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關(guān)鍵詞 預(yù)應(yīng)力 混凝土 T梁 預(yù)應(yīng)力損失
引言
預(yù)應(yīng)力混凝土組合T型梁是一種簡(jiǎn)支T型梁結(jié)構(gòu),具有吊裝重量輕、施工簡(jiǎn)單、投入設(shè)備少等特點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件是它在承受外荷載前,以人工方法使構(gòu)件混凝土產(chǎn)生壓應(yīng)力,并能長(zhǎng)久地存在著。預(yù)應(yīng)力損失的大小影響到已建立的預(yù)應(yīng)力,當(dāng)然也影響到結(jié)構(gòu)的工作性能,因此,如何計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值,是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。引起預(yù)應(yīng)力損失的原因很多,而且許多因素相互制約、影響,精確計(jì)算十分困難。
1.工程概況
芭蕉鄉(xiāng)小河村位于恩施市芭蕉鄉(xiāng),屬恩施州水布埡水庫(kù)庫(kù)區(qū)范圍,水布埡水庫(kù)蓄水后,小河水位上漲,淹沒(méi)了跨河漫水橋,完全阻礙了小河兩岸村民的交通,清江水布埡水電站庫(kù)區(qū)交通復(fù)建恩施市小河橋及接線工程建設(shè)已勢(shì)在必行。橋址位于小河下游河段,橋址區(qū)小河河床高程381~383m。工程區(qū)位于該向斜的南西翼近核部處。區(qū)域斷裂構(gòu)造有建始-恩施斷裂及咸豐斷裂。橋位區(qū)內(nèi)構(gòu)造較簡(jiǎn)單,為一單斜構(gòu)造,橋址未發(fā)現(xiàn)斷層通過(guò)。據(jù)地表工程地質(zhì)測(cè)繪,巖層產(chǎn)狀312°∠46°橋梁全長(zhǎng)91,橋梁全寬為7米,上構(gòu)采用4-20米的裝配式后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁,橫向由3片梁組成,中梁1片,邊板2塊,梁高為1.5米。上構(gòu)采用交通部專(zhuān)家委員會(huì)編制的《公路橋梁通用圖》。橋面鋪裝層采用10-15cm厚的C50防水混凝土。橋臺(tái)采用U型橋臺(tái)、擴(kuò)大基礎(chǔ);橋墩采用雙柱式墩、樁基礎(chǔ)。墩身直徑為1.2米,樁基頂部橫系梁高度為1.2米,樁基為直徑為1.4米。
2. 預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的預(yù)應(yīng)力損失
2.1混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失
2.1.1概述
預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受到預(yù)壓力后,就會(huì)立刻產(chǎn)生一種彈性壓縮應(yīng)變,此時(shí)已與混凝土構(gòu)件共同作用的預(yù)應(yīng)力筋,會(huì)產(chǎn)生與相應(yīng)位置處混凝土一樣的壓縮應(yīng)變,因此產(chǎn)生產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失,這種應(yīng)力損失稱(chēng)為混凝土彈性壓縮損失。
3.1.2計(jì)算
后張法梁當(dāng)采用分批張拉時(shí),先張拉的鋼束由于張拉后批鋼束產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失,根據(jù)JTG D62-2004第6.2.5條規(guī)定,計(jì)算公式為:
式中:―在先張拉鋼束重心處,由后張拉各批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力,可按下式計(jì)算:
其中:,―分別為鋼束錨固時(shí)預(yù)加的縱向力和彎矩,
―計(jì)算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離,
本設(shè)計(jì)采用逐根張拉,張拉順序?yàn)镹4,N3,N2,1N。計(jì)算時(shí)從最后張拉
的一束逐步向前推進(jìn)。
2.2混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失
2.2.1概述
混凝土的收縮是指混凝土體內(nèi)水泥凝膠體中游離水蒸發(fā)而使本身體積縮小的一種物理化學(xué)現(xiàn)象,它是一種不依賴(lài)于荷載而與時(shí)間、氣候等因素有關(guān)的干燥變形?;炷恋氖湛s應(yīng)變值超過(guò)其軸心受拉峰值應(yīng)變()的 3~5 倍,成為其內(nèi)部微裂縫和外表宏觀裂縫發(fā)展的主要原因?;炷恋男熳兪侵冈诔掷m(xù)荷載作用下,混凝土結(jié)構(gòu)變形將隨時(shí)間增長(zhǎng)而不斷增加的現(xiàn)象。徐變?cè)诩虞d初期發(fā)展較快,而后逐漸減慢,其延續(xù)時(shí)間可達(dá)數(shù)十年。混凝土結(jié)構(gòu)在受拉、受壓、受彎時(shí)都會(huì)產(chǎn)生徐變,并且最終趨于收斂的極限徐變變形一般要比瞬時(shí)彈性變形大 1~3 倍。因此,在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失是引起橋梁預(yù)應(yīng)力損失的一個(gè)重要原因。
2.2.2計(jì)算
按JTG D62-2004第6.2.7條規(guī)定,由混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失可按下式計(jì)算:
式中:―全部鋼束重心處由混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失值;
―鋼束錨固時(shí),全部鋼束重心處重心處由預(yù)加應(yīng)力(扣除相應(yīng)階段的應(yīng)力損失)產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力,并根據(jù)張拉受力情況,考慮主梁重力影響;
―配筋率,;
―本設(shè)計(jì)為鋼束錨固時(shí)相應(yīng)的凈截面面積;
―本設(shè)計(jì)即為鋼束群重心至截面凈軸的距離;
―截面回轉(zhuǎn)半徑,本設(shè)計(jì)為;
―加載齡期為、計(jì)算齡期為時(shí)的混凝土徐變系數(shù);
―加載齡期為、計(jì)算齡期為時(shí)的收縮系數(shù);
(1) 徐變系數(shù)終極值和收縮應(yīng)變終極值的計(jì)算
構(gòu)件理論厚度計(jì)算公式為:
式中:―主梁混凝土截面面積;
―與大氣接觸的截面周邊長(zhǎng)度。
本設(shè)計(jì)考慮混凝土收縮和徐變大部分在成橋之前完成,和均采用預(yù)制梁的數(shù)據(jù)。對(duì)于混凝土毛截面,四分點(diǎn)和跨中截面上述數(shù)據(jù)完全相同,即:
故: cm
設(shè)混凝土收縮和徐變?cè)谝巴庖话銞l件(相對(duì)濕度為75%)下完成,受荷時(shí)混凝土加載齡期為20d。
按上述條件,查JTG D62-2004表6.2.7得到=1.85,
