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公路混凝土橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)指南2019-09-16發(fā)布2019-10-09實(shí)施中國(guó)公路學(xué)會(huì)發(fā)布公路混凝土橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)指南TechnicalGuidelineforStrengtheniExternalPrestressi主編單位:蘇交科集團(tuán)股份有限公司發(fā)布單位:中國(guó)公路學(xué)會(huì)實(shí)施日期:2019年10月09日中國(guó)公路學(xué)會(huì)文件《公路混凝土橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)指南》(T/CHTS10015—2019)的版權(quán)和解釋權(quán)歸中國(guó)公路學(xué)會(huì)所有,并委托主編單位蘇交科集團(tuán)股份有限公司負(fù)責(zé)日常解釋和管理工作。2019年9月16日本指南是在系統(tǒng)總結(jié)國(guó)內(nèi)體外預(yù)應(yīng)力加固研究成果和工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編制。質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收、養(yǎng)護(hù)及維修等。指南實(shí)施過程中,請(qǐng)將發(fā)現(xiàn)的問題和意見、建議反饋至蘇交科集團(tuán)股份有限公司(地址:江蘇省南京市江寧科學(xué)園誠信大道2200號(hào);聯(lián)系電話電子郵箱:kolya@),供修訂時(shí)本指南由蘇交科集團(tuán)股份有限公司、東南大學(xué)提出,受中國(guó)公路學(xué)會(huì)委托,由蘇交科集團(tuán)股份有限公司負(fù)責(zé)具體解釋工作。主編單位:蘇交科集團(tuán)股份有限公司參編單位:東南大學(xué)、武漢二航路橋特種工程有限責(zé)任公司、柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司 12術(shù)語與符號(hào) 2 22.2符號(hào) 23基本規(guī)定 4 74.1水泥及混凝土 74.2鋼材及焊接材料 74.3預(yù)應(yīng)力鋼筋 7 74.5膠黏劑 84.6鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力組件及材料 95加固設(shè)計(jì) 5.1一般規(guī)定 5.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 5.3持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 235.4施工短暫狀況的構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算 275.5體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的疲勞應(yīng)力計(jì)算 275.6體外索布置原則 5.7轉(zhuǎn)向構(gòu)造 5.8錨固構(gòu)造 316加固施工 6.1一般規(guī)定 6.2施工準(zhǔn)備 6.3施工測(cè)量 366.4轉(zhuǎn)向塊及錨固塊施工 6.5體外預(yù)應(yīng)力施工 366.6減振裝置安裝 386.7防腐及防銹處理 6.8施工監(jiān)測(cè) 6.9施工安全 397質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收 8養(yǎng)護(hù)及維修 8.1檢查與養(yǎng)護(hù) 18.2防護(hù)套修復(fù) 8.3換索 附錄A植筋計(jì)算及施工方法 43附錄B錨栓計(jì)算及施工方法 48附錄C施工驗(yàn)收記錄文件 52用詞說明 562公路混凝土橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)指南1.0.1為規(guī)范公路混凝土橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù),保障加固工程質(zhì)量與安全,制定本指南。1.0.2本指南適用于公路混凝土橋梁的體外預(yù)應(yīng)力加固。1.0.3橋梁加固前,應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)定,確定其采用體外預(yù)應(yīng)力加固的必要性和可行性。1.0.4橋梁的體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收及養(yǎng)護(hù),除應(yīng)滿足本指南有關(guān)規(guī)定外,尚應(yīng)符合國(guó)家、行業(yè)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。1用于固定體外束并便預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)向的混凝里或鋼支承塊2Apne——斜截面內(nèi)在同一彎起平面的體外預(yù)應(yīng)力彎起束的截面面積3箱梁中心箱梁中心線3基本規(guī)定3.0.1體外預(yù)應(yīng)力加固法可用于下列情況的橋梁加固:1恢復(fù)或提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力。2改善結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗裂性和耐久性等。圖3-1體外預(yù)應(yīng)力加固箱梁腹板示意b)蓋梁平面圖3-2體外預(yù)應(yīng)力加固蓋梁示意3.0.2體外預(yù)應(yīng)力加固法可單獨(dú)使用,也可與其他加固方法聯(lián)合使用。3.0.3公路混凝土橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固應(yīng)遵循以下基本原則:1應(yīng)減少對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷。2加固方案應(yīng)具有可施工性。4條文說明:體外預(yù)應(yīng)力加固法有其適用范圍和應(yīng)用條件。在選用時(shí),若無充分的論證依據(jù),切勿隨意擴(kuò)大其使用范圍,或忽視其應(yīng)用條件,以免考慮不周而釀成安全質(zhì)量事故。本條對(duì)于體外預(yù)應(yīng)力加固適用條件(混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30)的規(guī)定,是針對(duì)被加固構(gòu)件是蓋梁的情形;對(duì)于混凝土主梁的體外預(yù)應(yīng)力加固,一般要求其混凝土等級(jí)不低于C40,以滿足現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG3362)中關(guān)于“預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C40”的規(guī)定。3.0.4公路混凝土橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固可按如圖3.0.4所示程序進(jìn)行。條文說明:橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固包括原橋檢測(cè)與評(píng)定、加固方案比選、加固設(shè)計(jì)、加固施工、驗(yàn)收和運(yùn)營(yíng)期維護(hù)等一般程序,其中關(guān)鍵技術(shù)主要包括:(1)體外預(yù)應(yīng)力總體設(shè)計(jì)在確定橋梁的加固性質(zhì)和加固程度后,進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力加固體系的總體設(shè)計(jì),包括體外束的用量和布置線形的設(shè)計(jì)。在選擇體外束用量時(shí),既要達(dá)到改善結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)或提高結(jié)構(gòu)承載力的既定目標(biāo),又要避免過度加固對(duì)結(jié)構(gòu)造成的次生災(zāi)害。在確定體外束的布置線形時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮利用原結(jié)構(gòu)的橫隔板作為體外束的轉(zhuǎn)向或錨固裝置。必要時(shí)需要新增錨固塊或轉(zhuǎn)向塊時(shí),應(yīng)選擇合適的縱橋向和截面布置位置,保證體外預(yù)應(yīng)力的可靠傳遞,減小對(duì)原結(jié)構(gòu)的不利影響,并兼顧體外預(yù)應(yīng)力的作用效率。(2)體外預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)計(jì)算體外束只通過轉(zhuǎn)向塊和錨固塊與梁體接觸,與梁體變形不協(xié)調(diào),平截面假定不再適用。