丁 玮，向中富

(重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074)

桥梁结构的病害问题日益突出，已经影响到了桥梁的正常使用，桥梁改造、加固是目前需要高度重视的问题。拱桥因其受力性能较好，跨越能力强而在我国桥梁工程中占有重要的位置。主拱圈体外预应力加固措施的应用将为拱桥的加固提供更多的选择。

1 试验模型设计

试验主拱圈拱轴线采用圆弧线，计算跨径3 m，净矢高 0.5 m，矢跨比为 1/6。主拱圈截面宽为25 cm，截面厚为20 cm，如图1。

图1 试验模型尺寸(单位:cm)Fig.1 Test model size

试验所用材料:混凝土均为C30，主筋采用Φ12的HRB335级钢筋，箍筋采用Φ8的R235级钢筋。主拱圈上下缘纵向沿拱圈拱形布置4根主筋;箍筋沿主拱圈半径方向布置，间距15 cm，如图2。

图2 主拱圈配筋(单位:cm)Fig.2 Main arch ring reinforcement figure

模型成型见图3。

预应力筋采用 Φ15.24钢绞线，公称面积为1.4 cm2，标准抗拉强度为 1 860 MPa，松弛率为3.5%。使用ANSYS建立有限元模型计算，在两拱脚处边界条件采用固结方式模拟，荷载采用荷载步加载方式，每一荷载步中设定荷载子步，可以方便地查看混凝土拱圈出现裂的缝。

图3 模型成型Fig.3 Test model

2 测点布置及加载方案

1)应变测量:在拱顶处、两拱脚处以及1/4截面处的混凝土上下表面和主筋表面布置应变片［1-3］，如图4。

图4 应变片布置Fig.4 Strain tablet layout

2)挠度测量:在拱顶处、两拱脚处以及1/4截面处布置百分表，如图5。

图5 百分表布置Fig.5 Dial indicator layout

3)拱脚加固加载方案:为了模拟拱脚上缘受负弯矩开裂破坏，在距离拱脚52 cm处施加集中力荷载P，采用逐级加载方式，荷载分级2 kN，加载过程:0→预载→拱脚上缘混凝土开裂(荷载为60 kN，加载极限控制值，依据:通过试验观察和有限元计算都可得出)→卸载至0→预应力筋加固→重新加载到拱脚处再次有明显裂缝为止［4-7］。……