连续梁支架预压与施工预拱度
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3、脚手架预压和预留上拱度
在支架上浇筑梁式上部构造时,在施工过程中和卸除支架后,上部构造要发生一定的下沉和产生一定的挠度。
因此,为使上部构造在卸架后能满意地获得设计要求的梁底线性,必须在梁体底模铺设时预留一定数值的上拱度。
在确定预拱度时应考虑下列因素:支架在荷载作用下的弹性压缩h1(按试验及经验取);支架在荷载作用下的非弹性变形h2(按计算及经验取);支架基底在荷载作用下的沉降h3(按试验及经验取);卸除支架后上部构造本身及1/2列车活载所产生的竖向挠度h4(根据挠度公式计算,可请设计提供);设计修正值h5(由温度变化而引起的挠度;由混凝土徐变引起的徐变挠度;预应力施工产生的反拱度),h5可请设计提供,并在施工过程中进行修正。
徐变挠度对梁体的挠度影响不容忽视。
因此,必须深入研究各种因素,加以控制。
影响徐变挠度的因素很多,原因也很复杂。
在受弯构件中,在长期持续荷载作用下,由于徐变的影响,梁的挠度会与日俱增,徐变挠度可能达到弹性挠度的1.5~3.0倍。
砼徐变的发展规律,在初期应变增加得很快,随后逐渐缓慢,经过较长时间后就逐渐趋于稳定。
当长期荷载卸载后,立即恢复部分弹性应变,而随后继续恢复一小部分应变,属于徐变恢复,即滞后弹性应变,最后不能恢复的称永久变形部分,叫做残留应变。
徐变应变就是由滞后弹性应变和残留应变两部分组成。
影响徐变的主要因素是应力的大小和受荷时砼的龄期。
当应力小于0.5~0.55Ra时,徐变变形与应力成正比,为线性徐变,徐变曲线逐渐收敛,渐近线与横坐标平行。
当砼应力大于0.55Ra时,徐变变形与应力不成正比例,为非线性徐变,非线性徐变与时间的关系曲线是离散的。
t(时间)
在高应力的作用下还可能发生徐变造成的破坏,在有关试验中曾出现这样的情况,受压构件的应力σ=0.8Ra,加载后约6小时,试件发生爆烈性突然破坏,说明长期荷载应力过高时,徐变变形急剧增加不再收敛,呈现非稳定徐变的现象,如上图。
因此,在设计中应该控制永存压应力值不能太大,避免砼结构长期持续地处于高预压应力状态。
砼徐变与加载时砼的龄期T有关,龄期T愈小,徐变变形愈大,反之愈小。
因此在设计施工中要避免使砼结构过早地施加预应力,并要考虑不同龄期预加力产生徐变差异的影响。
砼徐变与砼的级配组成也有密切关系,水灰比愈大,徐变也愈大;骨料的弹性模量越大,徐变越小;水泥用量大,徐变也大。
此外,结构所处的环境,也有重大影响,湿度大的地区徐变小,而干燥地区的徐变大。
小尺寸构件的徐变变形要相对大一些。
同时如在砼内配置钢筋,则会阻碍徐变的发展,使徐变减小,这些因素,在计算徐变变形时都需加以考虑。
因此,将采取下列减小徐变的措施:选取适当的张拉龄期,既不能过小,又要避免过大;严格控制水灰比和水泥用量;选用质地坚硬、耐磨性能好的骨料;加强构件的养护,延长洒水养护时间;选用适当的外加剂。
根据梁的挠度和支架的变形所计算出来的预拱度之和(h1+h2+h3+h4+h5),为预拱度的最高值,设置在梁的跨中。
其他各点的预拱度以跨中为最高值,以墩顶为5mm,按二次抛物线进行分配。
为了测得h1+h2+h3,在灌注混凝土前先对支架预先施压,压重与梁重相同。
按估算预留拱度支好后,按设计要求进行加载预压。
预压荷载为结构自重荷载。
采用砂袋作加载物。
为了使加载的荷载强度与梁的荷载强度在横向上的分布一致,在横向上采用均匀加载的方法。
加载后,对底模的沉降做细致的观测记录。
观测的部位,在横向上为梁的两边和中间三处,在纵向上可观测梁端、1/2跨径处和1/4跨径处。
必要时可增加1/8和1/16跨径处。
荷载的持荷时间不小于三昼夜。
当试压沉降稳定后,记录各测点的最终沉降值,从而推算出底模各测点的标高,然后卸载。
卸完载后,精确测出底模各测点的标高,此标高减去加载终了时的标高,即为支架支撑的回弹值,余下的沉降值为支架系统不可恢复的塑性变形值。
根据试压计算结果,对底模标高进行调整,使预留拱度值更加准确。
同时也
是对支架的强度、刚度和稳定性的检验。
梁体施工完成后,应加强对梁底标高的线形观测,研究其随时间变化的规律。