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在構(gòu)造上的特點(diǎn),決定了其在計(jì)算方面不同于傳統(tǒng)體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)之處,主要包括:正常使用狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)體外預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力增量的計(jì)算、體外預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算、體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力以及使用階段的應(yīng)力限值等。新增混凝土錨固塊(轉(zhuǎn)向塊)承受錨固力(轉(zhuǎn)向力)的作用,存在局部應(yīng)力集中,是受力復(fù)雜的D區(qū),需要通過實(shí)體有限元分析、拉壓桿模型等方法進(jìn)行計(jì)算。(3)新舊結(jié)構(gòu)界面處理和植筋技術(shù)在體外預(yù)應(yīng)力加固中,一般要新做錨固和轉(zhuǎn)向裝置,為使新舊結(jié)構(gòu)共同工作,關(guān)鍵施工技術(shù)包括新舊混凝土界面處理技術(shù)和植筋技術(shù)。564材料4.1水泥及混凝土4.1.1加固所用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于原結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí),且不應(yīng)低于C40級(jí)。4.1.2應(yīng)采用不低于42.5級(jí)的硅酸鹽水泥或快硬硅酸鹽水泥。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)有耐腐蝕要求時(shí),應(yīng)采用相應(yīng)的特種水泥。4.1.3混凝土集料的品種和質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50)的規(guī)定。4.1.4混凝土拌和用水應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ63)的規(guī)定。4.1.5當(dāng)選用聚合物混凝土、微膨脹混凝土、纖維混凝土?xí)r應(yīng)在施工前進(jìn)行試配并檢驗(yàn)其強(qiáng)度,必要時(shí)尚應(yīng)檢驗(yàn)其干縮腐蝕等性能。不應(yīng)使用鋁粉作為混凝士的膨脹劑。4.1.6錨固塊和轉(zhuǎn)向塊宣選用高性能混凝土,其材料性能應(yīng)符合現(xiàn)行《高性能混凝土評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T385)的規(guī)定。4.2鋼材及焊接材料4.2.1普通鋼筋的型號(hào)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)符合現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》4.2.2鋼材和焊縫的型號(hào)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)符合現(xiàn)行《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁股計(jì)規(guī)范》(JTGD64)的規(guī)定。4.2.3高強(qiáng)度螺栓、螺母墊圈的技術(shù)條件應(yīng)符合現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》(GB/T12%1)的規(guī)定。普通螺栓應(yīng)符合現(xiàn)行《六角頭票栓(級(jí)》(GB/T5780)和《六角頭4.3預(yù)應(yīng)力鋼筋4.3.1鋼絞線應(yīng)符合現(xiàn)行《預(yù)應(yīng)力混凝工用鋼續(xù)線GB/T5224)的規(guī)定;高強(qiáng)度鋼絲應(yīng)符合現(xiàn)行《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲》(GB/T5223)的規(guī)定;精軋螺紋鋼筋應(yīng)符合現(xiàn)行《預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋》(GB/T20065)的規(guī)定;體外索的技術(shù)要求應(yīng)符合現(xiàn)行《體外預(yù)應(yīng)力索技術(shù)條件》(GB/T30827)、《無黏結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力束》(JT/T853)和《填充型環(huán)氧涂層鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力束》(JT/T876)的規(guī)定。4.3.2預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG3362)的規(guī)定采用。4.4錨固件4.4.1加固植筋應(yīng)使用帶肋鋼筋或全螺紋螺桿。74.4.2錨固件為全螺紋螺桿時(shí),其鋼材等級(jí)宜為Q355級(jí)或以上。4.4.3錨固件為錨栓時(shí),其鋼材力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)符合表4.4.3的規(guī)定。表4.4.3錨栓的鋼材力學(xué)性能指標(biāo)性能項(xiàng)目斷后伸長(zhǎng)率5.8級(jí)6.8級(jí)88.8級(jí)4.4.4錨固件為高強(qiáng)螺栓時(shí),其鋼材力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)符合表4.4.4的規(guī)定。表4.4.4高強(qiáng)螺栓的鋼材力學(xué)性能指標(biāo)性能項(xiàng)目斷后延伸率高強(qiáng)螺栓4.5膠黏劑4.5.1橋梁加固應(yīng)采用A級(jí)膠黏劑。4.5.2膠黏劑的安全性能指標(biāo)應(yīng)符合表4.5.2的規(guī)定。改性劑應(yīng)在工廠制膠時(shí)添加,嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)摻入。不應(yīng)使用以水泥和微膨脹劑為主要成分配制的錨固劑作為黏結(jié)材料。表4.5.2錨固用膠黏劑的安全性能指標(biāo)劈裂抗拉強(qiáng)度(MPa)抗壓強(qiáng)度(MPa)抗彎強(qiáng)度(MPa)8表4.5.2(續(xù))黏結(jié)能力鋼—鋼(鋼套筒法)拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)約束拉拔條件下帶肋鋼筋與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度不揮發(fā)物含量(固體含量)(%)注:表中的性能指標(biāo)除標(biāo)有強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值外,均為平均值。4.5.3橋梁加固用膠黏劑,其鋼—鋼黏結(jié)抗剪性能應(yīng)按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土加固設(shè)計(jì)規(guī)范》4.5.4橋梁加固用膠黏劑應(yīng)符合實(shí)際無毒衛(wèi)生等級(jí)的規(guī)定。4.5.5寒冷地區(qū)橋梁加固用膠黏劑應(yīng)通過耐凍融性檢驗(yàn)。凍融環(huán)境溫度應(yīng)為一25℃~35℃(允許偏差一0℃;+2℃),循環(huán)次數(shù)不少于50次,每一次循環(huán)時(shí)間為8h。試驗(yàn)結(jié)束后,試件在常溫條件下測(cè)得的強(qiáng)度降低百分率不應(yīng)大于5%。4.6鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力組件及材料4.6.1橋梁加固用鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力組件,包括體外索、錨具、轉(zhuǎn)向器、減振裝置等(圖4.6.1),其性能應(yīng)符合下列要求:1體外索索體、轉(zhuǎn)向器和錨具組裝件,應(yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《體外預(yù)應(yīng)力索技術(shù)條件》(GB/T30827)規(guī)定的靜載試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)技術(shù)要求。2體外索組件應(yīng)可檢測(cè)、可更換。圖4.6.1鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力組件94.6.2體外索分為散束式索體和集束式索體(圖4.6.2)。體外預(yù)應(yīng)力鋼絞線可采用無黏結(jié)鋼絞線或填充型環(huán)氧涂層鋼絞線。圖4.6.2體外索截面示意圖4.6.3體外索轉(zhuǎn)向器分為集束式和散束武(圖4.6.3),其材料性能應(yīng)符合下列要求:1集束式轉(zhuǎn)向器的管材應(yīng)采用無縫鋼管,鋼管材料應(yīng)符合現(xiàn)行《結(jié)構(gòu)用無縫鋼管》(GB/T8162)的規(guī)定。2散束式轉(zhuǎn)向器由分散的引導(dǎo)管組成,引導(dǎo)管應(yīng)采用無縫鋼管或HDPE管。