折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁受力性能及工程應(yīng)用研究.pdf

1、折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁是我國(guó)近年來(lái)開(kāi)始在橋梁工程中應(yīng)用的一種新型預(yù)應(yīng)力混凝土梁,它克服了傳統(tǒng)的采用直線形預(yù)應(yīng)力筋先張法混凝土構(gòu)件不能適用較大跨度的缺點(diǎn),具有后張法構(gòu)件可變化預(yù)應(yīng)力筋線形的優(yōu)點(diǎn),能適用于建造較大跨度的混凝土橋梁;更重要的是省去了后張法預(yù)留孔道、穿筋、灌漿等工序,從根本上克服了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道灌漿不實(shí)的缺點(diǎn),使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土能有效粘結(jié),可避免因混凝土開(kāi)裂引起的預(yù)應(yīng)力筋銹蝕,顯著提高了混凝土橋梁的耐久性;應(yīng)用于構(gòu)件

2、數(shù)量較多、工作環(huán)境較差的公路、鐵路橋梁,尤其是跨海大橋、高寒地區(qū)的橋梁工程中經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分明顯。由于折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的一些明顯優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外跨海大橋、高速公路橋和高鐵橋梁中已開(kāi)始應(yīng)用。
　　 本文結(jié)合我國(guó)在高速公路橋梁中首次應(yīng)用35m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的工程實(shí)例—河南省境內(nèi)駐馬店至桐柏高速公路淮河大橋,對(duì)折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的預(yù)應(yīng)力參數(shù)、12m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土模型箱梁受力性能、35m折線先

3、張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的施工監(jiān)測(cè)及受力性能、以及折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁鋼絞線錨固區(qū)和彎起區(qū)的局部應(yīng)力等進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究和分析,提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和施工要點(diǎn)的建議,為折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁這種新型預(yù)應(yīng)力梁的工程應(yīng)用提供了依據(jù)。論文的主要工作有:
　　 1.折線先張法預(yù)應(yīng)力參數(shù)的試驗(yàn)研究根據(jù)折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力性能分析的需要,結(jié)合工程應(yīng)用中采用的拉板式彎起器,對(duì)鋼絞線的彎折抗拉強(qiáng)度、彎折摩擦損失進(jìn)行了試驗(yàn)研究,

4、對(duì)鋼絞線在折線先張法構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,得到了鋼絞線彎折抗拉強(qiáng)度、彎折摩擦損失和預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度等相關(guān)預(yù)應(yīng)力參數(shù)的計(jì)算公式,為折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的計(jì)算分析和工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　 2.12m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土模型箱梁受力性能的研究結(jié)合12m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土模型箱梁的制作,對(duì)鋼絞線張拉和放張過(guò)程中的應(yīng)變(應(yīng)力)進(jìn)行監(jiān)測(cè),分析了施工階段鋼絞線的各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失,提出了折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁預(yù)應(yīng)力

5、損失的計(jì)算方法;通過(guò)模型箱梁受力性能的試驗(yàn),分析了折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的受力特點(diǎn);并通過(guò)對(duì)折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁混凝土預(yù)壓應(yīng)力、承載力、抗裂性、撓度和裂縫寬度的計(jì)算分析,提出了設(shè)計(jì)計(jì)算方法的建議。
　　 3.35m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的施工監(jiān)測(cè)及受力性能試驗(yàn)結(jié)合折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁在我國(guó)高速公路橋梁中首次應(yīng)用的工程實(shí)例—河南省駐馬店至桐柏高速公路淮河大橋,對(duì)35m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁制作過(guò)程中鋼絞線的

6、應(yīng)力、張拉橫梁和鋼筋混凝土反力梁的變形、以及放張鋼絞線時(shí)梁頂和梁端腹板端部的混凝土應(yīng)變(應(yīng)力)進(jìn)行了監(jiān)測(cè);對(duì)其中l(wèi)片箱梁進(jìn)行了豎向荷載作用下受力性能的試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)箱梁的撓度、抗裂性能、裂縫開(kāi)展以及承載力進(jìn)行了分析,獲得了寶貴的工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　 4.折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁局部應(yīng)力分析針對(duì)折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁在早期試驗(yàn)研究中曾出現(xiàn)的鋼絞線錨固區(qū)和鋼絞線彎超區(qū)混凝土開(kāi)裂的問(wèn)題,運(yùn)用有限元分析程序?qū)?種工況下折線先張

7、法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁腹板端部鋼絞線錨固區(qū)和拉板式彎起器鋼絞線彎起區(qū)混凝土的局部應(yīng)力進(jìn)行了分析,提出了適當(dāng)增大梁端腹板厚度、設(shè)置鋼絞線錨固失效段等防止梁端混凝土開(kāi)裂的措施,并通過(guò)對(duì)實(shí)際工程梁端混凝土局部應(yīng)力的量測(cè)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 5.折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁張拉和放張工藝在總結(jié)12m和35m折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁設(shè)計(jì)制作、施工監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁張拉和放張工藝要點(diǎn)的建議,供實(shí)際工程應(yīng)用