固區(qū)局部承壓、轉向塊受力、千斤頂張拉作業(yè)、失效風險等因素。單束體外索的鋼絞線數(shù)量不宜超過19根。2索體選擇應考慮體外索運輸、整體穿索、張拉等施工條件。每束鋼絞線數(shù)量較少時,宜采用成品索。5.6.2混凝土錨固區(qū)可選用鑄造式錨具或鋼板式錨具;鋼結構錨固區(qū)宜選用鋼板式錨具。5.6.3體外索線形設計時,應考慮結構、受力特點,并預留張拉空間。5.6.4對于多跨連續(xù)梁,體外索可采用分束、分段交叉布置,連續(xù)布置的體外索長度不宜超過180m。折線形體外索的轉向塊,宜布置在距梁端1/4~1/3跨徑范圍內。5.6.5體外索在轉向塊處的彎折轉角不宜大于20°?!鳌鲌D5-6體外索的典型線形布置5.6.6體外索之間的凈距不宜小于100mm。5.6.7體外索在錨固塊與轉向塊之間或兩個轉向塊之間的自由段長度不宜大于7.5m,超過該長度應設置減振裝置或定位裝置(圖5.6.7)。減振裝置處鋼束與護套間應用隔振材料填實。圖5.6.7體外索減振裝置示意5.7.1體外索轉向塊應根據(jù)結構特點和受力進行布置:1T形或I形截面梁,轉向塊宜在腹板兩側對稱布置。2箱形截面梁,轉向塊宜對稱布置在頂、底板與腹板交界處。3當原結構橫隔梁滿足受力要求時,可利用其設置轉向構造(圖5.7.1)。a)墩頂轉向橫隔梁b)梁跨內轉向橫隔板圖5.7.1利用原有結構橫隔梁作為轉向構造示意條文說明:最大限度地利用原梁的橫隔梁(墻)作為體外索的轉向裝置,可以保證傳力的可靠,并減少新增轉向塊的數(shù)量,減小對原結構的損傷。條文說明:肋式轉向塊的優(yōu)點是能通過混凝土的受壓把一部分的轉向力傳至箱梁的腹板和頂板,可分擔植入鋼筋的受力,具有較好的受力保障,其缺點是增加了恒載,模板構造較為復雜。塊式轉向塊的特點是僅在頂板、底板根部設置很小的混凝土塊,給結構施加的附加荷載小,模板簡單,但承載能力較橫隔板式和肋式轉向塊的小。a)塊式b)橫肋式5.7.3混凝土塊式轉向構造應通過植筋設置內環(huán)和外環(huán)箍筋(圖5.7.3),內環(huán)箍筋圍住單個轉向AAEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up4(內),箍)EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up4(環(huán)),筋)雷條文說明:對直接受力的內環(huán)筋,在植筋時應采用U形箍筋。雖然在轉向塊設計計算時,偏于安全而不考慮外環(huán)筋的作用,但仍然需要布置一定數(shù)量的外環(huán)筋,以滿足轉向塊混凝土抗裂的要求。條文說明:對于新增混凝土轉向塊,考慮到在箱體內進行混凝土澆筑施工的難度一般較大,因而混凝土澆筑質量難以得到保證。而鋼結構轉向塊施工方便、快捷,可先在箱室外完成鋼結構的分塊制作,再在箱室內組拼、安裝,因此在加固中值得提倡。鋼制轉向塊由鋼板或型鋼焊接而成,應保證焊接質量,以保證轉向塊的正常工作。對于鋼制肋式轉向塊,為保證受力均勻、可靠,豎向肋板的數(shù)量不應少于4片,并應采用雙面焊。必須將轉向器與肋板在精確定位后焊接,以保證轉向器在轉向力作用下不發(fā)生錯動。AAAD——集束式體外索外護套半徑;d——預應力鋼絞線中單根鋼絲的最大直徑。條文說明:在轉向塊與預應力筋的接觸區(qū)域,由手橫向擠壓力的作用和預應力筋彎曲后產(chǎn)生的內應力,預應力筋的強度將下降。本條款參照CEB-FIP規(guī)范,對體外索轉向器最小彎曲半徑作出了限制。同時,轉向器管口應做成喇叭口,以消除安裝、施工的誤差所產(chǎn)生的附加應力,同時可以減少體外索外套管的磨損。