(2) 計(jì)算
預(yù)加力:kN
鋼筋重心處混凝土應(yīng)力:
MPa
,
收縮、徐變應(yīng)力損失終極值:
MPa
2.3 混凝土彈性壓縮所引起的預(yù)應(yīng)力損失
先張法構(gòu)件的鋼束張拉,與對(duì)混凝土施加預(yù)加壓力時(shí),是先后完全分開(kāi)的兩個(gè)工序,當(dāng)鋼筋束被松弛,混凝土所產(chǎn)生的全部彈性壓縮應(yīng)變,將引起筋束的預(yù)應(yīng)力損失。
2.4張拉控制應(yīng)力引起的預(yù)應(yīng)力損失
張拉控制應(yīng)力的取值,直接影響預(yù)應(yīng)力混凝土的使用效果。假如張拉控制應(yīng)力取值過(guò)低,則預(yù)應(yīng)力鋼筋經(jīng)過(guò)幾種損失后對(duì)混凝土產(chǎn)生的預(yù)壓力過(guò)小,不能有效提高預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂度和剛度。
2.5鋼筋松弛(變形)引起的預(yù)應(yīng)力損失
鋼筋在持久不變的應(yīng)力作用下,會(huì)產(chǎn)生隨持續(xù)加荷時(shí)間延長(zhǎng)而增加的徐變變形;鋼筋在一定拉應(yīng)力值下,將其長(zhǎng)度固定不變,則鋼筋中的應(yīng)力將隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低,詞現(xiàn)象稱(chēng)為鋼筋的松弛。鋼筋初拉應(yīng)力越高,其應(yīng)力松弛越厲害。鋼筋松弛量的大小主要與鋼筋的品質(zhì)有關(guān),熱扎鋼筋的松弛小于碳素鋼絲的松弛。鋼筋松弛與時(shí)間以及溫度有關(guān),初期發(fā)展最快,以后漸趨穩(wěn)定,且隨溫度升高而增加。
2.6預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道間壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失
摩擦主要有兩種:彎道引起的摩擦力和管道偏差引起的摩擦力。張拉曲線鋼筋時(shí),由于預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔壁之間的法向正應(yīng)力引起摩擦阻力;預(yù)留孔道施工中某些發(fā)生凹凸不平,偏離設(shè)計(jì)位置,張拉鋼筋時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間產(chǎn)生法向正應(yīng)力引起摩阻力。會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失。
2.7熱養(yǎng)護(hù)損失
為縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期,常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)加快混凝土的凝結(jié)硬化?;炷良訜狃B(yǎng)護(hù)時(shí),受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起預(yù)應(yīng)力損失。
升溫時(shí),新澆混凝土尚未結(jié)硬,鋼筋受熱膨脹,但張拉預(yù)應(yīng)力筋的臺(tái)座是固定不動(dòng)的,亦即鋼筋長(zhǎng)度不變,因此預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)力隨溫度的增高而降低,產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失sl3。降溫時(shí),混凝土達(dá)到了一定的強(qiáng)度,與預(yù)應(yīng)力筋之間已具有粘結(jié)作用,兩者共同回縮,已產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失sl3無(wú)法恢復(fù)。
設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后,預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座的溫差為Δt ℃,取鋼筋的溫度膨脹系數(shù)為1×10-5/℃,則有,
減少此項(xiàng)損失的措施:采用兩次升溫,先常溫養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定等級(jí),然后再升溫;鋼模上張拉。
2.5預(yù)應(yīng)力損失的組合
預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件從預(yù)加應(yīng)力開(kāi)始即需要進(jìn)行計(jì)算,而預(yù)應(yīng)力損失是分批發(fā)生的。因此,應(yīng)根據(jù)計(jì)算需要,考慮相應(yīng)階段所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。
⑴混凝土預(yù)壓前完成的損失slI;
⑵混凝土預(yù)壓后完成的損失slII。
根據(jù)上述預(yù)應(yīng)力損失發(fā)生時(shí)間先后關(guān)系,具體組合見(jiàn)表。
結(jié)語(yǔ)
由于最終穩(wěn)定后的應(yīng)力值才對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生實(shí)際的預(yù)應(yīng)力效果。因此,預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。預(yù)應(yīng)力損失的大小影響建立的有效預(yù)應(yīng)力的大小,過(guò)高或過(guò)低估計(jì)預(yù)應(yīng)力損失,都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的使用性能產(chǎn)生不利影響,進(jìn)而影響整個(gè)構(gòu)件乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)的性能。除混凝土原因產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失以外,錨固損失、摩擦損失、松弛損失都對(duì)預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生一定的影響。在今后的橋梁建設(shè)中,還要不斷的注重對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的研究,保證橋梁施工安全以及質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】:預(yù)應(yīng)力混凝土梁;預(yù)應(yīng)力張拉;質(zhì)量控制
【 Abstract 】 : Through analysing the quality defects appearing in the construction of prestressed concrete beams, this paper puts foreward the corresponding control measures.
