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后张法预应力简支梁上拱度实测报告

2014-06-19　

1 概述

后张法预应力混凝土简支梁的应用愈来愈广泛，跨度也已加大到50 m以上。其主要优点是节约钢材，避免裂缝，提供需要的刚度和舒适度以及减少噪声。同时，由于是在工厂或工地预制，质量容易得到控制和保证，而且可与墩台建设平行作业，相应减少了高空作业的工序，加快工程进度。从技术角度来看，在衡量结构能否满足正常的使用条件时，除了从应力、强度、抗裂等因素来考虑外，另一方面还必须从结构的变形角度来考虑对结构在使用中的影响。过去在研究变形方面，通常对桥梁以考虑活载产生的挠度影响为主；而对预应力梁而言，现在在设计、制造和施工及使用上越来越对其上拱度的影响引起了重视和研究。尤其对轨道桥梁上的无碴无枕的预应力梁来说，由于根本没有道碴的厚度来调整上拱度的影响，势必就会增加正常的轨面高程而可能影响高速行车的稳定和安全。因此，如果预应力梁上拱度的问题不能妥善地解决，就会影响预应力梁的发展和使用条件。

2 两种拱度

众所周知，梁体在预加应力后将产生两部分拱度，张拉上拱度和由梁的自重作用而产生的下挠度。而自重挠度一般较张拉上拱度要小得多，因此，张拉上拱度在抵消自重挠度后，梁体跨中实际存在的上拱度称为弹性上拱度。上述的张拉上拱度和梁的自重挠度均可用弹性理论的结构力学公式来计算。另一部分上拱度则是在张拉后，仍在预应力作用下，随着时间的推延而产生的徐变上拱度。这种徐变上拱度由于与混凝土的级配、环境湿度、养生方法、预应力大小、张拉龄期、截面尺寸及形式（梁体理论厚度）等诸多因素有关，且其关系相当复杂，也缺乏可靠的系统实测资料可供借鉴验证。从一些桥梁的实测资料来看，徐变上拱度的离散性很大。往往同一种梁也因梁而异，同一桥的同一种梁也因梁而异，而种类形式不同的梁则出入更大。从目前已有的文献中可以看出，不同种的水泥，普通硅酸盐水泥其徐变上拱度要比用矿碴硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥为大。在骨料与水泥比例相同时，水灰比愈大则徐变也愈大，因为混凝土的徐变主要是由水泥浆引起的。除此之外，还要注意养生方法，水中养生硬化的混凝土其徐变要比空气中硬化的混凝土要小。所以在制造时，要尽量消除或减小各种因素的影响，使离散性的变动幅度尽量缩小到最大限度。由于徐变上拱度的离散性大，因此在制梁时在制梁台座跨中的预设下挠度（即反拱度）就不好掌握。若预设下挠度过大，在张拉后的弹性上拱度和3年后的徐变上拱度终极值之和不能抵消预设下挠度，势必会使梁底仍呈下挠状态，对结构受力状态和运营均会带来不利影响；若设置下挠度过小，对铁路桥梁来说，上拱度过大，就会使道碴厚度减薄（有关桥规规定：轨枕下的道碴厚度不得小于25cm，如有困难可减至20cm），故上拱度大于5cm时，道碴厚度就有可能不足。尤其对无碴无枕的钢轨扣件能提供的钢轨调整量极小（仅10～20mm），上拱度过大势必要影响正常的轨顶高程，而直接对高速运行的列车带来不利的安全影响因素。故在九江长江大桥设计的39．6 m无碴无枕预应力箱形简支梁中，对上拱度的考虑颇受重视，设计时参考了南京长江大桥31.7mT梁徐变上拱度终极值的资料。假设徐变上拱度为弹性上拱度的1倍，即计算的弹性上拱度为31.1mm，加上徐变上拱度也为31.1mm，共计62.2mm，再考虑离散性偏大的可能，初期设计的预设下挠度为70mm左右。后来经过初期浇制的50孔梁（箱梁）进行长期观测发现70mm的预设下挠度过大，及时将预设下挠度改为50mm。

3 39.6 m跨度公路T形梁弹性上拱度资料（表1，表2）

表1 39.6 m跨度公路T形粱弹性上拱度实测数据

梁号	龄期/d	实测弹性上拱度/mm	设计弹性上拱度/mm	张拉前抗压强度/MPa
12—03一01	33	21	21.9	61.1
12一03一02	24	19	21.9	59.3
12一03—03	16	24	21.9	67.7
12一03—04	13	25	21.9	74.0
12一03—05	24	22	21.9	61.4
12—03—06	16	28	21.9	75.9
12一03—07	12	22	21.9	66.4
12—03一08	8	26	21.9	79.5
12一03—09	6	23	21.9	74.0
12一03—10	4	26	21.9	75.3
12—03—1l	9	23	21.9	66.2
12一03—12	lO	19	21,9	74.6
12一03—13边梁	6	27	24.9	70.8
12—03—14	6	24	21.9	74.4
12一03—15边梁	7	24	24.9	74.1
12一03～16	4	28	21.9	71.3
12一03—17边梁	4	22	24.9	68.0
12一03—18	4	26	21.9	73.8
12—03—19边梁	7	28	24.9	79.2
12—03～20	5	26	21.9	70.2

注：①本梁均为蒸汽养护，故3 d后均达到设计强度要求；

②为了节约篇幅，拟将后面的156片梁汇总表2列出。

表2 39.6m跨度公路T形梁弹性上拱度资料

粱号		龄期/d	实测弹性上拱度/mm	设计弹性上拱度/mm	张拉前抗压强度/MPa	附注
21～40号梁(20片)	最大最小平均	11 4	33 20 23.15	22.65	74.1 60.0 68.08
41～60号梁(20片)	最大最小平均	12 4	27 20 23.9	22.5	81.1 61.6 66.22	(R56)
61—80号粱(20片)	最大最小平均	13 4	33 20 25.9 上一篇：钢筋砼桥梁病害的主要成因及修补加固范例下一篇：采用水泥基渗透结晶型材料治理钢筋混凝土桥梁病害频道总排行楼庄鸿：我国钢筋混凝土拱桥（一）【王用中】适时发展我国桥梁钢结构【周永涛】我国高速公路交通荷载标准研究刘小明解读2016年交通运输部1号令【刘效尧】浅议桥梁上部结构施工俄罗斯主跨1104m的海参崴斜拉桥【杨进】多塔大跨度连续悬索桥的创新设计楼庄鸿：我国钢筋混凝土拱桥（二）刘效尧：桥梁下部结构施工法【吕建鸣】我国桥梁结构分析软件的发展技术学术 · 大跨径悬索桥几何非线性分析简述 · 大跨悬索桥及加劲梁断面的发展概况 · 桥悬索桥无抗风缆猫道设计及其施工关键技术 · 斜拉桥风致抖振时域分析 · 混凝土斜拉桥中跨合龙技术分析 · 大跨度斜拉桥动力特性实测 · 斜拉桥稳定性整体分析 · 斜拉桥非线性影响因素分析 · 大跨度斜拉桥的施工监控 · 矮塔斜拉桥地震性能分析 Copyright © 2007-2022 cnbridge.cn All Rights Reserved 服务热线：010-64708566　法律顾问：北京君致律师所陈栋强 ICP经营许可证100299号　京ICP备10020099号　京公网安备 11010802020311号