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1、健康监测在桥梁工程中的应用中国桥梁建设取得的成就作为四大文明古国的一员,中国有着极其悠久和绚丽的文化.在桥梁工程领域,我国在周秦时期.梁索浮三种桥型就已羟基本具备:两汉时期,以栈桥建设为主:陷唐时期.技术11益成熟,达到飞跃:两宋时期,全面开展,大规模进行;元明消时期,口趋Ja盛,清朝中后期技术起先落后,与同期世界水平相比,我国在相当长的历史时间内始终处于世界先进水平.建立了多数的各式桥梁.并有大盘的优秀作品传世至今.始建于公元605-616年的赵州桥,不仅是我国而且也是世界上现存最Y、保存最完整的空腹式石拱析,对世界后代的桥梁建筑有着特别深远的影响。它横跨于赵县汶河之上,是一座大拱两端胜加分
2、流用小拱的散向单孔孤形石桥,由28道石拱券纵向并列砌筑而成,其建筑结构之奇妙,自古有“奇巧固护,甲于天下”的关称,1991年,赵州桥被关国土木工程师学会选定为世界第十:处“国际土木工程历史古迹二有者“世上无桥长此桥”美誉的安平桥建于800多年前的南宋时期.全长两千多米.不仅是我国最长的石梁桥,也是世界上最长的石梁桥,另外还有位列中国三大古代名桥之首卢沟桥:在世界造桥史上开创性采纳位型加础及种蛎固矩的洛阳桥(又称万安桥):跨径达到103米的泸定桥;作为中国乃至世界上联早的一座开关活动式大有桥的广济桥等等.时值近代钱城江大桥.武汉长江大桥,南京长江大桥吹响我国向现代化桥梁大国进军的号角.据不完全统
3、计,核止2009年底.我国已建成马路、铁路、公帙两用桥梁总数已达60余万座,仅在长江、黄M上就有250余座。其中,长江及其支流沱沱河、通天河、金沙江上有近130座,黄河上有120余座“在已建成的斜拉桥、悬索桥、拱桥.梁桥中,分别位居世界同类型桥梁湾径排行榜的十名之列的有24座,占60%.M1.=斜拉桥6座,苏通长江大桥(主跨1088m钢箱)、香港昂船洲大桥(主跨1018m分别网箱)分别位居第一、其次:悬索桥4座,舟山西堆门大桥(主跨165Om分体式钢箱;为世界甘座)、润扬长江大桥(主检145Wm钢箱)分别位居其次、第四:拱桥8座,更庆朝天门长江大桥(主跨552m连续钢桁系杆拱)、上海卢浦大桥(
4、主脖55Om钢箱提篮系杆拱)分别位居第一、其次:梁桥6座,重庆石板城长江大桥(主跨33C1.m钢一混凝土混合刚构一连续)位居第一。跨海桥梁中的宇波杭州湾大桥总长36出.为琳海桥梁世界之最:东海大桥总长32.5Km:舟山大陆连岛工程总长54.68血:上海长江隧桥程一一南隧北桥.隧道长度8.9Km、桥长10.3Km.为世界迄今为止最大的磁桥结合工程。不管什么形式的桥梁,其基本材料大多可归为石材,木材,混凝土,钢材等类型,而这些材料在耐久性方面均存在不同程度的问叁,须要跟予特殊关注,所以的相我国桥梁隹设商湖的来临,对重要桥梁运营状况进行实时监测显得愈发迫切,加上国际桥梁领域最新发展动态的引导,桥梁健
5、康监测H益成为国内发展的一大热点.桥梁健康监测系统发展简介虽然健康监测是最近一二十年才兴起的一个技术方向,但追寻方史我们发觉结构监测概念古已有之:在中国,古塔上通常安袋有各种各样的性t当,而这些性怡世凝具结构剧烈见动时提示游人微卷的预警功能,另外,中国的蓝溯传感技术也源远流长;汉代的古籍中就有大气温度和风速风向测量的记载.而1969年,1.ifshitz和ROtCm所写的论文则被视为阐述现代结构健康监测理念通过动力响应监测评估结构健康状态的第一篇论文:由此,桥索健康监5在世界范用内蓬勃发展起来.在工程的域:1987年,英国在总长522m的二跨连续刷箱梁桥FUy1.C桥上布设传呼器监测大桥运营防
6、现在车辆与风载作用下主梁的振动、挠发和应变等响应,该系统是最早安装的较为完整的健康监测系统之一,挪威的SkamSUndet料拉桥,丹麦的FarQC跨海斜拉桥和主彩1624的Grea1.BtHEast悬索桥,加拿大的Confedvra1.ion连续刚构桥,日本的明石海峡大桥等大跻桥梁上也相继安装了监刈系统:1997年.杏港的青4大桥、汲水门大桥和汀九大桥等三座大桥上安装了风和结构监测系统.的后,内地的东海大桥、虎11大桥、徐浦大桥、江阴长江大桥等桥梁上也建立了不同规模的结构监控系统。在学术领域:1988年在日本东京实行的第九届世界地震工程会议(9ICEE).首次在国际范围内探讨土木工程主动限制.