【 Keywords 】 : prestressed concrete beam; prestressed tension; quality control
中圖分類(lèi)號(hào):TU377 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土雖增加了施工難度,但它節(jié)省材料、自重輕,減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力,安全可靠,便于安裝。預(yù)應(yīng)力混凝土梁的施工技術(shù)在全國(guó)各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但預(yù)應(yīng)力施工工藝相對(duì)較復(fù)雜,專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)。在施工中,隊(duì)伍水平不高、經(jīng)驗(yàn)少、方案欠妥,引發(fā)一系列質(zhì)量問(wèn)題,影響預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量。
1、后張法預(yù)應(yīng)力梁張拉過(guò)程出現(xiàn)縱向裂縫的原因及控制措施
1.1缺陷及原因
后張法梁在張拉過(guò)程中,梁端會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫,有的甚至在張拉時(shí)發(fā)生梁端底板混凝土壓裂破碎的現(xiàn)象。其原因,一是設(shè)計(jì)上對(duì)張拉時(shí)梁端混凝土局部應(yīng)力集中考慮不周;二是張拉時(shí)張拉順序不當(dāng),張拉速度過(guò)快;三是梁體混凝土質(zhì)量低劣或張拉時(shí)間過(guò)早,以及錨墊板附近的混凝土不密實(shí),導(dǎo)致梁端混凝土在張拉后出現(xiàn)破裂。
1.2控制措施
(1)預(yù)應(yīng)力的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí),宜采用分次、逐級(jí)對(duì)稱(chēng)張拉、均勻加載,不宜過(guò)快;以盡可能減小張拉過(guò)程出現(xiàn)局部應(yīng)力集中。
(2)嚴(yán)格梁混凝土澆筑時(shí)的施工控制,確保梁混凝土澆筑質(zhì)量,特別要加強(qiáng)對(duì)錨墊板后的混凝土振搗。張拉前,應(yīng)對(duì)梁體進(jìn)行檢驗(yàn),是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求;張拉時(shí),混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求;設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí),應(yīng)不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的95%為宜。
(3)梁端布筋設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮張拉時(shí)產(chǎn)生的局部應(yīng)力集中,增加橫向分布鋼筋數(shù)量和適當(dāng)增加封錨端和梁端混凝土的幾何尺寸。
2、梁體產(chǎn)生側(cè)向扭曲的原因與控制措施
2.1原因
“工”字梁(T梁)膠板厚度一般僅為18cm~30cm,,馬蹄寬度約為40~60 cm,馬蹄部位預(yù)應(yīng)力筋一般上下布置兩排,每排水平布置兩孔;第一孔張拉時(shí),張拉側(cè)向施加了順應(yīng)力而受壓,另一側(cè)梁體必然受拉,如果張拉時(shí)采取一次張拉到位,則容易導(dǎo)致梁體側(cè)向扭曲。
2.2控制措施
宜采用分次逐級(jí)對(duì)稱(chēng)張拉,第一次張拉時(shí),逐孔預(yù)應(yīng)力施加至50%的張拉控制應(yīng)力,左右側(cè)對(duì)角線孔交叉進(jìn)行;第二次張拉時(shí)按第一次張拉順序逐孔張拉到80%;第三次張拉時(shí)按前二次張拉順序逐孔張拉到100%,這種方法能有效地解決梁體側(cè)向扭曲問(wèn)題。
3.梁體張拉后梁端底部混凝土破碎的原因及控制措施
3.1原因
梁體張拉后,梁體因預(yù)應(yīng)力的作用產(chǎn)生反拱,梁端底部一方面承受因梁體反拱而產(chǎn)生的水平摩擦力,一方面承受梁體的全部自重,導(dǎo)致梁端混凝土在壓應(yīng)力作用下破碎。
3.2措施
第一種方法可以在梁體預(yù)制的底模端部設(shè)置一塊長(zhǎng)約1米,厚約2-3厘米的橡膠板(頂面與底模齊平),梁體張拉后,橡膠板受壓變形,受壓面積增大,梁端混凝土承受的集中壓應(yīng)力隨之減小,梁端底部混凝土完整不破碎;第二種方法是梁體預(yù)制時(shí)在梁端底部設(shè)置梁長(zhǎng)方向約20厘米,豎向約10厘米的鋼護(hù)角,有效地增大了張拉后梁端底部的受壓面積,避免梁體碎裂。
4、預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大的原因及控制措施
4.1原因
引起預(yù)應(yīng)力損失的原因是多方面的,預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失;錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起預(yù)應(yīng)力損失;鋼筋與臺(tái)座間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失;混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失;鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失;混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失等。由于一些施工行為不夠規(guī)范,致使實(shí)際工況與原設(shè)計(jì)估算應(yīng)力損失不完全相符,導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)力損失大于原估算值。另外,管道安裝時(shí)控制不嚴(yán),偏差較大或漏漿引起應(yīng)力損失超過(guò)原估算值。還有因預(yù)制場(chǎng)設(shè)置較小,過(guò)早張拉,隨著齡期的增加引起的預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大等。
4.2 控制措施
加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力材料檢驗(yàn)和各工序的質(zhì)量控制,嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范組織施工,避免因預(yù)應(yīng)力材料不合格或施工行為不規(guī)范而造成預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大。梁體張拉前,核對(duì)齡期,檢測(cè)強(qiáng)度,避免過(guò)早張拉,使得預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大。