置在頂、底板與腹板交界處。箱室內凈空高度小于1.2m時,不宜在箱內設置錨固區(qū)。條文說明:最大限度地利用原梁的橫隔梁(墻)作為體外索的錨固裝置,可以保證傳力的可靠,并減小新增錨固塊的數(shù)量,減小對原結構的損傷。但是應考慮在梁端是否存在足夠的張拉空間。5.8.2混凝土錨固構造宜選用塊式或橫梁式錨固塊(圖5.8.2)。條文說明:體外預應力錨固構造,是保證體外預應力體系安全、耐久的關鍵構造。體外預應力鋼筋宜錨固在橫隔梁(墻)上,也可錨固于布置在腹板與頂板或底板交界處的塊式錨固塊上。錨固力傳遞至箱梁板壁所需長度確定,且宜大于3倍錨固塊高度。條文說明:為提高體外索的抗彎效率,一般盡量將體外索靠近梁底或梁頂布置,但為了滿足錨固塊端面錨具布置和張拉時千斤頂安放的空間要求,需要將體外索抬頭,即使用鋸齒式錨固塊進行體外索的錨固。一般通過植入鋼筋的水平剪切來傳遞錨固力,因此錨固塊的縱向長度由植筋區(qū)域范圍的長度決定。5.8.4塊式錨固塊應通過植筋設置內環(huán)和外環(huán)箍筋(圖5.8.4),箍筋直徑不宜小于16mm,縱向間距不宜大于150mm。條文說明:對于布置于梗腋處的塊式錨固塊,可以在腹板與頂?shù)装褰唤缣幹踩險形箍筋,植筋的深度容易保證,而且原結構預應力筋的干擾小。5.8.5橫梁式錨固塊的厚度應根據(jù)錨具埋置深度和鋼束轉向所需長度確定,不宜小于1000mm;橫梁式錨固塊的平面尺寸,應根據(jù)錨具布置尺寸、張拉空間等要求確定。5.8.6橫梁式錨固塊應通過植筋在橫梁前后表面設置鋼筋網(wǎng)(圖5.8.6),鋼筋直徑不宜小于16mm,縱向間距不宜大于150mm。a)4-A圖5.8.6錨固橫梁的整體受力鋼筋布置示意條文說明:需要在箱梁頂?shù)装搴透拱逯踩肟v橫向鋼筋,以平衡錨固力在橫梁內傳遞時引起的拉應力。當一根豎向鋼筋同時植入頂板和底板操作困難時,可采用兩根短鋼筋分別植入頂板和底板,搭接后焊接。5.8.7錨固塊采用鋼結構(圖5.8.7-1~圖5.8.7-4)時,宜通過錨栓將其錨固。圖5.8.7-1鋼制錨固塊構造示意B縱肋圖5.8.7-2鋼錨箱構造示意1B一6.1.4橋梁體外預應力加固施工可參照圖6-1.4的一般流程進行。張拉設備的準備預應力張拉2在新增錨固塊與新舊混凝土交接面應開鑿剪力槽,剪力槽的深度不宜大于原橋鋼筋保護層厚6.4.3鋼筋或錨栓可按本指南附錄A、附錄B進行植筋和錨栓施工。鉆孔位置與原結構預應力鋼6.5.1體外預應力施工可按如圖6.5.1所示的一般流程進行。圖6.5.1體外預應力施工一般流程1體外索下料長度可按下式計算:L?——兩端墊板底面之間的中心線長度;L?——錨固端(單端)張拉時的工作長度。2體外預應力鋼筋下料時,應采用砂輪鋸或切斷機等機械方式切割,并避免電火花損傷。6.5.4體外索穿束應符合下列要求:1剝除體外索兩端的防護層,并將裸露鋼絞線的油脂清除干凈。防護層的剝除長度應根據(jù)進入密封筒的最小長度、鋼絞線張拉伸長量以及工作長度計算確定;張拉后體外索防護層進入密封筒的最小長度不宜小于100mm。2在穿束過程中應采取保護措施,減少體外索護套的損傷。3應保證穿入預應力管道和轉向器的各股鋼絞線順直、無交叉。6.5.5體外索張拉應符合下列要求:1混凝土養(yǎng)護齡期不少于7d,混凝土強度達到設計強度的90%及以上,方可張拉。2體外索的張拉可分為2個階段:1)預緊:0→20%0c(初始張拉力)。在正式張拉前,應對體外索進行預緊。確認體外索繃緊順直不纏繞、錨具定位準確后,方可正式張拉。2)正式張拉:20%0c→50%oco→80%0c→100%oc(持荷2min錨固)。張拉過程中遵循同步、對稱、兩端同時張拉的原則。