先张法预应力空心板梁应力控制问题研究

先张法预应力空心板梁的应力控制问题研究
摘要:预应力连续梁桥具有整体性能牢固、结构刚度大、稳定性强、抗震效果好等优点,所以设计恰当的预应力钢筋混凝土的结构是桥梁质量的重要保证。

因此本文对先张法预应力空心板梁的应力控制问题进行浅析。

关键词:先张法空心板梁应力控制
中图分类号:u445 文献标识码:a 文章编
号:1674-098x(2012)04(a)-0106-01
1 预应力空心板梁的设计特点
在现代桥梁建筑工程中,大跨连续梁桥的运用规模日益庞大。

桥梁在竖直荷载作用下,梁的截面会产生弯曲和扭矩,目前桥梁的结
构形式大都采用钢筋混凝土实心板梁和预应力空心板梁。

其中预应力混凝土连续梁桥一般采用箱形截面,其总体布置即主跨大小、分跨以及跨径组合、主梁高度、横截面布置型式是决定桥梁是否安全、合理、经济和美观的主要因素。

另外,预应力空心板梁的横截面布置的型式在一定程度上取决于桥面的宽度,同时这也是整个工程设计的关键所在。

在具体设计当中,要先初步将力筋重心线布置在束界以内,然后再求出预加力引起的结构次内力,得到预应力筋的压
力线位置,检查其是否在束界内,如果没有满足,则需要做局部调整,直至使预加力压力线在束界内。

对连续束还可以作线性位移,使预应力筋合理布置在结构中,满足整体结构受力的需要。

由于在连续梁桥中桥墩与梁形成刚架可以共同承受上部结构的
荷载,这样可以使主梁的受力更为合理,而且还能充分发挥桥墩自
身在结构上的潜能,并且预应力空心板梁采用直线布束的技术一方面简化了设计和施工,又减少了摩阻损失,方便建立纵向有效预应力,另一方面竖向预应力筋的设置可以有效改善腹板主拉应力状况,所以在大跨径桥型方案比选中,预应力空心板梁仍具有很强的竞争力,在现阶段的桥梁建造中也得到了迅猛的发展和应用。

2 空心板梁的应力控制
先张法空心板梁的制作工艺是指在混凝土浇灌前,先张预应力筋使其临时的固定在张拉台座上,等到布置好后再进行混凝土的立模浇灌,然后当混凝土达到设计强度的80%或者以上时,将预先布置的预应力筋放松,这样一来就可以利用预应力筋的弹性回缩通过与其混凝土之间的粘结作用获得相应的预应压力。

以下就对先张法预应力空心板梁的应力控制进行具体分析。

2.1 台座的布置
按照桥梁的施工设计要求制作空心板梁的台座,制作过程使用扩大基础,水磨石制作基础台座。

制作的尺寸、棱角、表面的平整度、地面承载力以及台座间距都必须满足设计要求,并应具有足够的强度、刚度和稳定性。

此外台座的制作还应该充分考虑到所有空心板梁的预制,在利用先张法制作空心板梁之前,按照设计要求在台座
上分节绑扎钢筋骨架,检查定位板的力筋孔位置和孔径大小是否符合设计要求,然后将定位板固定在横梁上。

2.2 千斤顶的选择
千斤顶是空心板梁制作的重要设备之一,根据钢绞线的理论计算伸长值初应力应该采用单顶进行逐根张拉,然后再用大顶一次性张拉到位,这样可以保证张拉工作的可靠性以及稳定性。

2.3 锚具、夹具以及连接器的选择与检测
锚具、夹具以及连接器是用于连接预应力筋的装置,在进行选择与检测时必须要严格按照《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》中的相关规定,锚具的选用如下表1所示:
预应力空心板梁的锚具、夹具以及连接器应该根据性能、型号、预应力筋的数量、混凝土等级等相关因素进行选择,在预应力筋强度等级已经确定的条件下,连接器组件的选择以及测试性能,应该同时满足锚具效率系数大于等于95%,并且预应力筋总应变大于等于2.0%两项要求。

2.4 预应力筋的伸长值控制
先张法预应力空心板梁的应力控制技术关键就是预应力筋的伸长值计算,钢绞线张拉采用张拉力和伸长值双重控制,根据油顶标定测试数据及钢绞线的弹性模量计算出张拉应力控制的油表读数及伸长值,采用符合设计要求的钢绞线。

首先用穿心油压千斤顶将钢绞线调整到初应力后,再用大顶进行整体张拉,对张拉端的钢绞线伸长值进行测量记录,测量时要去除油顶的回缩量确保伸长值准确无误。

钢绞线张拉时的应力控制,首先应该以伸长值进行校核,实际测量的伸长值与理论伸长值之间的误差应符合设计要求;设计未规定时误差应该控制在±6%之内,如果超出此范围则应该立刻停止
张拉,查清楚产生异常的原因并且及时进行矫正,然后才能进行继续张拉工作。

总之,在实际工程的应用当中主桥的横截面设计通常采用宽跨度较小的单箱单室箱形截面,这样可以有效地减小横向挠曲有利于主梁的纵向刚度。

但是对与预应力空心板梁的应力控制要根据桥梁构造以及施工要求进行调整。

如果预应力设计恰当,不仅能够使结构的跨越能力大幅度提高,提高工程质量,而且可以大幅度减轻结构自重,使结构变得美观轻巧,从而节约大量的钢材和混凝土。

3 结语
综上所述,利用先张法预应力空心板梁进行应力控制具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好等优点,所以在现代桥梁建设中得到了越来越广泛的应用。

在桥梁预应力的设计研究中,首先要根据预应力连续梁桥悬臂施工的各个阶段中箱梁应力的变化,以及不同阶段配置预应力筋所起的作用,提出行之有效的技术措施以及施工手段。

然后针对纵向预应力筋下弯束的作用是为抵抗腹板主拉应力,随着竖向预应力的数值增大腹板的主拉应力的安全储备也随之提高,合理设置竖向预应力不仅可以取消下弯束还能简化施工。

此外,还应注意先张法预应力空心板梁的应力控制时,预应力混凝土连续箱梁桥中,箱梁处于复杂的受力状态,并且竖向预应力筋一般都比较短,所以必须考虑混凝土在多轴应力状态下如何提高强度,提供竖向预应力值的合理计算方法,并进一步改善竖向预应力筋施工工艺的方法,为合理设计空心板梁提供了理论依据。

使大跨
连续梁桥在结构受力、使用功能和适应环境等方面可以充分发挥其自身的优越性。

参考文献
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[2] 刘涛.曲线预应力连续梁桥设计[j].水科学与工程技
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