關(guān)鍵詞::預(yù)應(yīng)力混凝土;;設(shè)計(jì)方法;工程應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
在普通鋼筋混凝土受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件中,一般都存在混凝土的受拉區(qū),而混凝土本身的抗拉強(qiáng)度及極限拉應(yīng)變卻很小(混凝土抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度1/10,抗拉極限應(yīng)變約為極限壓應(yīng)變的1/12),其極限拉應(yīng)變約為(0.1一0.15)xl0-3,因此,對(duì)使用中不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,受拉鋼筋的應(yīng)力僅為20-30N/mn2;對(duì)于允許開(kāi)裂的構(gòu)件,當(dāng)裂縫寬度限制在0.2~0.3mm時(shí),受拉鋼筋的應(yīng)力也只能在250 N/mn2左右。所以,如果采用高強(qiáng)度的鋼筋,在使用階段鋼筋達(dá)到屈服時(shí)其拉應(yīng)變很大,約在2x10-3以上,與混凝土極限拉應(yīng)變相差懸殊,裂縫寬度將很大,無(wú)法滿足使用要求。因而在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)度鋼筋是不能充分發(fā)揮作用的。由于無(wú)法充分利用高強(qiáng)度鋼材和高強(qiáng)度等級(jí)混凝土,使普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用于大跨度或承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)成為不可能或很不經(jīng)濟(jì)。另外,對(duì)于處于高濕度或侵蝕性環(huán)境中的構(gòu)件,為了滿足變形和裂縫控制的要求,則須增加構(gòu)件的截面尺寸和用鋼量,將導(dǎo)致自重過(guò)大,也不很經(jīng)濟(jì),甚至無(wú)法建造。由此可見(jiàn),在普通鋼筋混凝土構(gòu)件中,高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋是不能充分發(fā)揮作用的。
為了充分利用高強(qiáng)混凝土及鋼筋,可以在混凝土構(gòu)件的受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)力,造成人為的壓應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí),首先要抵消混凝土的預(yù)壓應(yīng)力,然后隨著荷載的增加,混凝土才受拉并隨著荷載繼續(xù)增加而出現(xiàn)裂縫,因而可推遲裂縫的出現(xiàn),減小裂縫的寬度,滿足使用要求。這種在構(gòu)件受荷前預(yù)先對(duì)混凝土受拉區(qū)施加壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為“預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)”。將預(yù)應(yīng)力原理用于混凝土的實(shí)踐始于十九世紀(jì)八十年代,但由于當(dāng)時(shí)對(duì)混凝土和鋼筋在應(yīng)力狀態(tài)下的性能缺少認(rèn)識(shí),施加的預(yù)應(yīng)力太小,效果不是很明顯,所以都沒(méi)能得到推廣應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)入實(shí)用階段與法國(guó)工程師弗雷西奈(Freyssinet)的貢獻(xiàn)是分不開(kāi)的。他在對(duì)混凝土和鋼材性能進(jìn)行大量研究和總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,考慮到混凝土收縮和徐變產(chǎn)生的損失,于1928年指出了預(yù)應(yīng)力混凝土必須采用高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土。弗氏這一論斷是預(yù)應(yīng)力混凝土在理論上的關(guān)鍵性突破,從此,對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土的認(rèn)識(shí)開(kāi)始進(jìn)入新的階段。預(yù)應(yīng)力混凝土的大量推廣,開(kāi)始于第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的1945年。當(dāng)時(shí)西歐由于戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)工業(yè)、交通、城市建設(shè)造成的大量破壞,急待恢復(fù)或重建,而鋼材供應(yīng)異常緊張,一些原來(lái)用鋼結(jié)構(gòu)的工程紛紛采用改用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)代替,幾年之內(nèi)西歐和東歐各國(guó)都取得了蓬勃地發(fā)展。其應(yīng)用的范圍,開(kāi)始是橋梁和工業(yè)廠房,后來(lái)擴(kuò)大到土木建筑工程的各個(gè)領(lǐng)域。70年代后預(yù)應(yīng)力混凝土更是在土建結(jié)構(gòu)的各個(gè)領(lǐng)域扮演著重要的角色?;炷潦且环N抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度低的脆性結(jié)構(gòu)材料,它的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度要低很多。因此,素混凝土只適用于抗壓而不適用于抗拉、抗彎的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。但如對(duì)混凝土構(gòu)件的受拉部分預(yù)先施加壓應(yīng)力,用預(yù)壓應(yīng)力以抵消外荷作用下所產(chǎn)生的拉應(yīng)力,就可以克服混凝土抗拉強(qiáng)度過(guò)低的缺點(diǎn)。
預(yù)應(yīng)力混凝土能發(fā)展到當(dāng)前這樣高度的水平,是由于過(guò)去一個(gè)世紀(jì)以來(lái)無(wú)數(shù)工程師和科學(xué)家繼續(xù)不斷鉆研和實(shí)踐的結(jié)果?;仡櫄v史,預(yù)應(yīng)力混凝土的概念幾乎是與鋼筋混凝土的概念同時(shí)產(chǎn)生的,無(wú)論采用鋼筋還是施加預(yù)應(yīng)力,其目的都是為了加強(qiáng)混凝土的抗拉能力以彌補(bǔ)抗拉強(qiáng)度過(guò)低的缺點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是上個(gè)世紀(jì)土木工程界的一項(xiàng)重大發(fā)明之一,它具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性能,在房屋建筑、橋梁及水利等各種土木工程中都得到了廣泛的應(yīng)用。盡管預(yù)應(yīng)力混凝土的概念在19世紀(jì)后期就提出了,但直到1928年,法國(guó)工程師弗萊西奈(Freyssient)發(fā)現(xiàn)了由于混凝土的收縮徐變引起過(guò)大的預(yù)應(yīng)力損失后,采用高強(qiáng)度鋼絲作為預(yù)應(yīng)力筋,預(yù)加應(yīng)力才一得以保證。自此預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期。特別是進(jìn)入上世紀(jì)80年代中后期以來(lái),經(jīng)過(guò)各國(guó)學(xué)者和工程師的努力,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的性能研究、計(jì)算理論、設(shè)計(jì)方法及工程實(shí)踐取得了長(zhǎng)足發(fā)展。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):