HDPE管材料應(yīng)符合現(xiàn)行《橋梁纜索用高密度聚乙烯護(hù)套料》(CJ/T297)的規(guī)定。A-AA-A圖4.6.3轉(zhuǎn)向器截面示意圖4.6.4體外索錨具可分為鑄造式錨具和鋼板式錨具兩類(圖4.6.4),錨具組件應(yīng)符合現(xiàn)行《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》(GB/T14370)的規(guī)定。1可多次張拉的體外索錨具的錨板外應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)螺母,錨具內(nèi)應(yīng)灌注防腐油脂或蠟等不固化的防腐材料,防腐油脂應(yīng)符合現(xiàn)行《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋用防腐潤(rùn)滑脂》(JG/T430)的規(guī)定,蠟應(yīng)符合現(xiàn)行《半精煉石蠟》(GB/T254)的規(guī)定。2錨具外露部分應(yīng)有涂覆防腐的措施,保護(hù)罩應(yīng)密封良好且可重復(fù)拆裝。3錨具的隔離襯套、保護(hù)罩應(yīng)由金屬或高密度聚氯乙烯(HDPE)材料制作。錨具保護(hù)罩應(yīng)完全罩住錨板和鋼束的尾端,與支承面的連接應(yīng)有密封措施。c)可多次聚拉的稀造式錨具圖4.6.4錨具組件結(jié)構(gòu)示意4.6.5體外索減振裝置由定位部件和隔振材料組成(圖4.6.5)。減振裝置應(yīng)有適當(dāng)?shù)姆栏胧?,?yīng)為便于維護(hù)的可重復(fù)拆裝式,所有可換部件應(yīng)裝卸方便。a)集束式索體b)散束式索體圖4.6.5減振裝置示意圖5加固設(shè)計(jì)5.1一般規(guī)定5.1.1應(yīng)依據(jù)原橋梁設(shè)計(jì)圖、竣工資料、檢測(cè)評(píng)定報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)核查情況等進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。5.1.2加固設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)病害影響、材料劣化、新舊材料的結(jié)合性能及材料差異。5.1.3橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下規(guī)定:2減少對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷。3選用合理的預(yù)應(yīng)力度和預(yù)應(yīng)力體系,滿足可檢、可調(diào)節(jié)和可更換的要求。4合理布置新增轉(zhuǎn)向及錨固構(gòu)造,滿足受力合理、施工方便等要求。5采用可靠的界面處理,滿足新增構(gòu)造和原結(jié)構(gòu)的可靠連接要求。5.1.4橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固計(jì)算應(yīng)符合以下規(guī)定:1作用及作用效應(yīng)組合系數(shù),應(yīng)符合原設(shè)計(jì)所遵循的相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。2原結(jié)構(gòu)的尺寸宜采用實(shí)測(cè)值。3原結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí),宜采用檢測(cè)結(jié)果的推定值。4體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算內(nèi)容應(yīng)包括:1)持久狀況承載力極限狀態(tài)計(jì)算。2)持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算。3)短暫狀況的應(yīng)力計(jì)算。4)體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的疲勞應(yīng)力驗(yàn)算。5體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土結(jié)構(gòu)的局部計(jì)算內(nèi)容應(yīng)包括:1)轉(zhuǎn)向構(gòu)造的承載力和抗裂性計(jì)算、錨固構(gòu)造的承載力和抗裂性計(jì)算。2)體外預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)局部承壓承載力可按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)3)體外索的混凝土錨固和轉(zhuǎn)向構(gòu)造等應(yīng)力擾動(dòng)區(qū)(D區(qū)),可采用拉壓桿模型、實(shí)體有限元模型等進(jìn)行計(jì)算。6體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂驗(yàn)算,可按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)5.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算5.2.1體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土受彎構(gòu)件的正截面抗彎承載力可按下列規(guī)定計(jì)算。1計(jì)算假定1)加固后的混凝土構(gòu)件正截面應(yīng)變?nèi)匀粷M足平截面假定。2)體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力沿程保持一致。3)可不考慮體外索二次效應(yīng)的影響。4)體外預(yù)應(yīng)力鋼筋在抗彎承載力極限狀態(tài)下的應(yīng)力達(dá)到其極限應(yīng)力計(jì)算值σ…2體外預(yù)應(yīng)力加固構(gòu)件抗彎承載力的計(jì)算,根據(jù)截面形狀和中心軸的位置,分為以下兩種情況1)矩形截面或中性軸位于T形或1形截面翼板內(nèi)(x≤hí)的體外預(yù)應(yīng)力加固梁(圖5.2.1-1),其正截面抗彎承載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:famb{x+fuA′=σA+fm,A,+fuA,圖5.2.1-1矩形受壓截面抗彎承載力計(jì)算圖式2)T形或I形截面且中性軸位于腹板內(nèi)(x>hí)抗彎承載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:的體外預(yù)應(yīng)力加固梁(圖5.2.1-2),其正截面fambx+fao(bí-b)h{+fuA’=σA+fa.A,+fuA,式中:Y?——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);M?——計(jì)算截面彎矩的組合設(shè)計(jì)值;A,——新增體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積;om——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的極限應(yīng)力計(jì)算值,可按本指南第5.2.1-3條計(jì)算;h,——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓區(qū)邊緣的距離;x——截面混凝土受壓區(qū)(矩形分布應(yīng)力)高度;A,——原梁體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積;f.i——原梁體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;h?——體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距A,——原梁體內(nèi)縱向受拉善通鋼筋的面積;fu——原梁體內(nèi)縱向受重普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;h?——體內(nèi)縱向受拉普通鋼筋至截面曼壓區(qū)邊緣的距離;A'——原梁體內(nèi)縱向受壓普通鋼筋的面積;fu——原梁體內(nèi)縱局受屋普通鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;a’-—體內(nèi)縱向受壓普通鋼筋至截面受壓邊緣的距離;fao——原梁混凝土的輔心抗壓強(qiáng)度設(shè)十值;b'——受壓翼板的有數(shù)寬度,按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝縣橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG3362)的規(guī)定取用;b——梁肋或腹板的寬度;a'——受壓混凝土命力套截面受壓區(qū))JdJdAAfyH中A5上bA圖5.2.1-2T形受壓截面抗彎承載力計(jì)算圖式截面受壓區(qū)高度限制條件、受壓區(qū)配筋時(shí)設(shè)計(jì)應(yīng)力的計(jì)算規(guī)定均同現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG3362)。