疲劳荷载作用下部分预应力混凝土梁残余性能试验研究*

韩基刚

(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 公路桥梁诊治技术交通运输行业研发中心， 沈阳 110166)

0 概述

部分预应力混凝土(Partially Prestressed Concrete, PPC)结构已广泛应用于中小跨径桥梁工程中[1]。随着桥梁运营年限的增长及车辆荷载尤其重载交通的往复作用影响，结构性能必将发生退化，甚至在正常服役期内出现超出规范限值的变形和裂缝宽度，危及桥梁运营安全。既有试验研究结果表明：在远小于极限荷载作用下，对于带裂缝工作的PPC梁，均存在发生疲劳破坏的可能[2]。

近年来，国内外学者开展了大量的PPC梁疲劳试验，主要研究集中在破坏形态、最大荷载作用下的结构变形和裂缝宽度、受拉钢筋应力状态及疲劳后结构静力性能上[3-5]。少量研究表明：疲劳荷载作用后，梁体存在无法恢复的结构变形(应变)，即残余变形(应变)[6-8]。文献[6]结合6根PPC疲劳试验结果，将PPC梁跨中变形分为残余变形和瞬时变形，并拟合出残余变形经验公式，但其影响因素尚不清楚；文献[7]证实了PPC梁受压区混凝土存在残余应变，其大小与应力水平和循环荷载作用下的累积变形密切相关。事实上，基于应变协调条件，当受压区混凝土产生残余应变时，受拉钢筋必将产生相应应变。然而，早期研究由于受测试方法的限制，未获得钢筋残余应变的疲劳全过程变化特征，且在进行PPC结构疲劳分析时，常忽略其影响，进而低估了钢筋的实际应力[8]。由此可见，我国目前对疲劳荷载作用后的PPC梁残余性能的研究才刚刚起步，对其影响因素尚缺乏了解，故应进行相关研究，积累足够的试验资料。……