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文檔簡介

1、    預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在連續(xù)梁橋施工中的應(yīng)用    趙雪菲摘 要:預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)較普通鋼筋結(jié)構(gòu)不僅用料省,且使用性能好,但其施工工藝復(fù)雜,技術(shù)要求甚高,在一定程度上阻礙了預(yù)應(yīng)力的進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用。為簡化預(yù)應(yīng)力砼的施工工藝人們曾進(jìn)行多方面的努力,經(jīng)過近幾年的施工經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)通過試驗(yàn),將其在施工中應(yīng)注意的一些情況進(jìn)行個(gè)人總結(jié)。關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù);連續(xù)橋梁1 試驗(yàn)研究簡況1.1試驗(yàn)梁的制作第一批試驗(yàn)梁共5片,用于短期靜載試驗(yàn),其中4片為pfrc梁,余下的一片為與之比較,鋼筋砼梁(一次澆成,不作預(yù)加載處理),編號為rcl10-00.0。在pfrc先澆梁體中

2、,以高5cm,厚2-3cm的楔形木板形成預(yù)留槽口,在預(yù)加載條件下4片pf梁的純彎段及其附近區(qū)域內(nèi)每一個(gè)預(yù)留槽口的頂端都對應(yīng)有一條裂縫(其寬度<.04cm),在兩相鄰預(yù)留槽口之間未發(fā)現(xiàn)新的裂縫產(chǎn)生,表明預(yù)留槽口達(dá)到了人為控制裂縫出現(xiàn)的位置及間距的目的,對梁下緣砼表面進(jìn)行打毛后綁扎受拉翼緣構(gòu)造鋼筋(縱筋和插入式馬蹄箍筋),用高流動性普通水泥砼(坍落度10cm)灌注受拉翼緣砼,并對此砼加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、直到卸除預(yù)加載時(shí)均未發(fā)現(xiàn)后澆砼表面有收縮裂縫產(chǎn)生。1.2試驗(yàn)方法本次試驗(yàn)的目的在于考查梁通過預(yù)加載條件下二次澆筑受校邊翼緣砼的處理,是否能夠達(dá)到推遲開裂和提高梁的抗彎鋼度效果,為此開裂荷載和梁的變形成為

3、試驗(yàn)觀測的重要內(nèi)容。同時(shí)考慮到工程實(shí)踐中多數(shù)結(jié)構(gòu)都承受循環(huán)荷載的作用,故首先對每片梁進(jìn)行三次靜力循環(huán)加載試驗(yàn),借以獲取一些梁在多次重復(fù)荷載下的試驗(yàn)數(shù)據(jù),之后即對梁繼續(xù)加載至破壞。1.3梁的開裂5片試驗(yàn)梁的第一條裂縫均為彎曲裂縫。pcl10-0.0在第一靜載的第2.5級荷載下即在跨中下緣位置產(chǎn)生第一條裂縫。其寬度為0.01mm,高度為3cm,其余各梁(pfrc梁)的下翼緣在前二次靜力加載、卸載的過程中均未發(fā)現(xiàn)裂縫,第一條裂縫均在第三次加載下產(chǎn)生,其寬度為0.02-0.03mm,高度2-3cm,試驗(yàn)表明,pf梁下翼緣第一條裂縫出現(xiàn)的位置與先澆梁體預(yù)留槽口的位置并無必然的聯(lián)系。不難得到pfrc梁的抗

4、裂彎mf為:mf=my+rr1wox(1)其中:my為預(yù)加載產(chǎn)生的彎矩;r為塑性影響系數(shù);wox為扣除梁腹已裂部分的換算截面對受控邊緣的抵抗矩;r1為下緣鹼的抗拉強(qiáng)度。試驗(yàn)表明,梁的實(shí)測抗裂彎矩與按(1)式得到的計(jì)算相吻合,從而在理論和試驗(yàn)兩方面都證實(shí)了:通過預(yù)加載條件下二次澆筑受拉邊翼緣砼的處理后的梁,可以推遲受控翼緣砼的開裂至希望程度。1.4梁的撓度pcl梁在第一次靜力加載后的殘余撓度數(shù)值因故未獲得,在第二次靜載后測得殘余撓度為0.18cm(不包含第一次靜載后殘余撓度),據(jù)結(jié)構(gòu)承受靜力循環(huán)荷載的一般規(guī)律可以推知,其第一次靜載后的殘余撓度將大于0.18cm,該梁在第二次靜載時(shí)各級荷載的撓度較

5、第一次靜載時(shí)對應(yīng)的撓度值有大幅度的增加,第三次靜載的撓度亦大于第一次撓度,說明該梁的彈性恢復(fù)能力較差,此為pc梁的一大缺點(diǎn),而4根pf梁在第一次靜載后的殘余撓度均在0.10-0.08cm,第二次卸載至0后幾乎未發(fā)現(xiàn)新的殘余撓度產(chǎn)生。且三次靜載在各級荷載對應(yīng)的撓度無明顯差異,表明pf梁在下翼緣開裂前具有較強(qiáng)的彈性恢復(fù)能力,即具有常規(guī)預(yù)應(yīng)力砼梁的特點(diǎn)。2 應(yīng)注意的一些情況通過實(shí)驗(yàn),我們應(yīng)該在施工中應(yīng)注意的一些問題:2.1跨徑比一般情況下,為使邊跨正彎矩和中支點(diǎn)負(fù)彎矩大致接近的原則,以使布束更趨合理,構(gòu)造簡單,故l1/l2=0.2390.692是常見的邊、主跨的跨徑比范圍,當(dāng)l1/l20.419時(shí),

