预应力混凝土简支箱梁开裂后静力性能试验研究

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发布时间：2021-10-28

资料介绍

以某 A类预应力混凝土预制简支小箱梁为对象，通过重物堆载法的分级加载试验，研究探讨了预应力混凝土简支箱梁开
裂后的静力性能。结果表明：开裂后的预应力昆凝土箱梁尽管在设计荷载下仍处于线弹性工作状态，但其工作状况特征符合 B
类预应力混凝土构件。在各级荷载作用下，箱梁开裂区域相同部位钢筋与混凝土变形并不协调，正截面符合平截面假定，横截面
剪力滞效应明显，且裂缝扩展较显著。同时，桥面铺装层与箱梁共同作用完好，其组合作用可按考虑桥面铺装层完全参与作用计
算分析。
关键词：预应力混凝土箱梁；静力性能；线弹性；应变分布；裂缝
0 引言
在桥梁服役过程中，由于受各种内、外因素 (设
计标准、使用年限、投资数额、工程材料、外部环境、
养护质量、交通量、作用荷载、偶然事故等 )错综复杂
的交互影响，预制小箱梁桥结构内部必然会产生变
异，导致承载力逐渐降低，再加上桥梁腐蚀、老化、疲
劳、破损，给其正常使用埋下了隐患。这些危险和功
能滞后的桥梁的存在，不仅在一定程度上制约了经
济的发展，而且时刻威胁着人民生命财产的安全。
一旦发生事故，轻则交通受阻，给人民生活带来不
便，重则造成严重的人员伤亡，给国民经济和社会稳
定带来严重后果 ¨1 ]。
为全面了解开裂后 A类预应力混凝土预制简支箱
梁的实际静力性能，本文选取某公路桥梁更换后的预制
小箱梁，进行了详细的技术状况检测与设计荷载作用下
的分级加载试验，对此类预制小箱梁桥开裂后的静力性
能进行了研究与评定，为此类桥梁的科学抉择与管理积
累了经验，也为其加固维修提供基础与依据。
1 工程概况
研究对象为一段后张法预应力混凝土预制简支小
箱梁，梁长 28．52 m，支座中心间距 27．68 m，梁高
1．6 m，梁宽 2．4 m，配有 8束咖 15．2 mm 的低松弛钢
绞线，混凝土采用 C5o。试验梁上已浇筑 8 cm 厚的
C4O混凝土铺装。设计荷载：公路一I级。
收稿日期：2013-01-21
2 预制简支小箱梁技术状况检测结果
采用外观与无损检测手段对结构主要构件进行了
技术状况检测。检测内容包括：(1)小箱梁几何尺寸测
定；(2)小箱梁表观状况调查；(3)混凝土强度、碳化、裂
缝检测；(4)钢筋布置及混凝土保护层厚度。结果表
明：小箱梁几何尺寸、预应力钢绞线、普通钢筋直径、分
布及混凝土保护层厚度符合设计要求。采用钻芯法测
定箱梁混凝土抗压强度，实测值在 71．5～77．1 MPa
之间，大于设计混凝土标号，混凝土弹性模量测试结果
为 3．72×lO MPa。箱梁跨中 5．8～ 8．6 m 范围内存
在大量裂缝，裂缝沿腹板最高扩展至 985 mm。裂缝间
距 20 cm 左右，分布均匀，最大宽度 0．2O mm，基本
闭合。
3预制简支小箱梁全过程承载能力试验
3．1 测试断面及测点布置
选取小箱梁距跨中 1．55 m 的断面 S1和 L／4断
面 S2为测试断面 (参见图 1)。各断面应力和既有裂
缝开展监测测点布置如图 2所示，挠度测点布置在小
箱梁底两侧。