预应力混凝土箱梁桥横梁弯束受力机理研究与对策

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1、学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com2015年7月第7期城市道桥与防洪管理施工185施工现场针对以上可能存在的问题进行一一F挤压总：F挤压×5=19．33×5=96．65kN排查，排查结果如下。=1395MPa(1)伸人微型探头进入预应力孔道，发现孔道【0r】=1860MPa内无异物。剪应力==生=927(MPa)(2)对同一批次钢绞线重新送检，钢绞线质量检验合格。、／r=、／r：2127MPa>(3)对现有的千斤顶、油表、油泵重新进行标【】=1860MPa定，张拉数据与上次标定基本吻合。

2、采用MidasCivil2012进行数值模拟分析，横(4)预应力孔道采用塑料波纹管，孔道实际安梁钢束采用单梁模型，单梁间用刚性连接。因单梁装坐标数据与设计数据基本一致。模型无法准确考虑预应力损失，所以模型中采用(5)将人工已穿好的钢绞线一一编号进行梳理单端张拉和两端张拉对钢绞线拉应力无影响。模后。未发现钢绞线在孔道内交错打绞，张拉时未形型中每股钢绞线采用21个梁单元，22股钢绞线则成麻花状。有461个梁单元，并采用单端张拉代替两端张拉。(6)对横梁钢束两端同时张拉，张拉参数及工由于对称性，为计算方便建模时仅模拟横梁左半序均符

3、合设计及施工规范要求。部分的钢绞线受力情况，模型如图5所示。(7)考虑到混凝土浇筑不密实为个别情况，根脚川据钢绞线成片断丝的事实，可以排除这种可能性。帮排除以上7个因素后，推断钢束中上部钢绞图5横梁左半部分钢绞线受力模型线挤压下部钢绞线导致各股钢绞线受力不均，从钢绞线在左端部限制所有的位移和转角，左而拉断的可能性较大。根据材料力学强度理论公侧钢绞线受到混凝土的约束，无法向下移动。因式和数值模拟方法，分析预应力混凝土连续箱梁此，左侧梁单元限制其竖向位移，第二排和第四排桥横梁弯曲钢束受力机理，并找出解决钢束断丝钢绞线均限制左右摆

4、动位移。钢绞线竖向弯起最的方案。高点的右侧处于竖向位移无限制状态，仅在靠近3横梁弯束受力机理研究横梁中部的位置受到混凝土约束，无法向上移动，因此，同样在右侧端部限制其竖向位移，边界条件横梁弯曲钢束的下部钢绞线在竖向弯起最高和单元件的连接情况分别如图6和图7所示。点附近受到上部钢绞线的竖向挤压力，由横梁钢束形状可知，在竖向弯起最高点的右侧钢绞线与混凝土将会与下方混凝土脱空，该截面钢束的挤压力即为剪力，张拉应力和剪应力的存在，根据材料力学的第四强度理论(、／+3≤[])，导致图6边界条件钢绞线拉应力超过许用拉应力l860MPa，

5、进而钢绞线断裂。钢绞线受力情况如图4所示。蚍图4钢绞线受力不惹图上部单根钢绞线的挤压力为：图7刚性连接方式图F张拉=1395×139×10-3=193．9kN在右侧端部给每股钢绞线加上194kN的张拉F挤压=F张拉×sin5．7。=193．9×0．09967=19．33kN力后，可以计算得出钢绞线拉应力云图。从图8中考虑到钢绞线共有22股，钢绞线间的挤压力可以看到钢绞线拉应力在竖向弯起最高点附近最分配无法准确得到，现假设下方4根钢绞线从左大，达到2284MPa，这与前面理论计算的拉应力为至右分别承受其上方4根、5根、5根和4

6、根钢绞2127MPa的结果很接近，同时这也印证了钢束下线的挤压。部钢绞线在竖向弯起最高点附近受到上部钢绞线挤所以最下排中间钢绞线所受总的挤压力为：压作用，导致钢绞线拉应力增大超限的结论成立。学兔兔www.xuetutu.com186管理施工城市道桥与防洪2015年7月第7期5结语预应力混凝土箱梁桥在张拉弯曲钢束时若出现钢绞线断丝的情况，应立刻排查原因，若发现不是预应力孑L道漏浆和线形不顺畅、钢绞线质量、千斤顶标定、钢绞线交错打绞等问题时，则可以判断图8钢绞线拉应力云图是钢束上部钢绞线挤压下部钢绞线导致拉应力超4针对断丝原因采

7、取的对策限进而出现断丝。此时应考虑转变张拉方式，由两端张拉改为单端张拉并在另一端补充张拉的措通过理论分析和数值模拟计算，可以推断出施，通过减小有效拉应力来保证钢绞线的拉应力钢束上部钢绞线挤压下部钢绞线是造成下部钢绞在允许范围之内。设计中横梁和腹板钢束均应尽线应力超出其极限抗拉强度从而导致断丝的主要量采用较大半径的钢束形状，钢束中钢绞线股数原因。因此，考虑将横梁钢绞线张拉工艺改为单端不宜过多，一般不超过19股。通过优化设计可以分批张拉，即：一端张拉100％的设计力(设计张拉从源头上控制钢绞线断丝的现象发生。本结论成力为钢绞线极

8、限应力的75％)，在另一端补充张拉果可为类似桥梁的设计和施工提供参考依据。钢绞线抗拉强度的30％，两端交替张拉，张拉顺序如图9所示。预应力损失的增大必然导致钢绞线有效应力降低，在钢绞线拉应力不超出1860MPa参考文献的情况下，断丝的现象则可避免。在后续的施工中[1]JTGD62-2004