6、邊跨則需壓重,應(yīng)屬于非常規(guī)的特殊處理;大都l1/l2=0.540.58則較合理,這將有可能在邊跨懸臂端用導(dǎo)梁支承于端墩上合攏邊跨,取消落地支架。2.2梁高主跨箱梁跨中截面的高跨比h0(1/46.21/86)l2,通常為(1/541/60)l2,在箱梁根部的高跨比h1(1/151/20.6)l2,大部分為(1/18)l2左右。目前在國際上有減少主梁高跨比的趨勢,已建成的挪威stolma橋和raftsundet橋,在跨中區(qū)段采用了輕質(zhì)砼,減輕了自重,減小了主梁高跨比,其跨中h01/86·l2和1/85.1·l2,根部高度分別為h1=1/20.1·l2和1/20.6&#

7、183;l2。一般情況下,可采用2次拋物線的梁底變高曲線,但往往會在1/4·l2和1/8·l2處的底板砼應(yīng)力緊張,且在該截面附近的主拉應(yīng)力也較緊張,因而,可將2次拋物線變更為1.51.8次方的拋物線更合理。2.3頂板厚度以往通常采用28cm,近年來已趨向于減少為25cm,這顯然與箱寬和施工技術(shù)有關(guān)。2.4底板厚度以往通常采用32cm(跨中),逐漸向根部變厚,少數(shù)橋梁已開始采用28-25cm者,其厚跨比通常為(1/1401/160)l2,也有用到1/200·l2者。2.5腹板一般為40-50cm,但應(yīng)特別注意主拉應(yīng)力的控制,近年來在腹板上出現(xiàn)較多斜裂縫的病害甚多,應(yīng)

8、予謹(jǐn)慎。增加箱梁的挖空率,減輕截面的結(jié)構(gòu)自重,采用高標(biāo)號砼,采用較大噸位的預(yù)應(yīng)力鋼束,采用三向預(yù)應(yīng)力體系等,無疑都是提高設(shè)計(jì)水平,獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的重要措施,但同時(shí)又必須合理地掌握好“度”,必須確保結(jié)構(gòu)的安全度和耐久性。2.6 連續(xù)通長束不宜過長根據(jù)連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn),截面上既有正彎矩也有負(fù)彎矩,個(gè)別設(shè)計(jì)中將連續(xù)通長束順應(yīng)彎矩包絡(luò)圖僅作簡單布置是欠合理的,尤其對于較小跨徑的矮箱梁,其摩擦損失單項(xiàng)即可達(dá)4060%ók之多。建議此時(shí)可采用兩根交叉束布置,也可改用接長器接長,分成多次張拉等。但在具體設(shè)計(jì)時(shí)接長器也不宜集中在某一個(gè)斷面上,以使截面的削弱過于集中,同時(shí)也會造成施工上困難。2.7

9、普通鋼筋是預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中必須配置的材料當(dāng)砼立方體試塊受壓破壞時(shí),可以清楚地看到砼立方體試塊側(cè)向受拉破壞的形態(tài)。也即預(yù)應(yīng)力僅在某一個(gè)方向上施加了預(yù)壓應(yīng)力,而在其正交方向卻會產(chǎn)生相應(yīng)的側(cè)向拉應(yīng)力,這是預(yù)加應(yīng)力的最基本概念,必須牢固掌握,靈活應(yīng)用。因而,在預(yù)應(yīng)力砼機(jī)構(gòu)中必須配置一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋,以保證預(yù)壓應(yīng)力的可靠建立。2.8關(guān)于扁波紋管、扁錨的采用扁波紋管的采用,有利于減少構(gòu)件的截面尺寸,但必須注意如下幾點(diǎn):(1)扁波紋管的尺寸高度不宜太小,不利于飽滿灌漿。(2)扁波紋管的根數(shù)。在實(shí)際工程中常用的鋼束根數(shù)為每管內(nèi)4束或5束。其錨圈口的損失,5束應(yīng)大于4束,遠(yuǎn)較圓錨時(shí)要大,其錨固效率系數(shù)也較難保證達(dá)到95%,同時(shí)在穿束過程中也極易絞纏在一起,因而建議,每管內(nèi)3.0束合適,4.0束尚可,5.0束不妥。(3)扁錨用作橫向預(yù)應(yīng)力束合適;用作縱向受力主束欠妥,不應(yīng)采用“扁錨豎置”作為縱向受力主束(彎起),這將會使實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力嚴(yán)重不足,各股鋼束在豎置彎起的扁波紋管內(nèi)互相嵌擠,摩阻損失很大,對扁波紋管的橫向擴(kuò)張力也很大,各束受力很不均勻,延伸率無法控制,這種“扁錨豎置”方案已有多座實(shí)橋失敗,應(yīng)該禁止采用。2.9預(yù)應(yīng)力混凝土梁的正彎矩裂縫其

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