桥梁作为道路网络的组成单元,桥墩的损伤或破坏将严重影响其安全性,进而导致路网通行能力下降或不能通行。目前,常规传统的加固方法虽然技术成熟可靠,但存在工作量大、加固周期长等缺点,无法在短期内修复受损桥墩快速恢复桥梁通行。因此,本文针对桥墩应急加固工作研究开发了一套桥墩环向预应力钢绞线应急加固锚具,并进行了理论设计及试验研究,主要包括以下几方面:(1)桥墩环向预应力钢绞线应急加固锚具工作原理和设计方法的研究。整套锚具由锚具钢板、高强螺栓、预应力钢绞线和夹片式钢绞线单孔锚具组成。锚具钢板处钢绞线孔采用斜孔设计,可有效的减缓钢绞线局部弯曲变形。研究了本套锚具所需钢绞线长度的计算方法,并通过钢绞线工作系数λ反映钢绞线参与工作情况。(2)应急加固锚具使用扭矩扳手控制钢绞线张拉力的方法研究。经理论分析,钢绞线拉力与拧紧螺母所需扭矩呈线性关系,通过四组试验结果分析得出钢绞线应变与扭矩关系式。采用扭矩6N·m和15N·m两种加载方式拧紧强螺栓,6N·m加载效率明显优于15N·m。(3)对锚具工作过程中产生的预应力损失进行试验研究。对钢绞线摩擦损失公式进行理论推导和试验研究,结果表明摩擦损失随预应力水平增加而增大。对钢绞线松弛损失进行了试验研究,松弛损失在加载完成后5小时内较大占总损失的60%,20小时后钢绞线松弛基本停止,钢绞线最终松弛量约为8%。考虑钢绞线松弛损失,建议钢绞线进行1.1倍超张拉。(4)环向预应力钢绞线加固受损混凝土柱抗震性能研究。采用预应力钢绞线加固后柱的抗剪承载能力、变形性能以及耗能能力都得到了提升。与完好试件相比,加固受损试件CC-100-0.2后,抗剪承载力提高了18%,位移延性系数提高了42%,耗能能力提高了51%。与减小钢绞线间距相比,预应力度的增加对加固效果提升更为明显。