折线配筋预应力砼先张梁的关键技术研究与应用

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1、http://ilufeini.blog.tianya.cn折线配筋预应力砼先张梁的关键技术研究与应用1.概述预应力砼分先张和后张两种工艺，就工艺对比可知先张预应力混凝土便于工厂化预制，具有施工周期短、工序简洁、节省材料、维修养护工程量少、耐久性好等特点，因而在国内外得到了广泛应用。先张梁与后张梁相比，虽然增加了预制场张拉台座的工作量，却可以省去成孔、穿束、压浆工艺。更为重要的是，它完全避免了后张法中可能出现的堵孔、压浆不密实、预应力失控等影响结构质量与耐久性的问题。很多预应力混凝土连续梁桥的裂缝和持续下挠，均与预应力钢材的后期锈蚀有关，而采用不正确的压浆工艺

2、和潮湿空气的侵蚀是其中的主要原因。很明显，如果采用先张法则可以很好地避免这些问题的出现，然因工程习惯所限，传统的预应力混凝土先张工艺一般均采用直线配筋，因而限制了其应用范围，导致20m跨以上的铁路桥梁、30m跨以上的公路桥梁一般均采用后张法施工。为在较大跨度桥梁工程中应用先张法，工程界开始关注折线配筋先张法预应力混凝土梁的应用研究，在这方面某些发达国家的研究应用走到了我们的前面。为解决高原严寒地区桥梁耐久性问题我国铁路部门在本世纪初于青藏铁路建设中开始了折线配筋先张预应力混凝土梁的研究与应用，跨度为24米，继而在合宁高速铁路中得到了应用，而在公路桥梁领域中，这

3、项研究尚属空白。为此河南省高速公路建设发展有限公司按王用中大师的建议，结合河南省高速公路建设的实际情况以“公路工程折线配筋先张法预应力混凝土梁的研究与应用”为题开展了这项研究，经近二年的努力基本解决了在公路工程中应用折线配筋先张法预应力混凝土梁的关键技术问题，并在河南驿宛高速公路淮河桥、岭南高速公路黄鸭河大桥工程成功地应用了该项研究成果。2.折线配筋预应力砼先张梁的受力性能研究（1）7.5m先张、后张预应力混凝土矩形梁受力性能对比试验试验梁梁高40cm，梁长7.5m，计算跨径7.2m，按同一配筋情况作了先张梁4根，后张梁3根，试验时量了测施工阶段的预应力损失，

4、进行了先、后张法预应力混凝土矩形梁在竖向荷载作用下的弯曲试验，以检验梁在正常使用荷载下的变形和抗裂性能，测定梁的最大承载力，试验情况如图1：(a)试验中量测变形(b)临近破坏时http://ilufeini.blog.tianya.cn(c)破坏情况(d)弯剪区段裂缝图1先张法折线形预应力筋7.5m跨矩形梁试验试验结果如下表1～表3。表1折线先张梁和后张梁承载力比较梁编号实测极限弯矩Mu(kN.m)计算极限弯矩Muc(kN.m)Mu/Muc说明XPB-1249.43180.731.380折线先张梁XPB-2225.43170.121.325折线先张梁XPB-3

5、296.23219.801.348折线先张梁XPB-4255.43191.471.334折线先张梁HPB-1213.40182.501.169曲线后张梁HPB-2200.20170.301.176曲线后张梁HPB-3300.40233.101.289直线后张梁表2折线先张梁和后张梁开裂弯矩比较梁编号实测开裂弯矩Mcr(kN.m)计算开裂弯矩Mcrc(kN.m)Mcr/Mcrc说明XPB-167.95630.927折线先张梁XPB-271.267.20.943折线先张梁XPB-366.6764.80.971折线先张梁XPB-463.5367.21.05折线先张梁

6、HPB-187.489.90.972曲线后张梁HPB-282.690.70.911曲线后张梁HPB-395.294.91.003直线后张梁表3折线先张梁和后张梁破坏前挠度比较梁编号实测破坏前挠度f(mm)计算破坏前挠度fc(mm)f/fc说明XPB-180.6594.030.858折线先张梁XPB-278.9888.070.897折线先张梁XPB-372.3086.700.834折线先张梁XPB-472.1980.000.902折线先张梁HPB-169.9875.460.927曲线后张梁HPB-265.3574.770.874曲线后张梁HPB-368.7388

7、.530.776直线后张梁由对比试验可得出如下结论：1）折线先张预应力梁弯起器处的摩擦损失可按课题组建议公式计算，计算值与试验结果符合良好，且有一定的保证率。其余各项预应力损失可按http://ilufeini.blog.tianya.cn《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004或《混凝土结构设计规范》GB50010-2002建议的公式计算；2）折线先张预应力梁有足够的承载力安全储备，在达到设计破坏荷载的130%以上时才发生破坏，而曲线后张预应力梁承载力的安全储备较折线先张预应力梁略低；3）折线先张预应力梁的抗裂性略好于后张预应力梁；

8、4）在弯矩增大到开裂弯矩Mcr时（试验