(l)克服了混凝土抗拉能力低的缺點(diǎn),提高了構(gòu)件的抗裂性和剛度,減小了構(gòu)件在使用荷載作用下裂縫和變形的發(fā)展,有效改善了構(gòu)件的使用性能,增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的耐久性。
(2)可以節(jié)約材料、減輕結(jié)構(gòu)的自重并減小所受到的地震作用。
(3)提高了構(gòu)件的抗剪能力??v向預(yù)應(yīng)力及彎起預(yù)應(yīng)力筋的豎向分力可使荷載作用下構(gòu)件的主拉應(yīng)力減小,從而提高了斜截面的抗裂性。
(4)提高了構(gòu)件的耐疲勞性能。預(yù)應(yīng)力作用可降低鋼筋中應(yīng)力循環(huán)幅度,而混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞破壞一般是由鋼筋的疲勞所控制的。
(5)預(yù)加應(yīng)力的方法更有利于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的推廣。通過(guò)預(yù)應(yīng)力筋還可將預(yù)制構(gòu)件拼裝成整體構(gòu)件,形成大型預(yù)制整體預(yù)應(yīng)力建筑。
(6)可以解決其他結(jié)構(gòu)材料難以解決的技術(shù)問(wèn)題,建造各種大型、大跨、重載、高聳的土木工程。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是使高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土能動(dòng)地結(jié)合在一起的高效的工程結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)外大量的土木工程實(shí)踐己充分證明了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)代工程建設(shè)中一種不可替代的重要結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用,不只是簡(jiǎn)單的節(jié)省了鋼材和鋼筋混凝土,還解決了很多使用其他結(jié)構(gòu)材料難以解決的工程問(wèn)題。大力開(kāi)發(fā)和推廣高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),對(duì)改善結(jié)構(gòu)的使用性能,節(jié)約鋼材和資源,具有極其重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
在建筑工程中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)是建造大跨度公共建筑、大型會(huì)議展覽中心及大開(kāi)間住宅的重要技術(shù),也是高層、超高層建筑和承受特重荷載的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)??傊?,預(yù)應(yīng)力技術(shù)在解決大、高、重、新建筑工程的設(shè)計(jì)和建造難題中將繼續(xù)發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
在橋梁和隧道工程中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用更為廣闊。不論是超大跨的懸索橋(1000m以上,甚至達(dá)2000m)、特大跨的斜拉橋(500~1000m),還是大中跨度的系桿拱橋(
參考文獻(xiàn):
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裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)普遍會(huì)遇到的現(xiàn)象,一類(lèi)是由外荷載引起的裂縫,也稱(chēng)結(jié)構(gòu)性裂縫,表示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴(yán)重問(wèn)題;另一類(lèi)裂縫是由變形引起的,也稱(chēng)非結(jié)構(gòu)性裂縫,指變形得不到滿足,在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力,當(dāng)該自應(yīng)力超過(guò)混凝土允許應(yīng)力時(shí),引起混凝土開(kāi)裂。在上述兩類(lèi)裂縫中,變形裂縫約占80%.引起該類(lèi)裂縫的原因主要有:
(1)混凝土澆注后處于塑性階段,由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生裂縫。
(2)混凝土凝固過(guò)程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。
(3)由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫,結(jié)構(gòu)隨著溫度古變化受到約束時(shí),在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)混凝土抗裂強(qiáng)度,混凝土便開(kāi)裂,即產(chǎn)生溫度裂縫。
(4)施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫。從裂縫情況看,裂縫分布部位,裂縫方向、出現(xiàn)時(shí)間具有一定的規(guī)律性。裂縫分布在跨中處,只有腹板開(kāi)裂,且兩面對(duì)稱(chēng),時(shí)間一般為拆模后兩天左右。如果施工方案合理,施工工藝符合質(zhì)量控制要求,混凝土配合比、坍落度滿足要求,而現(xiàn)場(chǎng)地施工溫度高達(dá)25℃以上,那么裂縫的主要原因是因溫度應(yīng)力引起的。溫度應(yīng)力包括內(nèi)約束應(yīng)力和外約束應(yīng)力。內(nèi)約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部某一構(gòu)件單元,在非線形溫差作用下纖維間溫度不同,引起的應(yīng)變不同而受到約束引起的應(yīng)力;外約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件因溫度不同產(chǎn)生變形受到的約束后結(jié)構(gòu)外部超靜定約束,無(wú)法實(shí)現(xiàn)自用變形引起的應(yīng)力。