7、1994年.国际结构限制学会(IASC)正式成立.同年召开第一届国际结构限制会议1.st三or1.dConf,onStructura1.Contro1.).为了应对形势发展的须要,2006年以后,国际结构限制学会(IASC)会议改名为国际结构国制与雅测会议(Wor1.dCbnf.onStructura1.Contro1.andMonitoring).健康监测主要探讨进展综合桥梁健康监测的发展历史和现状来看,主要有以下技术理时和探讨进展:第一,健援监测系统总体设计。健康监测系统的总体设计原则包括以下几项:1依据桥梁结构易损性分析的结果及养护管理的需求进行监测点的布设:(2)从结构平安性、耐久性、
8、运用性的需求动身对结构诳行监测,采纳实时监测和定期监测相结合的方法,力求用最少的传照器和Ai小的数据吊完成工作:3以结构位移监测为主,以力、应力、模态分析为仍助.监测内容主要是荷载源、系统特性和结构响应.目前对于健康赛测系统的设计史主要的是基于阅历和项目经费的限制来确定传礴器系统得设计,而没仃种确定性标准来进行传感器系统的设计可时时须要通过健康监测系统获得哪些能第时结构的状态评估发挥美键作用的数据还没有明确的方法。其次,传感传输技术。传统传礴测试技术易受干扰、传输等线过长等缺点已不再湎意桥梁址康监测的发展要求,加上现代科技支拽,近年来发展起来了很多新型的传感技术,其中以Jt纤传心、无践传感、G
9、pS技术和InIerneI数据通信技术为主要技术代表。关于传照器优化布置的问题也愈发引起人们的关注,传感器的类型、数量和布置位置对监测效果有新特别大的关系,客观条件中传好器的数量总是有限的,如何招有限的传感器合理布置以发挥其最大的效用是是健康脱测的美法技术之,也是以后大力发展的方向之一。第三,数据融合技术。多传感器数据融合技术以其覆大的时空覆靛实力和对多源不确定性信息的综合处理实力,可以有效地进行结构系统的隘测和诊断.目前已经发展起来的数据融合技术主要有:加权平均、卡尔曼逑波、贝叶斯估估计、统计决策理论、证据埋论、模期推理、神经同络。现有健康监测系统多停留在数据采集和简沽数据分析阶段,同时桥梁
10、健康监测系统会产生大量测试数据,对这些测试数据与信息进行整合与说明.以及对结构其实状态的进行合埋评估仍存在很大困难.笫四,系统与损伤识别理论探讨,目前主要的探讨方法有范于振动的结构损伤识别方法和模型修正方法,结构损伤识别作为结构状态评估的重要组成部分,是近年来健康监测方向的探讨热点之一,出现了如基于结构频率、位移模态、成变模态、曲率模态、成变能、刚咬、柔度、能献法、频响函数等一系列损伤识别方法.而模型修正方法主要是基于运动方程、测试结果和有限元模型构造约束优化问题不断修正结构刚度、顺址和阻尼分布,依式响应尽可能的接近实际响应.结构的模型修正能够为健康赛测供应基准模型,同时也为基于测试结果的反演
11、进行结构损伤识别和性能模拟供应T很好的基础.笫五,结何健康状态评估。结构状态评估方法主要是运用可能获得的反映站构性能的内部信息对结构的施工运营等工作状态进行评估,目前主要有牢推度理论、层次分析法、模糊理论、神经网络以及专家系统等.健康监测系统的结构状态评估须要从结构监测的大量数据中提取健检反映结构特性的特征,以完成对结构实时和定期的评估,而这其中必定会涉及到结构数据的特征提取、数据融合及性能决第等方面,但目前这个方面所作的工作较少。桥梁健康监测实例东海大桥东海大桥工程2002年6月26日正式开工建设,历经35个月的猥苦施工,于2005年5月2511实现结构Vr穿,是我国第一座真正意义上的跨海大
