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基于体外预应力提载加固钢桁架桥研究

丁浩 李睿 莫靖 李晓章 刘迪

丁浩, 李睿, 莫靖, 李晓章, 刘迪. 基于体外预应力提载加固钢桁架桥研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(9): 33-39. doi: 10.13206/j.gjgS21041601
引用本文: 丁浩, 李睿, 莫靖, 李晓章, 刘迪. 基于体外预应力提载加固钢桁架桥研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(9): 33-39. doi: 10.13206/j.gjgS21041601
Hao Ding, Rui Li, Jing Mo, Xiaozhang Li, Di Liu. Study on Reinforcement of Steel Truss Bridge Based on External Prestressed Load Lifting[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(9): 33-39. doi: 10.13206/j.gjgS21041601
Citation: Hao Ding, Rui Li, Jing Mo, Xiaozhang Li, Di Liu. Study on Reinforcement of Steel Truss Bridge Based on External Prestressed Load Lifting[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(9): 33-39. doi: 10.13206/j.gjgS21041601

基于体外预应力提载加固钢桁架桥研究

doi: 10.13206/j.gjgS21041601
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51568029);云南省交通厅科技开发项目(2014(A)26)。

详细信息
    作者简介:

    丁浩,男,1997年出生,硕士研究生。

    通讯作者:

    李睿,男,1974年出生,博士,副教授,liruiking@163.com。

  • 中图分类号: U445.72

Study on Reinforcement of Steel Truss Bridge Based on External Prestressed Load Lifting

  • 摘要: 体外预应力概念最早源于法国,是后张预应力体系的重要分支之一,通常采用大直径钢筋、钢绞线、高强钢丝等作为张拉施力工具,对梁体进行预应力处理。此方法可有效减轻结构的应力水平,并能起到加固卸载和改变结构内力分布等作用,同时可提高结构的承载力、抗裂性和刚度。但体外预应力法在加固钢桁架结构中研究较少,相关理论相对缺乏。
    为了研究不同根数钢绞线的体外预应力对钢桁架桥的加固效果,以跨径为128 m的下承式简支钢桁架桥——奥莫河桥为研究对象,提出3种体外预应力加固方案并对其进行提载分析,运用有限元软件分别建立每束7根、9根、11根的钢绞线加固方案的全桥模型,从杆件强度、结构刚度、疲劳、整体稳定及节点板应力分布5个方面来评价对比3种加固方案的提载效果。分析可知:纵梁、横梁、上弦杆、下弦杆的应力随着钢绞线数量增多而逐渐减小,杆件应力逐步得到改善;钢绞线数量增多,结构的下挠程度逐渐减小,基频逐渐增大,其刚度不断提高;随着加固所用钢绞线数量的增加,除纵梁外,其余杆件的疲劳应力幅值不断降低;临界荷载系数不断增大,稳定性随之增加;重要部件节点板低应力区面积增大,高应力区与次高应力区面积减小,处于潜在撕裂区的螺孔数量不断减少,节点板发生撕裂破坏的概率减小。但随着钢绞线数量增加,会使下弦杆轴力增加,截面稳定安全系数减小,故需控制钢束张拉数量,限制提载幅度。
    结果表明:3种体外预应力加固方案对此桥均能达到提载效果,且随着所用钢绞线数量的增加,其结构强度、刚度、稳定性呈非线性提高,节点板低应力分布区占比逐步增大;采用每束11根钢绞线进行加固是最实用、合理的加固方案。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-16
  • 网络出版日期:  2022-01-11

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