張拉方法按現(xiàn)行《公路橋涵施工技術規(guī)范》(JTG/TF50)的相關規(guī)定執(zhí)行。3張拉過程中,應對原橋和新增結構進行同步監(jiān)測,異常時應立即終止張拉。4張拉采取以張拉力控制為主、張拉伸長值校核的雙控法,實測伸長值與理論計算伸長值的偏差應控制在±6%之內。夾片錨固效率降低或失效,可采用“懸浮”張拉施工工藝。該工藝的原理是在千斤頂后部或前部增加一套過渡工具錨及過渡撐腳,并在工作錨后設限位裝置,使得整個張拉過程中工作錨夾片始終處于放松狀態(tài)。在每個行程回油后均有過渡工具錨夾片鎖緊鋼絞線,多次倒頂,直至張拉至設計應力后錨固。由于限位裝置的作用,在張拉過程中,工作錨夾片不至于退出錨孔,在回油倒頂時,工作錨夾片不會位裝置的螺母,壓緊工作錨夾片,隨后千斤頂卸壓回油,使工作錨夾片錨固鋼絞線?!皯腋 睆埨┕すに嚨牟贾萌鐖D6-1所示。Z限位板條文說明:成品索一般自帶防腐措施,無需在張拉后進行專門的防腐處理。當采用非成品索或鋼束本身沒有防腐功能時,可對預應力鋼筋采取如下保護措施,對于精軋螺紋鋼筋,可采用二度防銹的方法進行防護,也可套入聚乙烯管進行防護;對于鋼絞線,則應事先套入套管,然后進行壓漿防腐處理。4結合面觀測。6.9施工安全6.9.1橋梁加固應嚴格遵守安全操作規(guī)程,特殊工種應持證上崗。6.9.2在植筋等采用化學材料施工時,應符合下列規(guī)定:1易燃化學品應密封保存、遠離火源。2工作場地嚴禁煙火,并配備相關的消防設施3施工完成后,現(xiàn)場及結構內不應遺留有害化學物質。6.9.3施工安全保障措施應符合下列規(guī)定2預應力鋼筋張拉時,千斤頂后方嚴禁站人。3在油泵和灌漿泵等工作中,操作人員不應離崗。4電氣設備的使用應符合相關規(guī)范的規(guī)定。5電焊時操作人員應戴安全面罩,電焊、氣7.0.2體外預應力加固的張拉控制及尺寸偏差應滿足表7.0.2的要求。1偏轉角±1.2°安裝誤差中心偏差±20mm,轉向角±2°2鋼束坐標(mm)梁長方向梁高方向345斷絲、滑絲數(shù)目測:全部2主要驗收記錄(見附錄C)包括:8養(yǎng)護及維修8.1檢查與養(yǎng)護8.1.1體外預應力加固施工完成后,應定期對體外索的防護系統(tǒng)進行檢查、監(jiān)測和維護,確保體外預應力系統(tǒng)運營狀態(tài)良好。8.1.2采用體外預應力加固的重要橋梁,宜建立結構健康監(jiān)測系統(tǒng),進行長期監(jiān)測。期檢查和特殊檢查:1經(jīng)常檢查。橋梁運營后的第一年每個月進行一次,以后每個季度一次。經(jīng)常檢查采用目測為1)體外索外護套是否有損傷。2)體外索錨具護罩是否松脫,是否有油脂流出。3)體外索是否有異常振動。4)鋼制構件表面的涂裝層是否完好、有無損壞。2定期檢查。時間間隔不宜大于12個月。通過目測觀察結合儀器觀測進行,應接近各部件仔細檢查其缺損情況。定期檢查的內容應包括:1)經(jīng)常檢查的所有內容。2)梁體的變形和應力等。3)索力檢測,抽檢數(shù)量為總量的5%~10%,且不少于3根。4)預應力索的腐蝕情況。3特殊檢查。在發(fā)生意外事故、人為破壞或自然災害造成體外索損壞時,應進行特殊檢查。特殊檢查應根據(jù)事件的要求組織和安排。8.2.1防護套局部破損時,經(jīng)修復可繼續(xù)使用。8.2.2防護套修復可采用熱熔修復或纏包熱縮帶修復。8.3.1橋梁運營期間,當出現(xiàn)以下情況之一時,應更換索體:1體外索應力損失超過設計允許誤差范圍,且通過補張拉仍不能達到原設計要求。2索體出現(xiàn)斷絲超出安全使用范圍。