12、矫,东海大桥起始于上海南汇区芦湖港,北与沪芦裔速马路相连,南跨杭州湾北部海赧,巴达浙江竦泗昼小洋山岛,全长约32.5公里.其中陆上段的3.7公里,芦潮港新大堤至大乌龟岛之间的海上段约25.3公里.大乌龟岛至小泮山岛之间的港桥连接段约3.5公里.大桥按双向六车道加紧急停车带的高速q路标准设计,桥宽31.5米,设计车速每小时80公里,设计荷载按集装箱重车密排进行校验,可抗12级台风、七线烈度地熊,设计班准期为100年,东海大桥是上海国际航运中心洋山深水港区一期工程的重要配食工程,为洋山深水港区集装箱陆路集疏运和供水、供电、通讯等需求供应服务.东海大桥的建成通车,为洋山深水港建成开港和进一步发展,加
13、快上海国际航运中心的建设览定了坚实的基础.东海大桥当时被上海市政府列为“一号工程”.其重要性不言而喻,在进行结构建设的同时,健康监泅系统的布设也提上了日程,2006年10月,东海大桥的监测系统须当布置到位,并于2007年正式投入运用.东海大桥的监测内容主要是环境参数,结构静力和动力响应和结构的耐久性.其中环境参数主要包含风速,地浅,波浪和冲刷等,结构响应主要监测内容包括斜拉桥桥塔的变形,连续梁的挠曲,阻尼器和伸缩健的变形,主梁的损伤,主梁和塔的振动以及斜拉索的应力.结构的耐久性监测包含钢结构的疲惫和混澈土结构的慢性腐蚀.东海大桥上运用的基本赛测手段彳入用FHG传感器测址应力和温度:用GPS监测
14、结构变形:用疲惫传感器测录桥梁主梁的疲惫。全桥一共运用了478个传感器,包括运用在主聆上的169个。数据评价体系分为联网评(占和脱机评估.联网赛测是一种自动监测系统,这一系统不仅可以推断结构的平安性,还可以进而对采集的数据进行分析.自动监测系统还可以自动确定是否须要向管理者预警并马上起先脱机评估。脱机评估系统可以进行一些更加而侬的分析,比如结构静力分析,模态分析,桥梁力学行为和环境因索的校正分析等等.这一系统须要大位的结构分析并由专家进行推断进而对桥梁的状态给出一个全面的评估.桥梁结构的监测数据不仅包含正常运营状态,还包括在极然荷我(比如台风,地徭,爆炸,船撞等)卜的桥梁结构响应。得到大地的监
15、测数据以后,须要对其进行更多的深化分析和整理,首先区分出数据中的哪些部分是由于环境变更引起的结构响应,哪些又是由于结构陂坏产生的等,然后通过图表等形式把数据中皴含的内在规律及变更状况去现出来,再对姑何的整体状况进行评估。引言顶应力混凝土桥梁自出现以来的徒次武大技术发展,都和材料、结构体系和施工工艺等创新亲密联系在一起,它们相互促进不断发展:1. 预战力材料高强、高性能及轻质混凝土技术发展,使混凝土受力性能改善、耐久性提高.浇筑更使利,也使预应力混凝土桥梁结构自电荷我下降,高强、低松弛预应力钢材发展,使预应力混朕士的效率大大提高,也促进了预应力器具和设备发展纤维增加聚合物预应力筋技术发展.使预应
16、力筋兼轻质、高强、耐燃饨、耐疲惫、非微性等优点于一体.一些钢材难以克服的弱点得到消退,将预应力混凝十.桥梁带入了一个崭新的发展领域.预应力材料利用现代传学和通讯等技术的智能化预应力混凝土材料,不间断监视结构的工作状态、生命轨迹,将对预应力混凝土桥梁健康、平安运行供应有利保障.2. 预应力桥梁结构体系部分故应力混凝I:结构,赖有预应力和钢筋混凝十.结构的优点,克服了全预应力混凝土结构的缺点无粘结体内预应力混凝土结构,消退了后张预应力筋管道的压浆,降低了便应力摩阻损失.货应力桥梁结构体系双向段应力、预弯加技力体系是预应力柢急的新发展,它们使结构的高涔比显著然小,满意了一些特殊的运用要求体外预应力混