3體外預(yù)應(yīng)力加固構(gòu)件的正截面抗彎承載力計(jì)算時(shí),體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的極限應(yīng)力計(jì)算值σ,可選用下列兩種方法之一進(jìn)行計(jì)算:1)簡(jiǎn)單取值法式中:og——使用階段體外預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除預(yù)應(yīng)力損失后的有效應(yīng)力(MPa)。o——使用階段體外預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除預(yù)應(yīng)o.BAf0.85A+AfAA.、A′——原梁受拉區(qū)、鬟壓區(qū)縱向普通闞筋的截面面積(mm2);σpm.e=0pee+100MPa≤fd.e5.2.2體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土受彎構(gòu)件的斜截面抗剪承載力可按下列規(guī)定計(jì)算。圖5.2.2斜截面抗剪承載力計(jì)算圖式V≤a?a?a?0.45×10-bh?√(2+0.6P)√TmopfVh,?=0.75×10-3fpb,App,ia?——受壓翼緣影響系數(shù),對(duì)矩形截面,a?=1.0;對(duì)具有受壓翼緣的T形或[形截面,EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(原),原)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(梁),梁)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(斜),中)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(截),箍)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(面),筋)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(內(nèi)),抗)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(箍),拉)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(筋),強(qiáng))EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(配),度)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(筋),設(shè))EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up7(率),計(jì));2)轉(zhuǎn)向塊的承載力驗(yàn)算可分為新舊結(jié)構(gòu)的抗拔承載力驗(yàn)算和2承受空間預(yù)應(yīng)力作用的轉(zhuǎn)向塊,在承減力極限狀態(tài)下其豎向轉(zhuǎn)向力N?和橫向轉(zhuǎn)向力V?可按下式確定,參見圖5.2.3。式中:N?——轉(zhuǎn)向裝置的豎向在用設(shè)計(jì)值,即體外預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)對(duì)再向展置的合力在豎直方向的分力設(shè)計(jì)值;V?——轉(zhuǎn)向裝置的橫同作用設(shè)計(jì)值,即體外預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉理對(duì)轉(zhuǎn)向裝置的合力在水平面的分力設(shè)計(jì)值;N——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制力取Nm=Hpβ——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的平彎角。式中:Y?——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);4塊式混凝土轉(zhuǎn)向塊接觸面的抗剪承載力可按下式驗(yàn)算:Va——橫向轉(zhuǎn)向力的組合設(shè)計(jì)值;N?——豎向轉(zhuǎn)向力的組合設(shè)計(jì)值;A——穿過接觸面鋼筋的截面面積;fu——普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;μ——新舊混凝土接觸面的摩阻系數(shù),對(duì)經(jīng)鑿毛處理的交界面,取為1.0;對(duì)未經(jīng)鑿毛處理的交界5半隔板式混凝土轉(zhuǎn)向塊也可偏于安全地參照塊式混凝土轉(zhuǎn)向塊的計(jì)算方法,進(jìn)行抗拉承載力計(jì)算和接觸面抗剪承載力計(jì)算。殊設(shè)計(jì)。混凝土塊式轉(zhuǎn)向塊中一般存在以不三種受力機(jī)理圖1)由體外預(yù)應(yīng)力豎向轉(zhuǎn)向力引起的內(nèi)而植筋的抗拔作用2)上層外環(huán)箍筋產(chǎn)生的梁作用。OO圖5-1轉(zhuǎn)向塊承載力的計(jì)算圖式示意豎肋式轉(zhuǎn)向塊可以通過受壓混凝土傳通豎向轉(zhuǎn)向力,因此5.2.4體外預(yù)應(yīng)力齒塊錨固區(qū)的承載力可按下列規(guī)定計(jì)算。1混凝土三角齒塊和矩形齒塊錨固區(qū)(圖5.2.4),應(yīng)分別進(jìn)行局部區(qū)的錨下抗壓承載力計(jì)算、總體區(qū)的抗拉承載力及水平抗剪承載力計(jì)算。圖5.2.4三角齒塊和矩形齒塊的鋼筋布置示意2齒塊錨下抗劈裂承載力可按下式驗(yàn)算:Toa——錨下劈裂力設(shè)計(jì)值;P?——預(yù)應(yīng)力錨固力設(shè)計(jì)值,取1.2倍張拉控制力;A?齒塊一倍端面高度范圍內(nèi)抗劈裂鋼筋截面面積;fa——普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。3三角齒塊預(yù)應(yīng)力束彎曲段內(nèi)的抗拔承載力可按下式驗(yàn)算:Tg——徑向力引起的拉力設(shè)計(jì)值;P?——預(yù)應(yīng)力錨固力設(shè)計(jì)值,取1.2倍張拉控制力;A?——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋彎曲段內(nèi)抗拔普通鋼筋的截面面積;a,——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋在錨固塊內(nèi)的彎起角,以弧度計(jì);fa——普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。4齒塊接觸面的抗剪承載力可按下式驗(yàn)算:γ?P?cosap≤μfu(A?cosap+A?P?——預(yù)應(yīng)力錨固力設(shè)計(jì)值,取1.2倍張拉控制力;ap——預(yù)應(yīng)力鋼筋在錨固塊內(nèi)的彎起角;A。穿過接觸面鋼筋的截面面積(不包括A,和A?);fa——普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;μ——新舊混凝土接觸面的摩阻系數(shù),對(duì)經(jīng)鑿毛(或鑿槽)處理的交界面,取為1.0;對(duì)未經(jīng)鑿毛處理的交界面,取為0.6。5齒塊錨后抗?fàn)坷休d力可按下式驗(yàn)算:Tma——齒塊錨后牽拉力設(shè)計(jì)值;P?——預(yù)應(yīng)力錨固力設(shè)計(jì)值,取1.2倍張拉控制力;A?——壁板抗?fàn)坷v向鋼筋面積(力筋軸線兩側(cè)各1.5倍錨墊板寬度范圍內(nèi));fa——普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。圖5-2預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)分區(qū)及配筋示意圖5-3后張預(yù)應(yīng)力齒板錨固區(qū)內(nèi)的五種局部作用5.2.5體外索橫梁錨固區(qū)的承載力可按下列規(guī)定計(jì)算。1橫梁錨固區(qū)應(yīng)分別進(jìn)行局部區(qū)的錨下抗壓承載力計(jì)算和總體區(qū)的抗拉承載力計(jì)算。2采用拉壓桿模型進(jìn)行橫梁錨固區(qū)計(jì)算時(shí),鋼筋(拉桿)的抗拉承載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定(圖5.2.5-1、圖5.2.5-2):式中:Y?——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);T.、T?——橫梁底緣的豎向、橫向拉桿內(nèi)力設(shè)計(jì)值;A、An——橫梁底緣0.25倍橫梁厚度范圍內(nèi)各層豎向、橫向鋼筋截面面積總和;fu——普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。圖5.2.5-1橫梁錨固區(qū)的半結(jié)構(gòu)示意圖圖5.2.5-2橫梁錨固區(qū)的鋼筋布置示意錨固面圖5-4橫梁錨固區(qū)的常見裂縫形態(tài)及拉壓桿模型5.3持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算5.3.1體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土受彎構(gòu)件的持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算,應(yīng)符合下列規(guī)定:1應(yīng)分別按荷載效度的標(biāo)準(zhǔn)組合與準(zhǔn)永久組合對(duì)使用極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算。