﻿ 双柱型花瓶墩系梁裂缝加固方法研究 Research on Strengthening Method of Beam Cracks in Double-Column Vase-Style Piers

Open Journal of Transportation Technologies
Vol.07 No.02(2018), Article ID:24108,8 pages
10.12677/OJTT.2018.72008

Research on Strengthening Method of Beam Cracks in Double-Column Vase-Style Piers

Guanwang Weng1,2

1School of Highway, Chang’an University, Xi’an Shaanxi

2Shenzhen Municipal Design & Research Institute Co., Ltd., Shenzhen Guangdong

Received: Feb. 28th, 2018; accepted: Mar. 14th, 2018; published: Mar. 21st, 2018

ABSTRACT

Aiming at the crack problem for the beam of the double-column vase-style pier of a city viaduct, the reinforcement scheme was formulated according to the actual situation. On this basis, the details of the reinforcement scheme were given. Through the analysis of the finite element software Ansys, the rationality of the reinforcement scheme was verified. Meanwhile, the stress state of the steel anchor box, the anchor screw and the weld was analyzed. Finally, the main points of strengthening construction were summarized.

Keywords:Bridge Engineering, Double-Column Vase-Style Pier, Crack, Finite Element, Bridge Reinforcement

1长安大学公路学院，陕西 西安

2深圳市市政设计研究院有限公司，广东 深圳

Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc.

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http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 引言

2. 工程概况

Figure 1. Constructional detail of double-column vase-style piers

(a) (b) (c)

Figure 2. Cracks in the beam of double-column vase-style pier: (a) Picture of actual bridge; (b) Side view; (c) Plan

3. 加固方案设计

Figure 3. Layout of additional pre-stressed tendons

4. 加固设计计算

4.1. 整体计算

(a) (b)

Figure 4. Finite element of double-column vase-style pier: (a) Before reinforcement; (b) After reinforcement

4.2. 局部计算

4.2.1. 钢锚箱应力分析

Figure 5. Transverse stress with four additional pre-stressed tendons

4.2.2. 锚固螺栓受力计算

Table 1. Force calculation of anchorage bolts

4.2.3. 焊缝强度计算

Table 2. Strength calculation of welds

5. 施工要点

1) 单根预应力筋采用一次张拉，张拉前后应采取补张拉、顶压等措施降低预应力损失，且桥墩两侧相同位置的预应力筋应同时同步张拉，张拉顺序为P2-P3-P4-P1。

2) 钢锚箱宜采用整体预制，运输至现场进行锚固。

3) 植入混凝土的钢筋宜采用高强合金金属螺栓。

4) 预应力施工时，重量较大的高强螺纹钢筋若采用机械辅助吊装，应注意防止划伤高强螺纹钢筋表面防腐层。

5) 普通钢筋施工时，直径大于25 mm的钢筋可采用挤压套筒或墩粗直螺纹连接，各部分预埋钢筋的位置和锚固长度应满足规范要求。

6) 钢锚箱安装时，其底板与墩柱侧表面间应涂抹一层高强度聚合物砂浆，确保刚锚箱与混凝土墩柱密贴，共同承担预应力。

7) 为了确保安全，施工过程中桥墩系梁应力变化情况需进行监控。

(a) (b)

Figure 6. Reinforcement site: (a) Integral; (b) Steel anchor box

6. 结论

1) 根据系梁裂缝出现的位置及形态特征，选择采用在系梁立面两侧增设体外预应力钢束和增大桥墩截面的方案进行加固。

2) 在双柱型花瓶墩横桥向和纵桥向均加宽20 cm，同时在系梁立面两侧各增设四束预应力筋时，系梁顶部混凝土的最大拉应力小于拉应力设计值，能够达到加固目的。

3) 根据规范计算得出，加固方案中采用的钢锚箱、锚固螺栓以及焊缝在外加预应力作用下的受力状态满足设计要求，加固方案合理可靠。

Research on Strengthening Method of Beam Cracks in Double-Column Vase-Style Piers[J]. 交通技术, 2018, 07(02): 61-68. https://doi.org/10.12677/OJTT.2018.72008

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