先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁的應(yīng)力控制問題研究

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、抗震效果好等優(yōu)點，所以設(shè)計恰當?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。因此本文對先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁的應(yīng)力控制問題進行淺析。

關(guān)鍵詞:先張法 空心板梁 應(yīng)力控制

中圖分類號:U445文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0106-01

1 預(yù)應(yīng)力空心板梁的設(shè)計特點

在現(xiàn)代橋梁建筑工程中，大跨連續(xù)梁橋的運用規(guī)模日益龐大。橋梁在豎直荷載作用下，梁的截面會產(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)濟和美觀的主要因素。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，同時這也是整個工程設(shè)計的關(guān)鍵所在。在具體設(shè)計當中，要先初步將力筋重心線布置在束界以內(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)力筋的壓力線位置，檢查其是否在束界內(nèi)，如果沒有滿足，則需要做局部調(diào)整，直至使預(yù)加力壓力線在束界內(nèi)。對連續(xù)束還可以作線性位移，使預(yù)應(yīng)力筋合理布置在結(jié)構(gòu)中，滿足整體結(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布束的技術(shù)一方面簡化了設(shè)計和施工，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的競爭力，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)力筋使其臨時的固定在張拉臺座上，等到布置好后再進行混凝土的立模澆灌，然后當混凝土達到設(shè)計強度的80%或者以上時，將預(yù)先布置的預(yù)應(yīng)力筋放松，這樣一來就可以利用預(yù)應(yīng)力筋的彈性回縮通過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。以下就對先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁的應(yīng)力控制進行具體分析。

2.1 臺座的布置

按照橋梁的施工設(shè)計要求制作空心板梁的臺座，制作過程使用擴大基礎(chǔ)，水磨石制作基礎(chǔ)臺座。制作的尺寸、棱角、表面的平整度、地面承載力以及臺座間距都必須滿足設(shè)計要求，并應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。此外臺座的制作還應(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)計要求在臺座上分節(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)鋼絞線的理論計算伸長值初應(yīng)力應(yīng)該采用單頂進行逐根張拉，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

錨具、夾具以及連接器是用于連接預(yù)應(yīng)力筋的裝置，在進行選擇與檢測時必須要嚴格按照《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、預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量、混凝土等級等相關(guān)因素進行選擇，在預(yù)應(yīng)力筋強度等級已經(jīng)確定的條件下，連接器組件的選擇以及測試性能，應(yīng)該同時滿足錨具效率系數(shù)大于等于95%，并且預(yù)應(yīng)力筋總應(yīng)變大于等于2.0%兩項要求。

2.4 預(yù)應(yīng)力筋的伸長值控制

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)力筋的伸長值計算，鋼絞線張拉采用張拉力和伸長值雙重控制，根據(jù)油頂標定測試數(shù)據(jù)及鋼絞線的彈性模量計算出張拉應(yīng)力控制的油表讀數(shù)及伸長值，采用符合設(shè)計要求的鋼絞線。首先用穿心油壓千斤頂將鋼絞線調(diào)整到初應(yīng)力后，再用大頂進行整體張拉，對張拉端的鋼絞線伸長值進行測量記錄，測量時要去除油頂?shù)幕乜s量確保伸長值準確無誤。鋼絞線張拉時的應(yīng)力控制，首先應(yīng)該以伸長值進行校核，實際測量的伸長值與理論伸長值之間的誤差應(yīng)符合設(shè)計要求;設(shè)計未規(guī)定時誤差應(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進行矯正，然后才能進行繼續(xù)張拉工作。

總之，在實際工程的應(yīng)用當中主橋的橫截面設(shè)計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)造以及施工要求進行調(diào)整。如果預(yù)應(yīng)力設(shè)計恰當，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)變得美觀輕巧，從而節(jié)約大量的鋼材和混凝土。

3 結(jié)語

綜上所述，利用先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁進行應(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，所以在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在橋梁預(yù)應(yīng)力的設(shè)計研究中，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，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)下如何提高強度，提供豎向預(yù)應(yīng)力值的合理計算方法，并進一步改善豎向預(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。

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