計(jì)算時(shí)永久荷載應(yīng)計(jì)入加固新增恒載。預(yù)應(yīng)力作用對(duì)應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.當(dāng)為超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)尚應(yīng)計(jì)入由預(yù)應(yīng)力引起的次效應(yīng)。2體外預(yù)應(yīng)力加固受彎構(gòu)性按下列三種情況設(shè)計(jì):1)全預(yù)應(yīng)力混凝土加固結(jié)構(gòu):在作用短期組合下控制截面邊緣不容許出現(xiàn)拉應(yīng)力。2)A類預(yù)應(yīng)力混凝土加固結(jié)構(gòu):在作用短期組合下控制截面邊緣出現(xiàn)不超過限值的拉應(yīng)力。3)B類預(yù)應(yīng)力混凝土加固結(jié)構(gòu):在作用短期組合下控制截面邊緣可出現(xiàn)超過限值的拉應(yīng)力,但裂縫的寬度應(yīng)小于限值。3體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土結(jié)構(gòu)彈性內(nèi)力分析時(shí),應(yīng)采用換算截面幾何性質(zhì);彈性內(nèi)力分析時(shí),全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件應(yīng)采用換算截面幾何性質(zhì),B類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件應(yīng)采用開裂的換算截面幾何性質(zhì)。5.3.2體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力應(yīng)符合下列要求:1鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲1)體外索在轉(zhuǎn)向和錨固構(gòu)造管道內(nèi)的摩擦引2)錨具變形、預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮和接縫壓密σp。表5.3.3體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的k與μ值kμ0000注:體外預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失的計(jì)算,僅需考慮轉(zhuǎn)向和錨固段的管道,體外束自由段的摩阻為據(jù)實(shí)測(cè)確定,當(dāng)無可靠實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)可按照本表取值。△l——對(duì)鋼絞線夾片錨可取6mm,對(duì)帶螺帽的錨具可取1mm;式中:app——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量與混凝土彈性模量的比值;△——在計(jì)算截面先張拉的體外預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處,由后張拉每一批體外預(yù)應(yīng)力鋼筋產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力的平均值;m——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉的次數(shù)。5鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失終極值,可按下列公式計(jì)算:ξ——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛系數(shù),I級(jí)松弛(普通松弛),ξ=1.0;Ⅱ級(jí)松弛(低松弛),ξ=0.3;o——傳力錨固時(shí)體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力,σ=G-Gn—Gp—oa;fie——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。2)精軋螺紋鋼筋一次張拉:超張拉:6混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失,可參照現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)7體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力o可按下式計(jì)算:5.3.4體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土受彎構(gòu)件的抗裂驗(yàn)算與裂縫寬度驗(yàn)算可按下列規(guī)定進(jìn)行。1正截面抗裂驗(yàn)算1)體外預(yù)應(yīng)力加固的全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,在作用(或荷載)短期效應(yīng)組合下:整體澆筑或整體預(yù)制構(gòu)件:分段澆筑或節(jié)段拼裝構(gòu)件:2)體外預(yù)應(yīng)力加固的部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件,在作用(或荷載)短期效應(yīng)組合下:但在作用(或荷載)長(zhǎng)期效應(yīng)組合下:式中:σ——在作用(或荷載)短期效應(yīng)組合下,構(gòu)件抗裂驗(yàn)算截面邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力;σn——在作用(或荷載)長(zhǎng)期組合下,構(gòu)件抗裂驗(yàn)算截面邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力;oe——有效預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算截面邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力;fi——原梁混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。2斜截面抗裂驗(yàn)算斜截面抗裂應(yīng)對(duì)混凝土的主拉應(yīng)力σ進(jìn)行驗(yàn)算,并考慮主壓應(yīng)力σ的影響。在作用(或荷載)短期效應(yīng)組合下,主拉應(yīng)力應(yīng)滿足:式中:fx——混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;op、σp——在作用(或荷載)短期效應(yīng)組合和預(yù)加力產(chǎn)生的偶凝土主拉、主壓應(yīng)力,可參照現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋通設(shè)計(jì)規(guī)范(TG3502)進(jìn)行計(jì)算;λ——混凝土抗拉強(qiáng)度折減系數(shù)。對(duì)于體外預(yù)應(yīng)力加固的全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,當(dāng)采用整體澆筑或整體預(yù)制時(shí)取為0.6、當(dāng)采用分段澆甑或分段預(yù)制時(shí)取為04;對(duì)于體外預(yù)應(yīng)力加固的部分預(yù)應(yīng)歷混海土A類構(gòu)件和允許開裂的B類構(gòu)件,當(dāng)來用整體澆筑或整體預(yù)制時(shí)取為0.7,當(dāng)采用分段澆筑或分段預(yù)制時(shí)取為0.5。3裂縫寬度驗(yàn)算1)體外預(yù)應(yīng)力加固的B類預(yù)應(yīng)力混凝王構(gòu)件,在正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度,應(yīng)按荷載短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期數(shù)應(yīng)的影響進(jìn)行驗(yàn)算。2)體外預(yù)應(yīng)力加固B類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,其計(jì)算的最大裂縫寬度不應(yīng)超過下列規(guī)定的限值:(1)原結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝王構(gòu)件I類和Ⅱ類環(huán)境20mMⅢ類和IV類環(huán)境0.15mm(2)原結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)體I類和Ⅱ類環(huán)境03)整體式B類體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁的裂縫寬度計(jì)算,可按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG3362)的規(guī)定進(jìn)行。4撓度驗(yàn)算1)體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土梁在正常使用極限狀態(tài)下的撓度,可根據(jù)給定的截面剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。