3體外索達到或接近產(chǎn)品的設計年限,經(jīng)檢測,繼續(xù)運營存在安全隱患。8.3.2體外索換索時,應進行換索專項設計,確定換索次序、張拉力和施工工藝。(1)卸除錨具防護罩,并清除防護罩內的防腐油脂。附錄A植筋計算及施工方法A.1設計規(guī)定A.1.1本附錄適用于橋梁鋼筋混凝土、預應力混凝土構件的錨固。A.1.2采用植筋技術時,橋梁主要構件的混凝土強度等級不應低于C30。A.1.3采用植筋錨固時,橋梁錨固部位混凝土若有局部缺陷,應先進行補強或加固處理后再植筋。A.1.4種植用鋼筋的質量和性能應符合本指南第4章的有關規(guī)定。A.1.5橋梁受力植筋用植筋膠應采用A級膠。其質量和性能應符合本指南第4章的有關規(guī)定。A.1.6采用植筋錨固的橋梁結構,其長期使用的環(huán)境溫度不應高于60℃;對處于特殊環(huán)境(如高溫、高濕、介質腐蝕等)的橋梁結構進行植筋時,除應按國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定采用相應的防護措施外,尚應采用耐環(huán)境因素作用的膠黏劑。A.2錨固計算A.2.1承重構件的植筋錨固計算應遵守下列規(guī)定:1植筋設計應在計算和構造上防止混凝土發(fā)生劈裂破壞。2植筋膠黏劑的黏結強度設計值應按本附錄的規(guī)定值采用。A.2.2單根植筋錨固的承載力設計值應符合下列要求:N=fA(A.ψψacl式中:N——植筋鋼筋的軸向受拉承載力設計值;fsad——植筋鋼筋的抗拉強度設計值;A?——植筋鋼筋的截面面積;la——植筋錨固深度設計值;l.——植筋的基本錨固深度;ψn——考慮各種因素對植筋受拉承載力影響而需加大錨固深度的修正系數(shù),按本附錄A.2.4條確定;4a——考慮植筋位移延性要求的修正系數(shù),當混凝土強度等級不高于C30時,對抗震設防6度區(qū)及7度區(qū)的一、二類場地,取ψac=1.1;對7度區(qū)三、四類場地及8度區(qū),取A.2.3植筋的基本錨固深度ls應按下式確定:d——植筋鋼筋的公稱直徑;fbd——植筋用膠黏劑的黏結強度設計值,按本附錄表A.2.3-2的規(guī)定值采用。混凝土保護層厚度c(mm)注:當植筋直徑介于表列數(shù)值之間時,可采用線性內插法確定ap表A.2.3-2植筋用膠黏劑的黏結強度設計值fm(MPa)混凝土強度等級2.表中S?為植筋間距,S?為植筋邊距。3.表中fm值僅適用于帶肋鋼筋的黏結錨固。A.2.4考慮各種因素對植筋受拉承載力影響而需加大錨固深度的修正系數(shù)ψn,應按下式計算:ψn=ψbψwψ式中:ψbr——考慮結構構件受力狀態(tài)對承載力影響的系數(shù)。當為主要承重構件時,ψbr=1.5;當為一般ψw——混凝土孔壁潮濕影響系數(shù),對耐潮濕型膠黏劑,按產(chǎn)品說明書的規(guī)定值采用,但不應小于ψ——使用環(huán)境溫度(t)影響系數(shù)。當t≤60℃時,取ψ=1.0;當60℃<t≤80℃時,應采用耐中溫膠黏劑,并按產(chǎn)品說明書規(guī)定的ψ值采用;當t≥80℃,時,應采用耐高溫膠黏劑,并應采取有效的隔熱措施。A.2.5承重結構植筋的錨固深度必須經(jīng)設計計算確定;不宜按短期抗拔試驗值或參照廠商技術手冊的推薦值采用。A.3構造規(guī)定A.3.1當按構造要求植筋時,其最小錨固長度lmn應符合下列構造要求:A.3.2當所植鋼筋與原鋼筋搭接(圖A.3.2)時,其受拉搭接長度l,應根據(jù)位于同一連接區(qū)段內的鋼筋搭接接頭面積百分率,按下式確定:li=ζld圖A.3.2鋼筋搭接表A.3.2縱向受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)縱向受拉鋼筋搭接接頭面積百分率(%)注:1.