横向预应力与压浆加固装配式空心板梁桥试验研究.docx

横向预应力与压浆加固装配式空心板梁桥试验研究
引言
空心板梁桥是在工程中常用的结构形式之一，它是指梁与板在水平面内构成的空心矩形结构。这种结构在很多大型桥梁中应用广泛，因为其具有自重轻、刚度高、易于施工等优点。然而，由于材质和设计不当，空心板梁桥也存在诸多问题，比如变形大、裂缝等，为了解决这些问题，我们需要对其进行加固处理。
横向预应力和压浆是一种常用的空心板梁桥加固方法。横向预应力可以有效地减少加固后的结构变形，提高结构的承载能力；而压浆加固则可以填补空心矩形结构内部的空隙，增加结构的承载能力。本文将通过试验研究的方式探讨横向预应力与压浆加固装配式空心板梁桥的效果，并对其加固机理进行分析。
试验概述
试验选取了一座由四跨连续空心板梁桥，桥长为62.8米，宽为7.5米，高为2.3米，基础采用花岗岩桩基础。试验中采用了横向预应力和压浆加固的装配式，具体加固方案如下：
首先对梁体进行横向和竖向的喷涂处理后，预应力钢束沿梁体的长度布置，预应力膜将其紧固在梁体两端；随后在梁体表面涂抹薄层压浆，厚度控制在5mm左右；最后，再进行两次压浆加固，使得压浆与梁体紧密连接。
试验随后对加固前后的梁体进行各项测试，包括梁体本身的变形、剪力、截面闭合度等指标，并在试验中收集到了大量实验数据，对加固机理进行分析。
试验结果
1.变形与截面闭合度测试结果
试验结果表明，加固后梁体的变形较加固前明显减小，梁体最大变形减小了57%，梁体在不同荷载下的下沉量也有明显减小（如图1所示）。
同时，梁体在接近峰值荷载时也没有出现大幅度、急剧的非线性下沉现象；梁面板节点处的梁体轴向拉应力明显增大，表明横向预应力起到了加固作用。
图1加固前后梁体变形比较
另一方面，在截面闭合度测试中，加固后梁体的闭合度也得到了明显的改善。加固前，梁体产生了多处混凝土龟裂的情况，而加固后除了少数几个单元外，大部分截面的裂缝均得到了缩小或者消失。
2.剪力测试结果
试验中对梁体的剪力也进行了测试，结果表明加固后梁体的剪力得到了明显的改善（如图2所示），剪力峰值提高了17.5%，说明加固后梁体的承载能力有了较大提高。
图2加固前后梁体剪力比较
分析与结论
1.横向预应力的作用
试验结果表明，横向预应力对于加固空心板梁桥效果显著。在实验过程中，横向预应力可以有效地减少加固后的结构变形，提高结构的承载能力；同时，也可以将部分横向荷载通过预应力传递到压浆层中，从而提高整个结构的承载能力。
2.压浆加固的作用
本次试验中的压浆层厚度控制在5mm左右，试验结果表明，压浆层的存在可以填补空心矩形结构内部的空隙，增加结构的承载能力；另外，压浆层与钢筋的结合也可以提高钢筋的粘结强度，从而增加整个结构的负载能力。
3.预应力数量的合理控制
横向预应力的作用在本次试验中得到了证实，但过量的横向预应力也可能导致结构的轻微弯曲变形，对其加固效果产生负面影响。因此，预应力钢束的数量需要合理控制。
4.压浆层厚度的合理控制
本次试验中压浆层以5mm为宜，过厚或者过薄均对加固效果产生负面影响。过厚的压浆层会增加结构的自重，导致变形加大；而过薄的压浆层无法填补空隙，起不到加固作用。
综上所述，本次试验结果表明，横向预应力与压浆加固装配式空心板梁桥是一种有效的加固方法，可提高结构的承载能力，降低结构变形。但在具体操作中需要注意预应力数量与压浆层厚度的合理控制。