2)在計(jì)算原橋由短期荷載效應(yīng)和預(yù)應(yīng)力效應(yīng)引起的長(zhǎng)期撓度時(shí),撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:式中:%——原橋的撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù);m——撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù),同現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG3)體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土梁撓度計(jì)算和驗(yàn)算的其他規(guī)定,同現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混oo?/f.圖5-5混凝土的雙軸強(qiáng)度包絡(luò)線o?/f5.4施工短暫狀況的構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算5.5體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的疲勞應(yīng)力計(jì)算q——q=q?+q?·qi為車道荷載的均布荷載,q?為車道荷載的集中荷載P產(chǎn)生的等效均布荷E,——體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量;E——原梁混凝土的彈性模量;em、e?——體外束跨中水平段、梁端錨固點(diǎn)至原梁換算截面形心的距離,em以跨中水平段體外束位于截面形心軸下方為正值,e、以體外束梁端錨固點(diǎn)位于截面形心軸上方時(shí)為正值,見圖5.5.1;I?——原梁跨中斷面的換算慣性矩;Lpe——計(jì)算跨徑內(nèi)的體外預(yù)應(yīng)力鋼筋長(zhǎng)度;λ——λ=L?/L?,其中L?為體外預(yù)應(yīng)力鋼筋轉(zhuǎn)向彎起段的水平投影長(zhǎng)度。圖5.5.1體外預(yù)應(yīng)力鋼筋疲勞應(yīng)力幅計(jì)算圖示5.5.2體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力幅應(yīng)滿足下列規(guī)定:1當(dāng)轉(zhuǎn)向處曲率半徑大于9m時(shí),鋼絞線應(yīng)力幅不應(yīng)超過125MPa。2當(dāng)轉(zhuǎn)向處曲率半徑小于3.6m時(shí),鋼絞線應(yīng)力幅不應(yīng)超過70MPa。3當(dāng)轉(zhuǎn)向處曲率半徑大于3.6m且小于9m時(shí),鋼絞線應(yīng)力幅的限值可以通過內(nèi)插確定。5.6體外索布置原則5.6.1體外索索體選型時(shí),宜考慮以下因素:1每束鋼絞線數(shù)量選擇應(yīng)考慮錨固區(qū)局部承壓、轉(zhuǎn)向塊受力、千斤頂張拉作業(yè)、失效風(fēng)險(xiǎn)等因素。單束體外索的鋼絞線數(shù)量不宜超過19根。2索體選擇應(yīng)考慮體外索運(yùn)輸、整體穿索、張拉等施工條件。每束鋼絞線數(shù)量較少時(shí),宜采用成5.6.2混凝土錨固區(qū)可選用鑄造式錨具或鋼板式錨具;鋼結(jié)構(gòu)錨固區(qū)宜選用鋼板式錨具。5.6.4對(duì)于多跨連續(xù)梁,體外索可采用分束、分段交叉布置,連續(xù)布置的體外索長(zhǎng)度不宜超過180m。折線形體外索的轉(zhuǎn)向塊,宜布置在距梁端1/4~1/3跨徑范圍內(nèi)。5.6.5體外索在轉(zhuǎn)向塊處的彎折轉(zhuǎn)角不宜大于20°。圖5-6體外索的典型線形布置5.6.6體外索之間的凈距不宜小于100mm。5.6.7體外索在錨固塊與轉(zhuǎn)向塊之間或兩個(gè)轉(zhuǎn)向塊之間的自由段長(zhǎng)度不宜大于7.5m,超過該長(zhǎng)度應(yīng)設(shè)置減振裝置或定位裝置(圖5.6.7)。減振裝置處鋼束與護(hù)套間應(yīng)用隔振材料填實(shí)。圖5.6.7體外索減振裝置示意5.7轉(zhuǎn)向構(gòu)造5.7.1體外索轉(zhuǎn)向塊應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力進(jìn)行布置:1T形或I形截面梁,轉(zhuǎn)向塊宜在腹板兩側(cè)對(duì)稱布置。2箱形截面梁,轉(zhuǎn)向塊宜對(duì)稱布置在頂、底板與腹板交界處。3當(dāng)原結(jié)構(gòu)橫隔梁滿足受力要求時(shí),可利用其設(shè)置轉(zhuǎn)向構(gòu)造(圖5.7.1)。a)墩頂轉(zhuǎn)向橫隔梁b)梁跨內(nèi)轉(zhuǎn)向橫隔板圖5.7.1利用原有結(jié)構(gòu)橫隔梁作為轉(zhuǎn)向構(gòu)造示意條文說明:最大限度地利用原梁的橫隔梁(墻)作為體外索的轉(zhuǎn)向裝置,可以保證傳力的可靠,并減少新增轉(zhuǎn)向塊的數(shù)量,減小對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷。5.7.2混凝土轉(zhuǎn)向塊構(gòu)造(圖5.7.2)宜按如下種類選?。?塊式轉(zhuǎn)向構(gòu)造,適用于轉(zhuǎn)向鋼束數(shù)量較少的情況,或用于兩個(gè)轉(zhuǎn)向構(gòu)造之間鋼束的定位。2橫肋式轉(zhuǎn)向構(gòu)造,適用于橫向轉(zhuǎn)向力較大的情況,或用于兩個(gè)轉(zhuǎn)向構(gòu)造之間鋼束的定位3豎肋式轉(zhuǎn)向構(gòu)造,適用于豎向轉(zhuǎn)向力較大的情況。4橫梁式轉(zhuǎn)向構(gòu)造,適用于豎、橫向轉(zhuǎn)向力較大的情況。條文說明:肋式轉(zhuǎn)向塊的優(yōu)點(diǎn)是能通過混凝土的受壓把一部分的轉(zhuǎn)向力傳至箱梁的腹板和頂板,可分擔(dān)植入鋼筋的受力,具有較好的受力保障,其缺點(diǎn)是增加了恒載,模板構(gòu)造較為復(fù)雜。塊式轉(zhuǎn)向塊的特點(diǎn)是僅在頂板、底板根部設(shè)置很小的混凝土塊,給結(jié)構(gòu)施加的附加荷載小,橡板商單,但承載能力較橫隔板式和肋式轉(zhuǎn)向塊的小。a)塊式b)橫肋式圖5.7.2混凝土轉(zhuǎn)向塊的構(gòu)造示意5.7.3混凝土塊式籍向橘造應(yīng)通過植筋設(shè)置內(nèi)環(huán)和外環(huán)箍筋(圖5.3)內(nèi)環(huán)箍筋圍住單個(gè)轉(zhuǎn)向器,外環(huán)箍筋沿轉(zhuǎn)向構(gòu)造周邊圍住所有轉(zhuǎn)向器。箍筋直徑不宜小于16m日,縱勵(lì)間距不宜大于150mm。圖5.7.3混凝土轉(zhuǎn)向塊的配筋構(gòu)造示意條文說明:對(duì)直接受力的內(nèi)環(huán)筋,在植筋時(shí)應(yīng)采用U形箍筋。雖然在轉(zhuǎn)向塊設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),偏于安全而不考慮外環(huán)筋的作用,但仍然需要布置一定數(shù)量的外環(huán)筋,以滿足轉(zhuǎn)向塊混凝土抗裂的要求。5.7.4轉(zhuǎn)向塊采用鋼結(jié)構(gòu)(圖5.7.4)時(shí),應(yīng)通過錨栓將其錨固。條文說明:對(duì)于新增混凝土轉(zhuǎn)向塊,考慮到在箱體內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑施工的難度一般較大,因而混凝土澆筑質(zhì)量難以得到保證。而鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向塊施工方便、快捷,可先在箱室外完成鋼結(jié)構(gòu)的分塊制作,再在箱室內(nèi)組拼、安裝,因此在加固中值得提倡。鋼制轉(zhuǎn)向塊由鋼板或型鋼焊接而成,應(yīng)保證焊接質(zhì)量,以保證轉(zhuǎn)向塊的正常工作。對(duì)于鋼制肋式轉(zhuǎn)向塊,為保證受力均勻、可靠,豎向肋板的數(shù)量不應(yīng)少于4片,并應(yīng)采用雙面焊。必須將轉(zhuǎn)向器與肋板在精確定位后焊接,以保證轉(zhuǎn)向器在轉(zhuǎn)向力作用下不發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。Aa)鋼制肋式轉(zhuǎn)向快圖5.7.4箱梁橋加固中鋼制轉(zhuǎn)向塊構(gòu)造示意5.7.5體外索轉(zhuǎn)向器應(yīng)滿足下列最小彎曲半徑要求:1集束式轉(zhuǎn)向器2散束式轉(zhuǎn)向器Rm58Qd(5.7.5-2)式中:Rmn——體外索轉(zhuǎn)向餐的最小彎曲半徑;D——集束式體外索處護(hù)套半徑;d——預(yù)應(yīng)力鋼絞線中單根鋼絲的最大直徑。5.8錨固構(gòu)造5.8.1張拉空間、構(gòu)造及受力滿足要求時(shí),宜將原橋橫梁作為錨固區(qū)(圖5.8.1)。齒塊錨固區(qū)宜布置在頂、底板與腹板交界處。箱室內(nèi)凈空高度小于1.2m時(shí),不宜在箱內(nèi)設(shè)置錨固區(qū)。5.8.2混凝土錨固構(gòu)造宜選用塊式或橫梁式錨固塊(圖5.8.2)。5.8.3塊式錨固塊的平面尺寸應(yīng)根據(jù)錨具布置尺寸、張拉空間等要求確定,錨固塊的縱向長(zhǎng)度可按錨固力傳遞至箱梁板壁所需長(zhǎng)度確定,且宜大于3倍錨固塊高度。