17、凝上结构.构造简化、补索使利、施工简洁,维护使利、总体经济性优越,逐步成为在经济、施工痂奴和平安性方面必有竞争力的方案。预应力桥梁结构体系钢一混凝土组合式预应力桥梁,利用铜腹、预应力混凝土顶板与底板在受力、构造及施工等方面的优点,成为预应力桥梁一种新的发展方向。3. 强应力桥梁施工技术节段施工法使大跨径桥梁轻松跨越深险的江海和山谷,通过分段施工、预应力逐段连续.最终形成结构整体利用现代化谀备,桥梁采a标准化分段、系列化预制方法,使其适合不同跨径组合的要求,大大捉商了施工速度,并对环境的不利影响降低到最小程度,预应力桥梁施工技术通过预应力技术发展起来顶推施工法、转体施工法分别适用于不同的桥型结构
18、.一、预应力混凝土材料(一)混凝土材料1 .高性能混凝土HPC(HighPerformanceConcrete)高性能混凝土含有三种关键掺料:极细颗粒的珪灰、飞灰、粒状岛炉碱矿渣,以此达到填充、润滑及增加的作用,高性能混凝土具有很多优良的特点:易浇筑、易密实、不离析;高早强、韧性好、低徐变、酎疲惫:商密水、耐磨损、抗化蚀:好用强度可达1OOJTa.其中高强并不是混凝土的唯一指标,另外有一系列的质量要求,比如:自密实,水灰比小于0.4,28天收缩小于2X10-1和56天设计龙度达到60-100MPa等。高性健混凝土应用探讨课即主要在于混凝土材料力学性能,设计有效应变和徐变、收缩等.2 .活性粉混
19、凝土RPC(ReactivePowderConcrete)活性粉混凝土现在还处于探讨阶段,主要成分包含:水泄,硅灰,石英扮,硅砂,细钢I纤维等,同时具有以下优良特性:强度200800MPa,好用150Mpa以上,优良的韧性、抗疲惫性,较前的弯拉强度,抗循环冻融、盐、喘酸化作用性和长寿命、低维护费等.3 .轻质混凝1.WC(1.ightweightConcrete)限制混凝土桥梁跨径增大的一个关tit因索就是自重过大.为此,轻质混凝十.应运而生,它的骨料容流为M19kNm3,同时覆度马-般混凝土相当,可大大提高混凝土桥梁的极限跨径,国内已有这一类型的试脸桥诞牛4 .绿色环保混凝土尽可能少地采纳水
20、泥熟料,更多地采纳工业废渣,大大削减二氧化碳的排放量绿色环保混凝土是混凝土发展方向。5 .混凝土材料发展预料(2050年左右辂出现普代混凝士的新材料)结合当今科技和工程实践的发展米石:5年后人类将开发出能适合高寒和商热地区施工的混凝土,曲晶混凝土将分为高、中、低流淌性三类:10年后可以向混凝土中加入或表面拈贴特殊材料,使其随时显示应力状态的变更彩图,开发彩色高强混凝上,并实现化学预应力的好用化:25年后开发半透亮混凝土,以便利魄工与管理,瞥遍采纳彩色高强混凝土:50年后开发出适应地球暖和化的热电转化混凝土,并开发出在地震中能大变形,但褒后能笈原原状的形态记忆混凝上,无徐变、收缩的混;tt得到实
