先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁的應(yīng)力控制問(wèn)題研究

摘 要:預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋具有整體性能牢固、結(jié)構(gòu)剛度大、穩(wěn)定性強(qiáng)、抗震效果好等優(yōu)點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)是橋梁質(zhì)量的重要保證。因此本文對(duì)先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁的應(yīng)力控制問(wèn)題進(jìn)行淺析。

關(guān)鍵詞:先張法 空心板梁 應(yīng)力控制

中圖分類(lèi)號(hào):U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0106-01

1 預(yù)應(yīng)力空心板梁的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

在現(xiàn)代橋梁建筑工程中，大跨連續(xù)梁橋的運(yùn)用規(guī)模日益龐大。橋梁在豎直荷載作用下，梁的截面會(huì)產(chǎn)生彎曲和扭矩，目前橋梁的結(jié)構(gòu)形式大都采用鋼筋混凝土實(shí)心板梁和預(yù)應(yīng)力空心板梁。其中預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋一般采用箱形截面，其總體布置即主跨大小、分跨以及跨徑組合、主梁高度、橫截面布置型式是決定橋梁是否安全、合理、經(jīng)濟(jì)和美觀(guān)的主要因素。另外，預(yù)應(yīng)力空心板梁的橫截面布置的型式在一定程度上取決于橋面的寬度，同時(shí)這也是整個(gè)工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。在具體設(shè)計(jì)當(dāng)中，要先初步將力筋重心線(xiàn)布置在束界以?xún)?nèi)，然后再求出預(yù)加力引起的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力，得到預(yù)應(yīng)力筋的壓力線(xiàn)位置，檢查其是否在束界內(nèi)，如果沒(méi)有滿(mǎn)足，則需要做局部調(diào)整，直至使預(yù)加力壓力線(xiàn)在束界內(nèi)。對(duì)連續(xù)束還可以作線(xiàn)性位移，使預(yù)應(yīng)力筋合理布置在結(jié)構(gòu)中，滿(mǎn)足整體結(jié)構(gòu)受力的需要。

由于在連續(xù)梁橋中橋墩與梁形成剛架可以共同承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，這樣可以使主梁的受力更為合理，而且還能充分發(fā)揮橋墩自身在結(jié)構(gòu)上的潛能，并且預(yù)應(yīng)力空心板梁采用直線(xiàn)布束的技術(shù)一方面簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和施工，又減少了摩阻損失，方便建立縱向有效預(yù)應(yīng)力，另一方面豎向預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)置可以有效改善腹板主拉應(yīng)力狀況，所以在大跨徑橋型方案比選中，預(yù)應(yīng)力空心板梁仍具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在現(xiàn)階段的橋梁建造中也得到了迅猛的發(fā)展和應(yīng)用。

2 空心板梁的應(yīng)力控制

先張法空心板梁的制作工藝是指在混凝土澆灌前，先張預(yù)應(yīng)力筋使其臨時(shí)的固定在張拉臺(tái)座上，等到布置好后再進(jìn)行混凝土的立模澆灌，然后當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%或者以上時(shí)，將預(yù)先布置的預(yù)應(yīng)力筋放松，這樣一來(lái)就可以利用預(yù)應(yīng)力筋的彈性回縮通過(guò)與其混凝土之間的粘結(jié)作用獲得相應(yīng)的預(yù)應(yīng)壓力。以下就對(duì)先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁的應(yīng)力控制進(jìn)行具體分析。

2.1 臺(tái)座的布置

按照橋梁的施工設(shè)計(jì)要求制作空心板梁的臺(tái)座，制作過(guò)程使用擴(kuò)大基礎(chǔ)，水磨石制作基礎(chǔ)臺(tái)座。制作的尺寸、棱角、表面的平整度、地面承載力以及臺(tái)座間距都必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。此外臺(tái)座的制作還應(yīng)該充分考慮到所有空心板梁的預(yù)制，在利用先張法制作空心板梁之前，按照設(shè)計(jì)要求在臺(tái)座上分節(jié)綁扎鋼筋骨架，檢查定位板的力筋孔位置和孔徑大小是否符合設(shè)計(jì)要求，然后將定位板固定在橫梁上。

2.2 千斤頂?shù)倪x擇

千斤頂是空心板梁制作的重要設(shè)備之一，根據(jù)鋼絞線(xiàn)的理論計(jì)算伸長(zhǎng)值初應(yīng)力應(yīng)該采用單頂進(jìn)行逐根張拉，然后再用大頂一次性張拉到位，這樣可以保證張拉工作的可靠性以及穩(wěn)定性。