鋼筋搭接接頭面積百分率定義按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010)的規(guī)定采用。2.當實際搭接接頭面積百分率介于表列數(shù)值之間時,按線性內插法確定ζ值。3.對梁類構件,受拉鋼筋搭接接頭面積百分率不應超過50%。A.3.3當植筋搭接部位的箍筋間距大于100mm時,應進行防劈裂加固。此時,可采用纖維復合布材的圍束作為原構件的附加箍筋進行加固。圍束可采用寬度為150mm、厚度不小于0.111mm的條帶纏繞而成,纏繞時,圍束間應無間隔,且每一圍束,其所粘貼的條帶不應少于3層。對方形截面尚應打磨棱角。也可剔去原構件混凝土保護層,增設新箍筋(或鋼箍板)進行加密(或增強)后再植筋。A.3.4新植鋼筋與原有鋼筋在搭接部位的凈間距,應按圖A.3.2的標示值確定。若凈間距超過4d,則搭接長度l應增加2d,但凈間距不應大于6d。A.3.5用于植筋的鋼筋混凝土構件,其最小厚度hmin應符合下列規(guī)定:式中:D——鉆孔直徑設計值(mm),應按表A.3.5確定。表A.3.5植筋直徑與對應的鉆孔直徑設計值鋼筋直徑d(mm)鉆孔直徑設計值D(mm)鋼筋直徑d(mm)鉆孔直徑設計值D(mm)且應采用冰水浸漬的濕毛巾包裹植筋外露部分的根部。A.4施工方法A.4.1施工工藝流程見圖A.4.1。標定位置靜置固化質量檢驗鉆孔注膠清孔植筋1植筋用膠黏劑應采用專用灌注器或注射器進行灌注,灌注量一般為孔深的2/3,并應保證在植A.5.3施工中應注意的問題包括:1嚴禁采用將膠黏劑直接涂抹在鋼筋上植入孔中的植筋方式。2廢孔處理:施工中鉆出的廢孔,應采用高于構件混凝土一個強度等級的水泥砂漿、聚合物水泥砂漿或錨固膠黏劑進行填實,必要時應插入鋼筋。B.1設計規(guī)定B.1.1本附錄適用于混凝土橋梁的主要承重構件的錨固,不適合于嚴重分化的混凝土橋梁。B.1.2混凝土橋梁采用錨栓加固時,主要承重構件混凝土強度等級不應低于C30;對一般構件不應低于C20。B.1.3橋梁承重構件的錨栓,應采用有機械鍵效應的后擴底錨栓,也可采用適應開裂混凝土性能的定型化學錨栓。當采用定型化學錨栓時,其有效錨固深度:對承受拉力的錨栓,不應小于8.0d。(d。為錨栓公稱直徑);對承受剪力的錨栓,不應小于6.5d。。B.1.4不應采用膨脹型錨栓作為橋梁主要承重構件的連接件。B.1.5錨栓連接的設計計算,應采用開裂混凝土的假定;不應考慮非開裂混凝土對承載力的提高作用。B.1.6錨栓的受力分析應符合《混凝土結構加固設計規(guī)范》(GB50367—2013)的規(guī)定。B.2錨栓鋼材承載力驗算B.2.1錨栓鋼材的承載力驗算,應按錨栓受拉、受剪及同時受拉剪作用三種受力情況分別進行。B.2.2錨栓鋼材受拉承載力設計值,應符合下列要求:Ni=fud,A式中:N——錨栓鋼材受拉承載力設計值;fud,t——錨栓鋼材用于抗拉計算的強度設計值,須按本指南第B.2.3條的規(guī)定采用;A,——錨栓有效截面面積。規(guī)定。表B.2.3-1碳鋼及合金鋼錨栓鋼材強度設計指標性能等級注:錨栓受拉彈性模量E.取2.0×10?MPa。表B.2.3-2不銹鋼錨栓鋼材強度設計指標性能等級螺紋直徑(mm)B.2.4錨栓鋼材受剪承載力設計值,應按照無杠桿臂和有杠桿臂兩種情況(圖B.2.4)進行計算。1無杠桿臂受剪2有杠桿臂受剪
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