21、际应用,同时出现水泥混凝土的桥代材料:K)O年后开发出旎使新浇混凝土保持良好和易性的时间设定装置或材料:开发出能与盐份反应后形成爱护眼从而提高耐久性的材料:开发通过分子间张拉技术在水泥分子之间施加预应力的超高抗拉混凝土。(二)预应力材料1 .预应力钢筋正在研发的预府力纲筋各项性能均有不同程度的提高比如:热镀锌钢统强度达2000MPa级,钢绞线强度达2300YPa级,且其它性能指标不低于现彳i材料,与之配套的锚固体系也在加紧研制之中。另外还有高抗腐蚀高强钢绞线,主要用于斜拉隹;将钢绞线镀锌一错(5%),抗联、播同性能将明显好于钱怦制绞线:采纳不恢用绞线,也能达到良好的抗腐效果.对钢装战i三行环翻
22、涂覆也能达到很好的技术效果,依据涂覆方式的不同可分为单丝涂用式和整体涂过式两种,其中,单统涂挝的工艺主要是:除锈一单丝涂网一重新纹合:整体涂攫式的工2主要为:除桥-整体涂覆-(涂砂).经过环飙涂强.可以大大提高削绞线的耐久性能,但也存在肯定的技术玦陷,比如:锚具锚固回缩量大,预应力松地大,粘结锚固与传递长度大等.援粘结修应力筋的开发招大大便利预应力构件的胞工.运用这一技术,预应力张拉后在常温下经过特定时间,树曲能自动硬化,并达到设计强度,具有防腐性好、免压浆、施:使利等技术优势,2 .纤维增加聚合物FRP筋(FibreReinforccdP1.oymerTondon)常用的FRP材料包含:碳纤
23、维CFRP(CarbonFibreRcinforcedP1.oymvr),芳纶纤维AFRP(AramidPibrcReinforcedP1.oymer)和玻斓纤维GFRp(GIaSSFibreReinforcedP1.oyroer)FRP筋具有优良的力学性能,物FRP按应力筋和预应力钢筋对比可以发觉:FRP筋强度一质量比为例材的5倍,疲惫应力幅为钢材的3倍(GFRP外),抗腐性能好、非磁性、非导电、热膨胀系数小.同时也存在肯定的局限性:极限延长率低,破坏呈脆性:抗剪强度为钢材的1/51/4:群裁长期与短期强度的比值低:FKP狡成力筋谛具也更为困碓.需特地设计.FRP预应力体系的探付课胞主要分为
24、以下几个方面:材料短期和长期性能:枯结性能、物理性能;疲惫性能、耐久性等:FRP预应力混凝土结构性能和锚具及体外FRP索的应用技术.3 .预加应力材料发展狡料(2025年前高强、而耐久钢材将有新发展5年后,六瓶形套管和六角形预应力钢绞线组合,提高管道空旗,改善淞浆充溢度:10年后,将开发出替代钢板的舒维增加塑料板,出现股板为FRp的预应力桥梁:25年后,开发H;超高强极细的预加应力材料.开发出能在混破土浇筑后自应力的张拉材料,无需施加预应力:50年后,开发极薄自应力张拉材料,能便利地粘贴在结构衣面进行修补,开发出网格状的张拉材料,从而可以便利地施加空间预应力,把形态记忆合佥作为施加预应力的材料
25、,(三)预应力筋管道1 .型料水纹管电料水纹管主要由高密度聚乙烯或聚丙嫌制成,具有摩擦系数低(钠绞城U-010014.钢丝R.080.12):耐阳性好(防水、耐帔、抗氧化及化蚀):强度高、刚度大、成孔鲂Ift好可弯性好(1.8n半径):重fit轻.便利运输和安装:与混凝土粘结好:配套部件齐全等优势。2 .体外蒙透光套管透亮套管主要由离子键树脂“HIMI1.AN”制成,透亮度达85%(PVC为78%),可以目测检查淞紫质量.发觉问遨可以钻孔补装.将其用于箱梁内.可以免受紫外线根射影响:同时具有高抗油污的性能:预应力钢绞线摩擦损失也小于一般,VC套管:另外还不含氯离子和型化剂,为环保材料。3 .管