二、防止裂縫產(chǎn)生及措施:
1、由混凝土質(zhì)量引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,可以通過(guò)以下措施防止:控制及改善水灰比,減少砂率,增加骨料用量,嚴(yán)格控制坍落度,混凝土凝固時(shí)間不宜過(guò)短,下料不宜過(guò)快,高溫季節(jié)注意采取緩凝措施,避免水分劇烈蒸發(fā),混凝土振搗密實(shí),改善現(xiàn)場(chǎng)混凝土的施工工藝,同時(shí)注意混凝土的施工防雨、養(yǎng)護(hù)及保溫工作。一旦裂縫出現(xiàn),可以用環(huán)氧樹(shù)脂配固化劑、丙酮以1:05:0.25的比例配合進(jìn)行修補(bǔ),將裂縫周?chē)?厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷毛吹凈,用酒精清洗后,再用丙酮擦洗一次,在涂環(huán)氧樹(shù)脂,貼玻璃布,以后再涂一層環(huán)氧樹(shù)脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純鹼水煮沸脫脂,用清水沖洗干凈并烘干。這種封閉處理,能保證日后運(yùn)營(yíng)過(guò)程中梁體內(nèi)鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。
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2、由溫度應(yīng)力引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,可以通過(guò)配置足夠的溫度應(yīng)力鋼筋、增加結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備等措施來(lái)防止裂縫的產(chǎn)生(在腹板加縱向鋼筋);同時(shí)在施工時(shí),應(yīng)盡量選擇溫度低的時(shí)間澆注后半天(利用早、晚進(jìn)行施工)、熱天澆注混凝土?xí)r,應(yīng)降低水溫拌制,選用水化熱小和收縮小的水泥灰比,合理使用減水劑,加強(qiáng)振搗以減少水化熱,
3、在施工中對(duì)38米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫的控制方案和已出現(xiàn)裂縫的處理辦法是:——裂縫的控制方案:
A:在腹板處兩面對(duì)稱(chēng)增加通長(zhǎng)縱向應(yīng)力鋼筋,根數(shù)為原設(shè)計(jì)的一倍。
B:控制好混凝土的澆注時(shí)間和澆注時(shí)的溫度,安排在早、晚或溫度低的時(shí)候進(jìn)行混凝土澆注。
C:及時(shí)掩護(hù),并用塑料布進(jìn)行覆蓋,經(jīng)常保持混凝土濕潤(rùn)。
D:及時(shí)拆模、及時(shí)張拉。當(dāng)混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度時(shí)就即使拆模,當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度時(shí)就及時(shí)張拉壓漿?!芽p的處置措施:用環(huán)氧樹(shù)脂配固化劑、丙酮以1:0.5:0.25的配合比進(jìn)行修補(bǔ)。將裂縫周?chē)?厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷干凈,用酒精清洗后,再用丙酮擦洗一次,再涂環(huán)氧樹(shù)脂,貼玻璃布,之后再涂一層環(huán)氧樹(shù)脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純鹼水煮沸脫脂,能保證日后運(yùn)營(yíng)過(guò)程中梁體內(nèi)的鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。通過(guò)以上的控制方案和防處治措施,在以后的T梁預(yù)制過(guò)程中再?zèng)]有出現(xiàn)裂縫,并通過(guò)對(duì)裂縫的處治也不影響梁體的正常使用。
關(guān)鍵詞:混凝土 鋼材 施工工藝 抗震性能
引言
預(yù)應(yīng)力混凝土是在第二次世界大戰(zhàn)后迫切要求恢復(fù)戰(zhàn)爭(zhēng)創(chuàng)傷,從西歐迅速發(fā)展起來(lái)的。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),從理論,材料,工藝到土建工程中的應(yīng)用,都取得了巨大的發(fā)展。尤其是隨著部分預(yù)應(yīng)力概念的逐步成熟,突破了混凝土不能受拉與開(kāi)裂的約束,大大擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍。目前預(yù)應(yīng)力混凝土已成為國(guó)內(nèi)外土建工程最主要的一種結(jié)構(gòu)材料,而且預(yù)應(yīng)力技術(shù)已擴(kuò)大應(yīng)用到型鋼,磚,石,木等各種結(jié)構(gòu)材料,并用以處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),施工中用常規(guī)技術(shù)難以解決的各種疑難問(wèn)題。我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土的起步比西歐大約晚10年,但發(fā)展迅速,應(yīng)用數(shù)量龐大。我國(guó)近年來(lái)在土木工程投資方面,建設(shè)規(guī)模方面均居世界前列。在混凝土工程技術(shù),預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用方面取得了巨大進(jìn)步。近來(lái)二三十年來(lái),我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁發(fā)展很快,無(wú)論在橋型,跨度以及施工方法與技術(shù)方面都有突破性發(fā)展,不少預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的修建技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。本文著重從其組成材料和特性上探討預(yù)應(yīng)力混凝土發(fā)展現(xiàn)狀及前景。
一、混凝土的材料組成
從我國(guó)已建成的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁來(lái)看,大多都采用40~50混凝土,進(jìn)而采用減水劑等添加劑制備塑性混凝土,并發(fā)展了泵送混凝土工藝。隨著橋梁跨度的增加,為減少橋梁結(jié)構(gòu)的自重,混凝土逐漸向高強(qiáng),輕質(zhì)方向發(fā)展。日本早在70年代采用80混凝土修建了幾座跨徑為45的簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋,德國(guó)在主跨136的富林格爾橋上采用了輕質(zhì)混凝土。我國(guó)目前在高強(qiáng),輕質(zhì)混凝土方面已經(jīng)有所成就。如建設(shè)中的重慶大佛寺長(zhǎng)江大橋,是一座主跨450米的雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋。由重慶大佛寺長(zhǎng)江大橋試驗(yàn)忠心研制成功的60微硅粉高強(qiáng)混凝土首次在該橋主梁澆注使用。作為混凝土的改性材料,微硅粉高強(qiáng)混凝土具有易澆注,整體密實(shí),長(zhǎng)期穩(wěn)定及強(qiáng)度高等特點(diǎn),可提高建筑的內(nèi)在質(zhì)量,在橋梁建筑市場(chǎng)上具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
