既有桥梁横向预应力筋试验研究与计算分析

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在桥梁结构中,为了防止桥梁顶板的纵向开裂,增强结构的整体性,设计者会在顶板布置横向预应力钢筋。桥梁运营过程中,由于材料老化、环境侵蚀、荷载的长期作用等因素影响,导致横向预应力钢筋的预应力损失或严重损失,对桥梁结构的正常使用及安全构成威胁。因此,桥梁结构横向预应力筋的永久预应力对于保证桥梁结构的安全性有重要意义。本文结合YPL大桥横向预应力筋的横向预应力试验,采取试验和有限元分析相结合的方法,对YPL大桥横向预应力钢筋的预应力损失情况以及横向预应力的损失对桥面结构的影响进行了研究,主要工作和成果如下:1.介绍了目前检测预应力钢筋永久预应力的方法,阐述了各方法的优缺点。2.为全面掌握YPL大桥横向预应力筋工作现状,对该桥能观察到的3301根横向预应力筋封锚外观情况进行了统计分析,对YPL大桥横向预应力筋封锚的病害情况进行了评价。分析结果表明:YPL大桥横向预应力筋封锚锈蚀等病害情况比较严重,病害率超过60%。3.确定了获取YPL大桥横向预应力筋的永久预应力值的试验方法,选取该桥封锚病害情况最严重的三束横向预应力筋进行破损试验研究,得到永久预应力值。试验结果表明:试验的3束横向预应力筋预应力损失情况都很严重,损失率都在50%以上。4.基于ANSYS,截取梁段建立有限元模型,利用破损试验数据,分析顶板横向预应力筋预应力的损失对桥面结构的影响。结果表明,横向预应力筋的预应力损失可导致桥面产生下挠并出现大面积受拉区域,降低桥梁的承载能力。
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