26、道灌浆材料发展预料4 年后将开发出大张拉力、顶潴浆、后粘结的预应力筋:开发出不取决于泡度的仪谶嘤后粘结预应力筋:开发预涂在管道内麋的呈粉末、固体、凝胶状的潴浆基体材料,按应力筋张拉后灌水即成完全靖充的液浆物二,颈应力桥梁体系(一)体外预应力混凝土桥梁1 .标准化、系列化体外fft应力混凝七桥梁发展的一个显著特点就是标准化,系列化.主要表现在:标准化梁高、分段、系列跨径:标准化预应力索构造;工厂系列化生产;标准扮装配施工2 .灵巧化灵巧化也是现代体外预应力混凝土桥梁发展的一大特色.详细表现有:构造优化受力明确,高强薄壁和结构灵巧等.3 .新型化即出现了一种特殊的体外预应力梁桥现实:部分料拉桥,又
27、称矮塔斜拉桥.(二)小腹混凝土组合梁桥1 .为解决混凝土腹板开裂的问题.提出了用钢板来普换混凝土腹板方案.这一方案具有如下特点:结构Hi年比PC桥梁减轻约30%:采纳体外预应力体系;钢股板受力优于混凝土;收缩、徐变影响较大:钢板受压、加劲板我多2 .水及钢腹板混凝土组合箱梁桥在幽腹板混凝土组合箱梁桥的基础匕为了削减腹板加劲,增加腹板检定性,便利顶底板预应力的施加,又发展出水纹钢腹板的方案,这一方案具有如下特点:结构於JIt比国桥梁减轻约30%:体外预应力体系:水纹眼板轴向刚度小、主要抗剪:收缩、徐变影响大大减小:纲腹板不设稳定加劲板:联结处构造应予理视.3 .刖桁腹混;疑土组合箱梁桥结构重属比
28、PC桥梁减轻约3040体外预应力体系桁腹轴向刚度可忽视、主要抗剪免除收缗、徐变带来的危急裂缱加拿大魁北克ShCrbrOUke人行桥1.=60m)活性粉混凝土钢桁腹组合结构体外预应力、无非预应力筋结构重盘只有PC的1213,与钢结构相差无几在蒸汽养护条件下,活性粉混凝土覆度达到200MPa,钢管内约束混凝土强攻350MPa.材料抗压等性能直遇钢材活性粉混凝土协作比配料的成份数豉(1/3)波特兰水泥705kg硅粉23Okg石英粉21Okg娃砂IO1.Okg钢纤维190kg超型剂37.5kg水200Iit水泄用分岛水灰比低(021)钢纤维骨料瑞士近Baden的BarCKK马跖桥(25.62+4X38
29、.43+25.62(m)钢管桁梁、混凝土桥面板组合结构桥面板体内双向预应力体系结构曳城约PC的2钢管桁梁分段预制、吊装连接桥面板纵向2.135m一段(351)预制、吊装连接横向每隔60n设一根1j1.5.2Fwn预应力钢绞线,吊装时张拉:50%预应力纵向预埋22根IIDPEt?.设22束7j1.5.24m预应力的向线桥面板与桁梁联成整体前先施加纵向预应力结合缝隙内压浆防腐(三)钢混凝土城充组合桥梁1 .钢管混凝土连续梁桥在中支点处钢管填充混凝土在蹲中段纲管埴充加气混凝土铜管强度充分发挥、延性好无加劲构造.焊接盘大破2 .部分预应力I:形制混凝土连续梁桥钢板冷加工弯折成U形少量加劲板,焊接技、成
30、本大减中支点段填充混凝土中支点段桥面板内设预应力筋跨中段不境充混源上3 .铜管混凝土斜拉桥分段填充一般、轻质混凝土或不填混凝土好力、动力性能良好用铜瓜低于钢箱梁,构造简洁羟济性优于大好俏箱梁斜拉桥(FD预弯预应力梁桥(四)预驾预应力梁桥采纳铜梁预弯反弹作用施加预应力建筑高度低(约为1./35)、刚度大无支架施工吊装理Ift小适合于低建筑高度的跨线、跨河桥.多层立交桥,以及轨道交通站台桥梁等结构日本建立的预弯预应力桥已达几百座,我国也在立交桥结构中采纳用于跨线马路桥用于游戏铁路桥用于高架桥用于跻河桥用于轨道交通站台桥梁等结构(五)双预应力桥梁在混凝上的拉、压区同时配置预拉和预压预应力筋、形成为、