二、橋梁施工中鋼材的應(yīng)用
目前使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要有高強(qiáng)鋼絲,鋼絞線及高強(qiáng)度粗鋼筋三大類(lèi)。橋梁上使用的預(yù)應(yīng)力鋼材一直在朝著高強(qiáng)度,低松弛,大直徑的方向發(fā)展。80年代中期以前,我國(guó)的預(yù)應(yīng)力鋼材的性能比國(guó)際上落后較多,近20年差距逐漸縮小。預(yù)應(yīng)力鋼材的生產(chǎn)過(guò)程由于工廠的不斷改進(jìn)而成為性能更好,更經(jīng)濟(jì)的材料。為提高效率,近年來(lái),材料強(qiáng)度有所增加,但在某些情況下,強(qiáng)度的增長(zhǎng)是以降低材料的延性與韌性為代價(jià)的。強(qiáng)度較高的預(yù)應(yīng)力鋼材,有時(shí)會(huì)增加氫的應(yīng)力腐蝕的危險(xiǎn)。這些不利的特性應(yīng)予以重視。新型材料如纖維增強(qiáng)塑料,過(guò)去主要用于航天和航空工業(yè),現(xiàn)已進(jìn)入建筑工業(yè)。采用這些材料主要由于下列優(yōu)點(diǎn):在各種環(huán)境下具有耐久和抗腐蝕的特性,重量輕,高強(qiáng)度和無(wú)磁性等性能。纖維增強(qiáng)塑料可用作預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力材料。這些材料具有線彈性的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,直到拉斷。它們的性能與鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼材性能不同,還需要采用新的設(shè)計(jì)方法。自從1939年法國(guó)首創(chuàng)式體系與比利時(shí)首創(chuàng)體系后,預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從先張到后張的進(jìn)步,為各種大跨預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的發(fā)展開(kāi)辟了道路。預(yù)應(yīng)力錨具與所錨固的預(yù)應(yīng)力筋相對(duì)應(yīng),分為粗鋼筋錨具,鋼絲束錨具及鋼絞線錨具3類(lèi)。近年來(lái)用于鋼絞線錨固的群錨體系,被廣泛采用。隨著質(zhì)量地不斷提高,其錨固性能也越來(lái)越好。使用時(shí)可根據(jù)需要由多根鋼絞線組成一束,整束張拉,國(guó)內(nèi)目前已發(fā)展到1200。大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束的采用大大簡(jiǎn)化了后張拉工藝。對(duì)于采用懸澆施工的橋梁,每一循環(huán)預(yù)應(yīng)力束數(shù)可大大減少,且通過(guò)預(yù)應(yīng)力束平彎使錨點(diǎn)位置在斷面上的布置固定,大大節(jié)省了穿束,張拉,壓漿等工序所用的時(shí)間,從而加快施工進(jìn)度。另外采用大噸位預(yù)應(yīng)力束,布束容易,經(jīng)合理選擇后可以做到因不易布束而加大結(jié)構(gòu)尺寸,造成材料浪費(fèi),可減少繁雜的錨固齒塊,便于簡(jiǎn)化模板,加快工期。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是指帶防銹涂層的后張預(yù)應(yīng)力筋,施工時(shí)這種預(yù)應(yīng)力筋可以和普通鋼筋一樣直接安裝在模板中。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋無(wú)需預(yù)留孔道,后期穿束,壓漿等工序并可節(jié)省材料,加快施工進(jìn)度。因此具有施工簡(jiǎn)便,施工效率高等優(yōu)點(diǎn)。但其強(qiáng)度和剛度與相應(yīng)的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋相比稍低。從耐久性能看,應(yīng)對(duì)其防銹及認(rèn)真處理錨具封端。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋由于壓漿工藝問(wèn)題也存在耐久性問(wèn)題,預(yù)應(yīng)力管道壓漿往往存在壓漿不滿或不密實(shí)等問(wèn)題,由此可能導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力筋銹蝕問(wèn)題不容忽視。在我國(guó)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在大跨徑橋梁上的應(yīng)用正日益增加。無(wú)粘結(jié)筋因其自身的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)越來(lái)越受到重視,但關(guān)于其強(qiáng)度和耐久性問(wèn)題仍然需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究,不斷完善。體外索在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的使用是近來(lái)建筑工業(yè)發(fā)展的方向之一。用體外預(yù)應(yīng)力的方式修建混凝土橋梁在國(guó)際上已有近90年的歷史。但早期因防腐工藝不完善,造價(jià)高等原因,取得的效果并不理想。但自80年代以來(lái),由于技術(shù)的進(jìn)步,體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)幾經(jīng)改進(jìn)后,日趨完善,其應(yīng)用也越來(lái)越多。從預(yù)加應(yīng)力方式來(lái)看,它把絕大部分的預(yù)應(yīng)力鋼束布置在混凝土截面外,通過(guò)錨固端和變向裝置來(lái)傳遞預(yù)加應(yīng)力。該方法不但可以應(yīng)用于新建結(jié)構(gòu),還可以用來(lái)加固原有結(jié)構(gòu)。在預(yù)應(yīng)力使用早期,體外預(yù)應(yīng)力筋已被應(yīng)用于橋梁建設(shè),不過(guò),由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的制約,這種方法在20世紀(jì)50年代幾乎被人們放棄了。抗腐蝕(纖維增強(qiáng)塑料)索,高性能鋼索以及體外索防護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展,為體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的再次興起提供了有利的條件。