和張拉時(shí)千斤頂安放的空間要求,需要將體外索抬頭,即使用鋸齒式錨固塊進(jìn)行體外索的錨固的水平剪切來傳遞錨固力,因此錨固塊的縱向長(zhǎng)度由植筋區(qū)域范圍的長(zhǎng)度決5.8.4塊式錨固塊應(yīng)通過植筋設(shè)置內(nèi)環(huán)和外環(huán)箍筋(圖5.8.4),箍筋直徑不宜小于16mm,縱向間距不宜大于150mm。圖5.8.4塊式錨固塊的鋼筋布置示意5.8.5橫梁式錨固塊的厚度應(yīng)根據(jù)錨具埋置深度和鋼束轉(zhuǎn)向所需長(zhǎng)度確定,不宜小于1000mm;橫梁式錨固塊的平面尺寸,應(yīng)根據(jù)錨具布置尺寸、張拉空間等要求確定。5.8.6橫梁式錨固塊應(yīng)通過植筋在橫梁前后表面設(shè)置鋼筋網(wǎng)(圖5.8.6),鋼筋直徑不宜小于16mm,縱向間距不宜大于150mm。圖5.8.6錨固橫梁的整體受力鋼筋布置示意圖5.8.7-2鋼錨箱構(gòu)造示意1B一圖5.8.7-4T梁橋加固中鋼制錨固塊構(gòu)造示意6加固施工6.1一般規(guī)定實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容:工程概況、施工方案、資源配置、質(zhì)量安全管理、環(huán)境保護(hù)等。根據(jù)加固工程的規(guī)模和復(fù)雜程度,采取相應(yīng)的施工監(jiān)控措施。橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工可參照?qǐng)D64的橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工可參照?qǐng)D64的一般流程進(jìn)行?;炷砻嫦珗D6.1.4橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工的一般流程6.2施工準(zhǔn)備6.2.1人員、材料和設(shè)備應(yīng)符合下列要求:1應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底、安全培訓(xùn)。2材料進(jìn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn),其結(jié)果符合國(guó)家及行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3施工用儀器、設(shè)備應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行校驗(yàn)、標(biāo)定。6.2.2安全措施應(yīng)符合下列要求:2在新增錨固塊與新舊混凝土交接面應(yīng)開鑿剪力槽,剪力槽的深度不宜大于原橋鋼筋保護(hù)層厚6.4.3鋼筋或錨栓可按本指南附錄A、附錄B進(jìn)行植6.5.1體外預(yù)應(yīng)力施工可按如圖6.5.1所示的一般流程進(jìn)行。減振裝置減振裝置1體外索下料長(zhǎng)度可按下式計(jì)算:Lo——兩端墊板底面之間的中心線長(zhǎng)度;L?——錨固端(單端)張拉時(shí)的工作長(zhǎng)度。2體外預(yù)應(yīng)力鋼筋下料時(shí),應(yīng)采用砂輪鋸或切斷機(jī)等機(jī)械方式切割,并避免電火花損傷。6.5.4體外索穿束應(yīng)符合下列要求:1剝除體外索兩端的防護(hù)層,并將裸露鋼絞線的油脂清除干凈。防護(hù)層的剝除長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)進(jìn)入密封筒的最小長(zhǎng)度、鋼絞線張拉伸長(zhǎng)量以及工作長(zhǎng)度計(jì)算確定;張拉后體外索防護(hù)層進(jìn)入密封筒的最小長(zhǎng)度不宜小于100mm2在穿束過程中應(yīng)采取保護(hù)措施,減少體外索護(hù)套的損傷。3應(yīng)保證穿入預(yù)應(yīng)力管道和轉(zhuǎn)向器的各股鋼絞線順直、無交叉。6.5.5體外索張拉應(yīng)符合下列要求:1混凝土養(yǎng)護(hù)齡期不少于7d,混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%及以上,方可張拉。2體外索的張拉可分為2個(gè)階段:1)預(yù)緊:0→20%σ(初始張拉力)。在正式張拉前,應(yīng)對(duì)體外索進(jìn)行預(yù)緊。確認(rèn)體外索繃緊順2)正式張拉:20%σ…→50%σ→80%σ→100%σ.…(持荷2min錨固)。張拉過程中遵循同步、對(duì)稱、兩端同時(shí)張拉的原則。張拉方法按現(xiàn)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50)的相關(guān)規(guī)定3張拉過程中,應(yīng)對(duì)原橋和新增結(jié)構(gòu)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè),異常時(shí)應(yīng)立即終止張拉。4張拉采取以張拉力控制為主、張拉伸長(zhǎng)值校核的雙控法,實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值與理論計(jì)算伸長(zhǎng)值的偏差?yuàn)A片錨固效率降低或失效,可采用“懸浮”張拉施工工藝。該工藝的原理是在千斤頂后部或前部增加一套過渡工具錨及過渡撐腳,并在工作錨后設(shè)限位裝置,使得整個(gè)張拉過程中工作錨夾片始終處于放松狀態(tài)。在每個(gè)行程回油后均有過渡工具錨夾片鎖緊鋼絞線,多次倒頂,直至張拉至設(shè)計(jì)應(yīng)力后錨固。由于限位裝置的作用,在張拉過程中,工作錨夾片位裝置的螺母,壓緊工作錨夾片,隨后千斤頂卸壓回油,使工作錨夾片錨固鋼絞線?!皯腋 睆埨┕すに嚨牟贾萌鐖D6-1所示。限位板條文說明:成品索一般自帶防腐措施,無需在張拉后進(jìn)行專門的防腐處理。嚴(yán)采用非成品索或鋼束本身沒有防腐功能時(shí),可對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋采取如下保護(hù)措施,對(duì)于精軋螺紋鋼筋,可采用二度防銹的方法進(jìn)行防護(hù),也可套入聚乙烯管4結(jié)合面觀測(cè)。6.9施工安全6.9.1橋梁加固應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程,特殊工種應(yīng)持證上崗。6.9.2在植筋等采用化學(xué)材料施工時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:1易燃化學(xué)品應(yīng)密封保存、遠(yuǎn)離火源6.9.3施工安全保障措施應(yīng)符合下列規(guī)定4電氣設(shè)備的使用應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。5電焊時(shí)操作人員應(yīng)戴安全面罩,電焊氣割等涉及明火作業(yè),應(yīng)采取防火措施。7.0.2體外預(yù)應(yīng)力加固的張拉控制及尺寸偏差應(yīng)滿足表7.0.2的要求。1偏轉(zhuǎn)角±1.2°中心偏差士20mm,轉(zhuǎn)向角±2°2鋼束坐標(biāo)(mm)梁長(zhǎng)方向梁高方向345斷絲、滑絲數(shù)目測(cè):全部8養(yǎng)護(hù)及維修8.1檢查與養(yǎng)護(hù)8.1.1體外預(yù)應(yīng)力加固施工完成后,應(yīng)定期對(duì)體外索的防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢查、監(jiān)測(cè)和維護(hù),確保體外預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)良好。8.1.2采用體外預(yù)應(yīng)力加固的重要橋梁,宜建立結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。期檢查和特殊檢查:1經(jīng)常檢查。橋梁運(yùn)營(yíng)后的第一年每個(gè)月進(jìn)行一次,以后每個(gè)季度一次。經(jīng)常檢查采用目測(cè)為1)體外索外護(hù)套是否有損傷。2)體外索錨具護(hù)罩是否松脫,是否有油脂流出。3)體外索是否有異常振動(dòng)。4)鋼制構(gòu)件表面的涂裝層是否完好、有無損壞。2定期檢查。時(shí)間間隔不宜大于12個(gè)月。通過目測(cè)觀察結(jié)合儀器觀測(cè)進(jìn)行,應(yīng)接近各部件仔細(xì)檢查其缺損情況。定期檢查的內(nèi)容應(yīng)包括:1)經(jīng)常檢查的所有內(nèi)容。2)梁體的變形和應(yīng)力等。3)索力檢測(cè),抽檢數(shù)量為總量的5%~10%,且不少于3根。4)預(yù)應(yīng)力索的腐蝕情況。3特殊檢查。在發(fā)生意外事故、人為破壞或自然災(zāi)害造成體外索損壞時(shí),應(yīng)進(jìn)行特殊檢查。特殊檢查應(yīng)根據(jù)事件的要求組織和安排。8.2防護(hù)套修復(fù)8.2.1防護(hù)套局部破損時(shí),經(jīng)修復(fù)可繼續(xù)使用。8.2.2防護(hù)套修復(fù)可采用熱熔修復(fù)或纏包熱縮帶修復(fù)。8.3換索1體外索應(yīng)力損失超過設(shè)計(jì)允許誤差范圍,且通過補(bǔ)張拉仍不能達(dá)到原設(shè)計(jì)要求。2索體出現(xiàn)斷絲超出安全使用范圍。3體外索達(dá)到或接近產(chǎn)品的設(shè)計(jì)年限,經(jīng)檢測(cè),繼續(xù)運(yùn)營(yíng)存在安全隱患。8.3.2體外索換索時(shí),應(yīng)進(jìn)行換索專項(xiàng)設(shè)計(jì),確定換索次序、張拉力和施工工藝。