31、压双向作用预应力体系的结构突破了单一在混凝土受拉区泡过预拉预应力筋的设计概念,使混凝土结构预加应力的效率大为提而,也使预应力技术获得更大的发展空何Gi)双预应力桥梁后压预应力工艺为了充分发挥纲筋的强度.避开其在千斤顶的顶压下发生失稳,同时保证钢筋与混凝土的粘结力与孔道压聚便利,预理管道制作成沿纵向逐段正交变更的椭圆形械面(五)双预应力桥梁后压预应力工艺顶压预应力筋的锚固可采纳两种方式(五)双预应力桥梁先压预应力工艺采纳先压法的预压应力管为高强度合金无统纲管,因不行避开的偏心作用,钢管预压时将发生弯曲变形,依其长短不同而我现为刚性或柔性特点(五)双预应力桥梁先压预应力工艺预压应力管通过与混凝土之
32、间的粘结作用实现锚固(六)纤维增加预应力混凝土桥梁20世纪80年头起,国际工程界起先将FRP材料用于预应力混秋土桥梁1980年第一座来纳GERP绞税的后张预应力混凝土人行桥在德国建成1986年,第座采纳行RP机筋的后张预应力混凝土马路桥也在使国建成1991年笫,座来纳GFRP跤践的后张预应力混凝土马路桥也在德国建成(六)纤维增加预应力混凝土拚梁1988年第一座来纳CFRP线线的先张预应力混被土马路桥在日本建成1989年第一座采纳(TRP粗筋的后张预应力混凝土桥梁也在11本建成1991年第,座采纳CFRP跤线的后张预应力混凝土拼梁在谯国建成,(六)纤维增加预应力混凝土桥梁1990年第一座采纳AF
33、RP编织筋的先张预应力混凝土q路桥、采纳AFRP带箭的后张预应力混凝土人行桥均在11本建成同年及次年,采纳AFRP粗筋的先张及后张预应力混献土桥梁也在日本建成(六)纤维增加预应力混凝上播梁作为预应力混献土桥梁的发加应力材料,CFRP材料具行更多的优点美国第一座CFRP桥梁一客歇根州南界尔镌市(Southfie1.d)布里奇街(BridgeStreee桥,在2002年PCI设计奖的坪比中羸得哈利.爱悠华兹工业迸步奖。(六)纤维增加预应力混朕土桥梁该桥由两座平行的、踏越科杰(RoUge)河的结构(结构A和结构B1所组成.桥梁采纳三豚斜交15构造.聆径布理为21.314m+20.349m+21.42
34、9m,全民为62m桥梁结构A上部结构由5根等矩布置的常规AASIITO小型混凝土工字梁、现浇连续混凝土桥面板组成:结构B由4个特殊预制的预应力混凝土双T形简支梁组成,(六)纤维增加颈应力混凝土桥梁(六)纤维增加旗应力混凝土桥梁(六)纤维增加预应力混凝土桥梁(六)纤维增加预应力混凝土桥梁每根双T形梁的纵向与横向,均米纳先张CFRP筋和后张CFRP线线在桥面和梁肋内的蒋预应力筋由CFRP弯他形线线、11践筋、网格筋及不锈剂箱筋构成优化桥梁的耐久性,实施对材科质崎进行红检,取用高质量混凝土和采纳的金属筋仅为不恢纲材料(六)纤维增加预应力混凝土桥梁(六)纤维增加预应力混凝土桥梁(六)纤维增加预应力混凝
35、土桥梁(六)纤整增加预应力混凝土桥梁加拿大HI(Ho1.1.owcoreIncorporated)公司为这座桥梁供应了全部制梁,施工期间美国伊利诺州斯科班施工技术试验室对该桥安装了长期监测仪落南菲尔德市劳伦斯技术高.校结构试验中心、加窣大温泽高校对该桥进行了多方面的探讨,从1/3缩尺的多组正交和斜交拼模里试验中获得大做数据六纤斑:增加预应力混凝土桥梁由于这种类里桥梁以前尚未建立过,早期通过测试系统与遥测方法时其各种关键参数进行识别是须要的梁的监测是从其制造起先的,羟验架设施工连续至以后5年.在这个过程的最终,将对采纳CFRP材料桥梁的运用性能做出相应结论(六)纤维用加预应力混凝土桥梁在制造阶段
