实用体外预应力混凝土结构应力损失估算方法

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1、实用体外预应力混凝土结构应力损失估算方法张艳，丁韶峰(西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)【摘要】体外预应力结构是后张预应力体系的重要分支之一，因其在构造形式及施工方法与后张体内有粘结或无粘结预应力结构有较大差别，因此，其预应力损失计算方法也与之有很大差别。故结合体外预应力结构自身特点，对其预应力损失的估算进行了详细分析和探讨。【关键词】混凝土结构；体外预应力；预应力损失；加固【中图分类号】TU378．1【文献标识码】A体外预应力(externalprestressing)是指对布置于承载结or1][1一e磊可](2)构主跨本体之外的钢束(体外束，outsi

2、decables)张拉而产生摩擦系数取值见表1。同时考虑到由于力筋在弯折点的预应力，钢束仅在锚固区域设置在结构本体内，转向块可对转向块作用力较大，造成转向块的局部变形，可能会增大设置在结构体内或体外。体外预应力结构技术是后张预应，摩擦系数，建议按表中上限取值，如有条件最好采用实测结力体系的重要分支之一。果。在进行预应力混凝土设计时，由于施工因素、材料性能表1摩擦系数肛的取值[和环境条件等的影响，钢筋中的预应力将逐渐减少，这种减少的应力就称为预应力损失。目前我国对于后张体内有粘结或无粘结预应力混凝土结构的预应力损失估算相关规范已有明确规定，但仍尚未颁布有关体外预应力体系结

3、构设计的相关规范。本文参考现行桥规，结合体外预应力结构自身特点，通过分项研究探讨了体外预应力结构的预应力损失估算方法。1体外预应力结构的预应力损失分项估算／图1预应力筋在坐标平面上的投影夹角根据目前的研究，一般将预应力损失分为两类：瞬时损失和长期损失。瞬时损失指的是施加预应力时短时间内完当布置多转向装置时，摩擦损失精确计算应分段考虑力成的损失，包括锚具变形和钢筋滑移、混凝土弹性压缩、分批筋的实际初始张拉应力，从张拉端开始，第一个转向装置处张拉等损失。长期损失指的是考虑了材料的时间效应所引的摩擦损失为：。{起的预应力损失，主要包括了混凝土收缩徐变和预应力松弛1l‘1=。。

4、(1一e)(3)损失。对预应力瞬时损失，包括摩擦损失、锚固损失、混凝土第i段力筋的实际初始张拉应力为：弹性压缩损失等的计算，基本达成了一致的计算原则，但对i1=一Orl1J(4)于长期损失由于其复杂性，目前还未有统一的计算理论。1．1管道摩阻损失第i个转向装置处的摩擦损失为：体外预应力的管道摩擦损失主要为预应力筋纵向各转—1=向装置处摩擦力之和。单个转向装置的摩擦损失为：，(一∑orl~j)(1一ei)(5)n=[1一e(-](1)由于体外束与梁体接触段远小于体内束，其相应的摩擦式中：为力筋轴心线之间的空间夹角，可近似用力筋在损失在数值上大大低于同条件下体内预应力混凝土

5、结构，故各坐标平面上的投影夹角0和0叠加后计算(图1)。实例计对于体外束施工偏差引起的附加应力损失不能忽略(体内束算结果表明，不同的叠加方式对损失值具有不同影响，直接由于此项附加损失相对于整个摩阻损失而言很小，故通常忽叠加即0=0+0，得到的摩擦损失偏大J，建议采用0=[收稿日期]2007—05—24,／ex+。k分别为管道摩阻系数和局部偏差影响系数。由[作者简介]张艳(1977～)，女，硕士研究生，研究方向：于体外束仅在锚固端和转向块处与梁体接触，接触段远小于既有桥梁检测与加固技术；丁韶峰(1979一)，男，桥梁专业体内束，因此可忽略不计管道局部偏差影响。式(1)可简

6、化硕士研究生。为：124四川建筑第28卷3期2008．06略)。目前尚无法用具体的精确公式计算，根据试验资料，可时，尚未张拉的各梁号，i+1≤≤n；rt为横桥向主梁片数；叩近似取为3％左右。为张拉第．片梁对先张拉的第i片梁的影响量，即第i片梁对-1．2锚具变形、钢筋回缩引起的损失or，应的横向分布影响线的坐标。体外预应力筋(束)由锚具变形和钢筋回缩引起的预应计算表明，由梁的一侧逐片向另一侧张拉的超张拉系数力损失可按下式计算：要小于由中梁开始逐片向两边对称张拉时的超张拉系数。试orn=(E,al／1)‘E(6)验结果已证明了上述方法的正确性，但用上面公式计算张拉式中：∑△

7、z为张拉端锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值控制力时应注意被张拉钢筋的应力不应超过其控制应力的(mm)；1为张拉端至锚固端之间力筋的有效长度(mm)，直线1．15倍。否则应采取降低分批张拉损失的措施，例如分阶段型布筋(包括通长布置和局部布置、水平布置和倾斜布置)张拉。经过超张拉或重复张拉工艺，可以认为分批张拉损失时取张拉端至锚固端间直线距离，折线型布筋取各段力筋长近似为零，且可以认为张拉后各梁的体外预应力筋拉力均能度和；为预应力筋的弹性模量。其中△z和E的取值可依据达到设计值。桥规”。1．5时效损失1．3温差引起的损失or体外预应力结构的时效