预应力混凝土箱梁曲线钢束防崩研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com334科技研究城市道桥与防洪2014年7月第7期预应力混凝土箱梁曲线钢束防崩研究赵传亮，唐颖，李强(天津市市政工程设计研究院，天津市300051)摘要：该文针对预应力混凝土箱梁曲线钢束外崩破坏的各种病害，结合四种曲线钢束形式，研究了外崩破坏的原因及计算方法，分析了其中的影响因素，并根据影响因子给出了防崩钢筋的计算公式。关键词：预应力混凝土；箱梁；曲线钢柬；防崩钢筋中图分类号：U441文献标识码：B文章编号：1009—7716(2014)07—0334—05在腹板上产生一个水平力，使得腹板沿高度方

2、向1概述受弯，同时也会在腹板局部产生一个外崩力。若随着国内预应力混凝土箱梁的大规模建设，钢束波纹管保护层不足或防崩钢筋配置不足，容以及桥梁结构形式的不断创新，桥梁病害在不断易造成腹板局部破坏。由于目前大多预应力混凝增加。预应力混凝土箱梁有一个十分严重的病害土箱梁腹板厚度较厚，加上箍筋和防崩钢筋的配形式，那就是曲线钢束的外崩破坏。往往由于设置较足，所以一般不会出现这种形式的破坏。但计人员未考虑施工实际误差，使得钢束的实际外是仍需注意预防这种破坏形式的发生，特别是预崩力大于设计计算值，若设计富余量不足，便会应力混凝土曲线箱梁平曲线半径

3、较小、腹板较薄造成混凝土崩裂破坏。预应力混凝土箱梁常见有或钢束距离腹板内弧侧边缘较近时，须谨慎考如下四种曲线钢束形式。虑。1．1变截面箱梁底板束1．3箱梁腹板变厚段平弯钢束变截面箱梁底板立面一般采用圆曲线、二次预应力混凝土箱梁的腹板在支点附近一般较抛物线或三次抛物线等，施工方法多采用悬臂施厚，跨中处较薄，两者相邻处往往设置1：12的变工，在跨中留有合龙段。这种施工方法决定了箱化段。该处钢束设有平弯段，从而在凹角处产生梁底板应布置有底板束以抵抗二期恒载或活载在一个外崩力，呈现出冲切破坏形态。因此，当腹跨中引起的正弯矩。而沿着底板布置

4、的钢束会产板厚度变化剧烈造成波纹管内弧侧保护层过薄生较大的向下的外崩力，当各钢束横向间距较小时，需谨慎验算钢束保护层厚度和防崩钢筋数时容易造成底板上下层撕裂破坏；当间距较大时量。单根钢束呈现出冲切破坏形态。国内已出现多座1．4箱梁锚块的内弯钢束预应力混凝土变截面连续刚构底板撕裂的情况预应力混凝土箱梁钢束锚固于箱梁内部时，(见图1)。需要在箱梁腹板内侧设置锚块。钢束内弯锚固时，在锚块与箱梁接触面起点位置钢束保护层往往较小，而该位置正处于钢束内弯段，处理不当时，很容易造成锚块局部崩裂破坏。综上，预应力混凝土箱梁有四种常见的曲线钢束形式

5、，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》也对钢束的外崩验算及保护层厚度图1底板撕裂实景有较明确的规定，但在实际应用中，所参考的资1一弯梁腹板束料较多，要求却不尽相同。如《预应力混凝土梁预应力混凝土曲线箱梁的腹板束是沿着箱梁式桥梁设计施工技术指南》给出的计算结果是规平曲线布置的。该曲线腹板束会产生一个较大的范规定值的l0倍【q；而有的设计院规定值是规范面向弯弧内侧的径向力。由于径向力的作用，会要求的50倍左右。本文对钢束防崩问题进行了系收稿日期：2014—03—12统的研究，考虑了多方面的影响，明确了相关的作者简介：赵传亮(1

6、983一)，男，辽宁人，硕士，助理工程师，计算公式，具有较大的实用性和经济性。研究方向：桥梁抗风。学兔兔www.xuetutu.com2014年7月第7期城市道桥与防洪科技研究335径，mm；n为波纹管个数。2曲线钢束径向力形成机理若底板波纹管横向间距为30em，混凝土采用混凝土结构中的曲线钢束，取钢束和混凝土C50，波纹管外径为11em，单根钢束在单位长度隔离体，钢束对混凝土的作用力如下式所列：范围内的混凝土抗撕裂能力为：q=F／R(1)R层=0．5×2．65×(300—110)=251．8(kN／m)式中，q为钢束对混凝土的径

7、向力，kN／m；F为钢一束15根l5．2钢绞线的钢束(钢绞线抗拉强束张拉力，kN；R为钢柬弯曲半径，Ill。度标准值为1860MPa)，在底板等效圆弧半径为图2为钢束径向力示意图。150m时，其外崩力为：q=0．75×1860×140×15／1000／150【呷r1呵1—r--r—塑’’一：l=19．53(kN／m)

8、生混凝土层状撕裂的可能性很小。因形态并不相同。其中：(1)变截面箱梁底板束横向此造成混凝土层状撕裂的主要原因有【：间距较小时，底板以层状撕裂破坏为主；而间距(1)钢束张拉时混凝土的龄期或强度不足。较大时，以单根底板束局部冲切破坏为主。另(2)管道附