A.1設(shè)計(jì)規(guī)定A.1.3采用植筋錨固時(shí),橋梁錨固部位混凝土若有局部缺陷,應(yīng)先進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或加固處理后再A.1.4種植用鋼筋的質(zhì)量和性能應(yīng)符合本指南第4章的有關(guān)規(guī)定。A.1.5橋梁受力植筋用植筋膠應(yīng)采用A級(jí)膠。其質(zhì)量和性能應(yīng)符合本指南第4章的有關(guān)規(guī)定。A.2錨固計(jì)算N=fA及7度區(qū)的一、二類場(chǎng)地,取=1.1;對(duì)7度區(qū)三、四類場(chǎng)地及8度區(qū),取ψ=1.25;當(dāng)混凝土強(qiáng)度高于C30時(shí),取ψ=1.0。表A.2.3-1考慮混凝土劈裂影響的計(jì)算系數(shù)α混凝土保護(hù)層厚度c(mm)注:當(dāng)植筋直徑介于表列數(shù)值之間時(shí),可采用線性內(nèi)插法確定a表A.2.3-2植筋用膠黏劑的黏結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fu(MPa)混凝土強(qiáng)度等級(jí)2.表中S?為植筋間距,S?為植筋邊距。3.表中fu值僅適用于帶肋鋼筋的黏結(jié)錨固。A.2.4考慮各種因素對(duì)植筋受拉承載力影響而需加大錨固深度的修正系數(shù),應(yīng)按下式計(jì)算:式中:W——考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)對(duì)承載力影響的系數(shù)。當(dāng)為主要承重構(gòu)件時(shí),Yu=1.5;當(dāng)為一般ψw——混凝土孔壁潮濕影響系數(shù),對(duì)耐潮濕型膠黏劑,按產(chǎn)品說明書的規(guī)定值采用,但不應(yīng)小于ψ——使用環(huán)境溫度(t)影響系數(shù)。當(dāng)t≤60℃時(shí),取=1.0;當(dāng)60℃<t≤80℃時(shí),應(yīng)采用耐中溫膠黏劑,并按產(chǎn)品說明書規(guī)定的ψ.值采用;當(dāng)t≥80℃,時(shí),應(yīng)采用耐高溫膠黏劑,并應(yīng)采取有效的隔熱措施。A.2.5承重結(jié)構(gòu)植筋的錨固深度必須經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算確定;不宜按短期抗拔試驗(yàn)值或參照廠商技術(shù)手冊(cè)的推薦值采用。A.3構(gòu)造規(guī)定A.3.1當(dāng)按構(gòu)造要求植筋時(shí),其最小錨固長(zhǎng)度lmin應(yīng)符合下列構(gòu)造要求:A.3.2當(dāng)所植鋼筋與原鋼筋搭接(圖A.3.2)時(shí),其受拉搭接長(zhǎng)度l,應(yīng)根據(jù)位于同一連接區(qū)段內(nèi)的l?=ζ(A.3.2)圖A.3.2鋼筋搭接表A.3.2縱向受拉鋼筋搭接長(zhǎng)度修正系數(shù)縱向受拉鋼筋搭接接頭面積百分率(%)注:1.鋼筋搭接接頭面積百分率定義按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)的規(guī)定采2.當(dāng)實(shí)際搭接接頭面積百分率介于表列數(shù)值之間時(shí),按線性內(nèi)插法確定ζ值。3.對(duì)梁類構(gòu)件,受拉鋼筋搭接接頭面積百分率不應(yīng)超過50%。A.3.3當(dāng)植筋搭接部位的箍筋間距大于100mm時(shí),應(yīng)進(jìn)行防劈裂加固。此時(shí),可采用纖維復(fù)合布材的圍束作為原構(gòu)件的附加箍筋進(jìn)行加固。圍束可采用寬度為150mm、厚度不小于0.111mm的條帶纏繞而成,纏繞時(shí),圍束間應(yīng)無間隔,且每一圍束,其所粘貼的條帶不應(yīng)少于3層。對(duì)方形截面尚應(yīng)打磨棱角。也可剔去原構(gòu)件混凝土保護(hù)層,增設(shè)新箍筋(或鋼箍板)進(jìn)行加密(或增強(qiáng))后再植筋。A.3.4新植鋼筋與原有鋼筋在搭接部位的凈間距,應(yīng)按圖A.3.2的標(biāo)示值確定。若凈間距超過4d,則搭接長(zhǎng)度l,應(yīng)增加2d,但凈間距不應(yīng)大于6d。A.3.5用于植筋的鋼筋混凝土構(gòu)件,其最小厚度hmn應(yīng)符合下列規(guī)定:式中:D——鉆孔直徑設(shè)計(jì)值(mm),應(yīng)按表A.3.5確定。表A.3.5植筋直徑與對(duì)應(yīng)的鉆孔直徑設(shè)計(jì)值鋼筋直徑d(mm)鉆孔直徑設(shè)計(jì)值D(mm)鋼筋直徑d(mm)鉆孔直徑設(shè)計(jì)值D(mm)A.3.6植筋時(shí),其鋼筋宜先焊后種植;若有困難而必須后焊,其焊點(diǎn)距基材混凝土表面應(yīng)大于15d,且應(yīng)采用冰水浸漬的濕毛巾包裹植筋外露部分的根部。A.4施工方法A.4.1施工工藝流程見圖A.4.1。標(biāo)定位置靜置固化質(zhì)量檢驗(yàn)鉆孔清孔植筋注膠圖A.4.1植筋施工工藝流程圖A.4.2植筋用膠黏劑應(yīng)符合下列要求:植筋用膠黏劑分管式和機(jī)械注入式兩種,其性能應(yīng)符合本指南第4章的相關(guān)規(guī)定。施工時(shí)應(yīng)注意材料和配膠方式的相互配套,不應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)配制植筋用膠黏劑。A.4.3植筋定位、鉆孔應(yīng)符合下列要求:1鉆孔前可用鋼筋探測(cè)儀探測(cè)橋梁構(gòu)件植筋部位鋼筋位置,或鑿去保護(hù)層暴露鋼筋,若植筋孔位處存在鋼筋,則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整鉆孔位置2鉆孔施工遇到鋼筋或預(yù)埋件時(shí)應(yīng)立即停能,并適當(dāng)移動(dòng)鉆孔孔位,若調(diào)整太大,應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位予以處理。A.4.4清潔孔壁、鋼第可表用下列方法:1先將噴嘴伸入成孔底部并吹入潔凈無油的壓縮空氣,向外拉出噴嘴,反復(fù)3次。2將硬毛刷插入孔中,往返旋轉(zhuǎn)清刷3次。3再將噴嘴伸人錯(cuò)孔底部吹氣,向外拉出噴嘴,反復(fù)&次。4對(duì)要植入鋼筋上的銹跡、油污進(jìn)行除銹與清理。5植筋前用丙酮或工業(yè)酒精擦拭孔壁、孔底和植人的鋼筋。A.4.5植筋注膠應(yīng)符各下列要求:1植筋用膠黏劑應(yīng)采用專用施注器或注射器進(jìn)行灌注,灌注量一般為孔深的2/3,并應(yīng)保證在植入鋼筋后有少許膠黏劑溢出。2注入膠黏劑后應(yīng)立即單向旋轉(zhuǎn)插入鋼筋,直至達(dá)到設(shè)計(jì)的深度,并保證植入鋼筋與孔壁間的間隙基本均勻,校正鋼筋的位置和垂度。A.4.6靜置固化應(yīng)符合下列要求:膠黏劑完全固化前,不應(yīng)觸動(dòng)或振動(dòng)已植鋼筋,以免影響其黏結(jié)性能。A.5施工質(zhì)量檢驗(yàn)A.5.1鉆孔應(yīng)符合下列要求:鉆孔直徑應(yīng)滿足表A.3.5的要求,直徑允許偏差為+2mm、-1mm;鉆孔深度的允許偏差為+10mm、-0mm;垂直度的允許偏差為3°;位置的允許偏差為±5mm。A.5.2植筋施工質(zhì)量應(yīng)符合下列要求:1錨孔內(nèi)膠黏劑應(yīng)飽滿,不應(yīng)有未固結(jié)現(xiàn)象。2植入鋼筋不應(yīng)有松動(dòng),表面不應(yīng)有損傷,鋼筋不應(yīng)彎曲90°以上。A.5.3施工中應(yīng)注意的問題包括:1嚴(yán)禁采用將膠黏劑直接涂抹在鋼筋上植入孔中的植筋方式。2廢孔處理:施工中鉆出的廢孔,應(yīng)采用高于構(gòu)件混凝土一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿、聚合物水泥砂漿或錨固膠黏劑進(jìn)行填實(shí),必要時(shí)應(yīng)插入鋼筋。附錄B錨栓計(jì)算及施工方法B.1設(shè)計(jì)規(guī)定B.1.1本附錄適用于混凝土橋梁的主要承重構(gòu)件的錨固,不適合于嚴(yán)重分化的混凝土橋梁。B.1.2混凝土橋梁采用錨栓加固時(shí),主要承重構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30;對(duì)一般構(gòu)件不應(yīng)低于C20。B.1.3橋梁承重構(gòu)件的錨栓,應(yīng)采用有機(jī)械鍵效應(yīng)的后擴(kuò)底錨栓,也可采用適應(yīng)開裂混凝土性能的定型化學(xué)錨栓。當(dāng)采用定型化學(xué)錨栓時(shí),其有效錨固深度:對(duì)承受拉力的錨栓,不應(yīng)小于8.0d?(d?為錨栓公稱直徑);對(duì)承受剪力的錨栓,不應(yīng)小于6.5d?。B.1.4不應(yīng)采用膨脹型錨栓作為橋梁主要承重構(gòu)件的連接件。B.1.5錨栓連接的設(shè)計(jì)計(jì)算,應(yīng)采用開裂混凝土的假定;不應(yīng)考慮非開裂混凝土對(duì)承載力的提高B.2錨栓鋼材承載力驗(yàn)算B.2.1錨栓鋼材的承載力驗(yàn)算,應(yīng)按錨栓受拉、受剪及同時(shí)受拉剪作用三種受力情況分別進(jìn)行。B.2.2錨栓鋼材受拉承載力設(shè)計(jì)值,應(yīng)符合下列要求:
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