36、的预加应力施工中,12根双T形梁均被溯成与施测内力与应力。同时,在6根梁的内部与外部设置了长期监测传感器大多数测试仪渊在梁制造期混凝土浇筑前已安装(六)纤维增加预应力混凝土桥梁先张CFRP预应力筋非张拉端测力传感器(六)纤维增加预应力混凝土桥梁先张CFRP预应力筋埋入式例弦测力传感器(六)纤维增加预应力混旗上桥梁后张体外CFRP预应力绞线及懒固端传感器(六)纤维增加预应力混被土桥梁后张体外CFRP预应力绞线的传感器混凝土应变传感器设汽(六)纤维剂加预应力混凝土桥梁(六)纤维增加预应力混凝土析梁在5年的过程中,测试与监测内容包括:先张CFRP预应力筋的预加力梁与结合层混凝土截面的应变分布梁在制造
37、和架设过程中的变形与拱度施工期CFRP预应力绞线的预加力纵向体外和横向无粘结CFRP预应力线规的应变(六)纤斑增加预应力混凝土桥梁(七)预应力桥梁的相关探讨课题离覆混凝土结构设计理论新型结构稳定、疲惫、抗震等性能钠一高强混凝土组合结构设计理论与构造钢管混凝土结构设计理论与构造纤维增加按应力混凝土桥梁设计理论(七)预应力桥梁技术发展预料5年后开发覆度与焊接一样的钢筋连接简便方法,替代绑扎或夹具连接张拉斤顶Hi业降低与油泵林化预应力混凝土桥墩设计标准化按性能设计推广(七)预应力桥梁技术发展预料5年后开发出具行减震功能的伸缩接头,提拓抗徙性能开发顼应力混凝十.桥梁老化预料技术实现全寿命造价蚣小的“被
38、低修理桥梁”(七)预应力桥梁技术发展强料10年后张抗千斤顶和油泵小型、轻做、一体化而强度、小直径预应力筋和小型化墙具使加应力构件细部构造改善计算机限制千斤顶.张拉、m和管理自动化(七)顶应力桥梁技术发展预料10年后利用传感、通讯技术,应力混凝土桥梁工作状态被不断监视桥梁管理系统建立,实现而效修理管理(七)预应力桥梁技术发展预料25年后开发出主体结构表面涂料,防止混凝土表面老化能精确与收预应力混凝土桥梁极限状态性能,建立出更羟济的桥梁桥梁起先在工厂实现自动化生产(七)按应力桥梁技术发展预料50年后出现适合混凝土材料和预应力筋变更的新结构形式不再须要桥梁规范,实现单独分析和设计方法出现不须要锚具的
39、后张预应力方法(七)预应力拚梁技术发展预料50年后现场临工运用大属机器人建立自动处理老化技术,K1.时监测盐腐蚀、冻杏、混凝土碳化及骨科的碳反应等老化状况开发出设计耐用年限为100o年,不须要修理的颈应力混凝土桥梁(七)预应力桥梁技术发展预料100年后米纳超轻质高强混凝土.以高层为支点,建起上千米的修械力混凝土桥梁抗震技术大为提高,能峥以较高精度预料地段(七)预应力桥梁技术发展预料100年后完全依靠机器人进行施工、歼灭灾难事故开发“主动强应力技术”,与荷我或地震荷栽等相适应,实现瞬间限制预应力四、桥梁体外颈应力加固技术体外预应力桥梁的重新发展.弭益于体外预应力加固技术的完善.体外预应力加固技术的特点:是一种主动的结构增加技术能提离极限承我实力,并能诙善结构正常运用状态关圾技术新老结构的联结、传力构造(一)体外预应力钢索加固体外预应力索布置正驾矩集转向块(未穿索)正弯矩索转向块(已穿索)负弯矩索转向块(桥面处负驾矩索转向块(已穿索)张拉瑞(一)体外预应力CFRP卷加固CFRP索抗剪强度较低预应力方式较单一锚固体系在研制、完善中CFRP片抗剪协助加固