2.3 錨具、夾具以及連接器的選擇與檢測(cè)

錨具、夾具以及連接器是用于連接預(yù)應(yīng)力筋的裝置，在進(jìn)行選擇與檢測(cè)時(shí)必須要嚴(yán)格按照《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定，錨具的選用如下表1所示:

預(yù)應(yīng)力空心板梁的錨具、夾具以及連接器應(yīng)該根據(jù)性能、型號(hào)、預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量、混凝土等級(jí)等相關(guān)因素進(jìn)行選擇，在預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度等級(jí)已經(jīng)確定的條件下，連接器組件的選擇以及測(cè)試性能，應(yīng)該同時(shí)滿(mǎn)足錨具效率系數(shù)大于等于95%，并且預(yù)應(yīng)力筋總應(yīng)變大于等于2.0%兩項(xiàng)要求。

2.4 預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值控制

先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁的應(yīng)力控制技術(shù)關(guān)鍵就是預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值計(jì)算，鋼絞線(xiàn)張拉采用張拉力和伸長(zhǎng)值雙重控制，根據(jù)油頂標(biāo)定測(cè)試數(shù)據(jù)及鋼絞線(xiàn)的彈性模量計(jì)算出張拉應(yīng)力控制的油表讀數(shù)及伸長(zhǎng)值，采用符合設(shè)計(jì)要求的鋼絞線(xiàn)。首先用穿心油壓千斤頂將鋼絞線(xiàn)調(diào)整到初應(yīng)力后，再用大頂進(jìn)行整體張拉，對(duì)張拉端的鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)值進(jìn)行測(cè)量記錄，測(cè)量時(shí)要去除油頂?shù)幕乜s量確保伸長(zhǎng)值準(zhǔn)確無(wú)誤。鋼絞線(xiàn)張拉時(shí)的應(yīng)力控制，首先應(yīng)該以伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，實(shí)際測(cè)量的伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值之間的誤差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)誤差應(yīng)該控制在±6%之內(nèi)，如果超出此范圍則應(yīng)該立刻停止張拉，查清楚產(chǎn)生異常的原因并且及時(shí)進(jìn)行矯正，然后才能進(jìn)行繼續(xù)張拉工作。

總之，在實(shí)際工程的應(yīng)用當(dāng)中主橋的橫截面設(shè)計(jì)通常采用寬跨度較小的單箱單室箱形截面，這樣可以有效地減小橫向撓曲有利于主梁的縱向剛度。但是對(duì)與預(yù)應(yīng)力空心板梁的應(yīng)力控制要根據(jù)橋梁構(gòu)造以及施工要求進(jìn)行調(diào)整。如果預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)恰當(dāng)，不僅能夠使結(jié)構(gòu)的跨越能力大幅度提高，提高工程質(zhì)量，而且可以大幅度減輕結(jié)構(gòu)自重，使結(jié)構(gòu)變得美觀(guān)輕巧，從而節(jié)約大量的鋼材和混凝土。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁進(jìn)行應(yīng)力控制具有整體性能好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，所以在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在橋梁預(yù)應(yīng)力的設(shè)計(jì)研究中，首先要根據(jù)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂施工的各個(gè)階段中箱梁應(yīng)力的變化，以及不同階段配置預(yù)應(yīng)力筋所起的作用，提出行之有效的技術(shù)措施以及施工手段。然后針對(duì)縱向預(yù)應(yīng)力筋下彎束的作用是為抵抗腹板主拉應(yīng)力，隨著豎向預(yù)應(yīng)力的數(shù)值增大腹板的主拉應(yīng)力的安全儲(chǔ)備也隨之提高，合理設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力不僅可以取消下彎束還能簡(jiǎn)化施工。此外，還應(yīng)注意先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁的應(yīng)力控制時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋中，箱梁處于復(fù)雜的受力狀態(tài)，并且豎向預(yù)應(yīng)力筋一般都比較短，所以必須考慮混凝土在多軸應(yīng)力狀態(tài)下如何提高強(qiáng)度，提供豎向預(yù)應(yīng)力值的合理計(jì)算方法，并進(jìn)一步改善豎向預(yù)應(yīng)力筋施工工藝的方法，為合理設(shè)計(jì)空心板梁提供了理論依據(jù)。使大跨連續(xù)梁橋在結(jié)構(gòu)受力、使用功能和適應(yīng)環(huán)境等方面可以充分發(fā)揮其自身的優(yōu)越性。

參考文獻(xiàn)

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