使用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的橋梁工程具有以下優(yōu)點(diǎn):1)由于板內(nèi)沒(méi)有安裝管道,減小了板的厚度,從而減輕了橋梁的重量;2)預(yù)應(yīng)力索安裝簡(jiǎn)便;3)易于檢查預(yù)應(yīng)力索,有利于索的養(yǎng)護(hù);4)預(yù)應(yīng)力索的替換或者再次張拉成為可能;5)大大地縮短施工工期,特別是使用預(yù)制分段拼裝方法施工的橋梁。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)廣泛應(yīng)用于混凝土橋梁建設(shè)中。并已被用于高速公路和高架鐵路分段預(yù)制橋梁建設(shè)。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)另一個(gè)極具潛力的用途是對(duì)原有混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固與修復(fù)。近年來(lái),該技術(shù)已應(yīng)用于許多新型結(jié)構(gòu)中,其中包括:在大偏心結(jié)構(gòu)設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力索以提高結(jié)構(gòu)的受力性能,可以被應(yīng)用于由混凝土翼緣與波形鋼腹板構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)之中,高性能輕質(zhì)材料的使用減輕了結(jié)構(gòu)的自重。
三、優(yōu)化橋梁施工工藝
預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展與施工技術(shù)的發(fā)展是密不可分的,施工技術(shù)水平直接影響橋梁的跨徑,線型,截面形式等。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在初期大多采用滿布支架法施工,其跨度一般在40以?xún)?nèi),且施工周期長(zhǎng),施工用料多。60年代預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁引入懸臂施工法以后,預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋得以迅速發(fā)展,其跨越能力達(dá)200以上,適用范圍也不斷擴(kuò)大。懸臂拼裝法將大跨橋梁化整為零,施工簡(jiǎn)便,拼裝工期短,速度快,特別對(duì)于多跨長(zhǎng)聯(lián)橋(跨度在100以?xún)?nèi))是一種效率高而且經(jīng)濟(jì)的施工方法。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的施工方法還有頂推法,移動(dòng)模架法,逐孔架設(shè)法等。近年來(lái)由烏克蘭的工程師發(fā)明的新型預(yù)應(yīng)力技術(shù)是介于先張拉法和后張拉法之間的工藝。它是在澆搗混凝土尚未凝固的時(shí)候施加預(yù)應(yīng)力,混凝土在壓力的情況下固結(jié)。施加這種預(yù)應(yīng)力需要用特殊的可滑動(dòng)的模板及能把壓力傳給混凝土的裝置。它可使同樣配筋率情況下梁的承載力提高25-34%,柱的承載力提高75%,抗裂度不變。該方法已在重達(dá)30噸的橋梁結(jié)構(gòu)中使用。
四、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗震問(wèn)題
當(dāng)前國(guó)際混凝土結(jié)構(gòu)工程界對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗震問(wèn)題給予了重視。日本在1995年神戶(hù)大阪地震之后,結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)(包括預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu))在地震中的實(shí)際表現(xiàn)進(jìn)行了調(diào)查并作了大量研究工作,其它國(guó)家也作了不少研究工作。研究表明預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在地震區(qū)是能夠應(yīng)用的,和普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一樣,需要的是合理的設(shè)計(jì)和施工。采用豎向預(yù)應(yīng)力加固普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可提高結(jié)構(gòu)抗震性能。采用豎向預(yù)應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu),可以提高結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載的能力,并在地震之后又能很快的復(fù)原。在地震作用下,預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生屈服,產(chǎn)生塑性鉸,提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力而避免損壞,因而具有良好抗震性能。
五、技術(shù)展望
為適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,緩解交通問(wèn)題給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)的不便,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍將更加廣闊,因此我們應(yīng)加強(qiáng)提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平的科研工作。和發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我們預(yù)應(yīng)力混凝土工程的研究相對(duì)落后。憑借我們已有的強(qiáng)大隊(duì)伍,和一些單位在預(yù)應(yīng)力技術(shù)推廣應(yīng)用中的創(chuàng)收實(shí)力完全可以承擔(dān)和完成這項(xiàng)重要的科研任務(wù)。同時(shí),設(shè)計(jì)和施工的分離也是影響我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展的因素之一。因此有必要成立大型強(qiáng)而有力的預(yù)應(yīng)力混凝土工程公司,承擔(dān)重大預(yù)應(yīng)力混凝土工程,并擔(dān)負(fù)新技術(shù)開(kāi)發(fā)研究,并做好與設(shè)計(jì)和施工之間的聯(lián)系,以提高我國(guó)的預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平。
參考文獻(xiàn)
[1]項(xiàng)海帆.21世紀(jì)世界橋梁工程的展望[].土木工程學(xué)報(bào)2000,(33):3.