混凝土梁橋預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制檢測技術(shù)

1、摘要預(yù)應(yīng)力鋼束是對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁構(gòu)架當中十分重要的部件，其性能的好壞直接決定整體的使用情況，預(yù)應(yīng)力損失很大程度上會對橋梁的形狀、結(jié)構(gòu)以與使用年限產(chǎn)生很大的影響。因此，對于鋼束有效預(yù)應(yīng)力檢測、評估以與相關(guān)的計算，對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁具有十分重大的意思價值。本文針對這種情況進行了系統(tǒng)性的探討。這篇文章依據(jù)國家西部交通建設(shè)科技項目大中跨徑混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)研究為參考，借助相關(guān)專家研究出的預(yù)應(yīng)力鋼束沿程分布規(guī)律的探究成果，進行了詳細的探究。在實橋預(yù)留測點處，通過橫位移增量法檢測方法對鋼束的有效預(yù)力進行相應(yīng)的檢測，通過一定的規(guī)律計算出實際數(shù)據(jù)。對橋梁的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)建立科學(xué)化的模型，同時，遵循一定的規(guī)律

2、計算出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。并且通過鋼束有效預(yù)應(yīng)力實際測試結(jié)果和計劃值做詳細的對比，以此來判別當前階段與影流損失的情況。同時，根據(jù)規(guī)狀態(tài)下主梁上下緣混凝土應(yīng)力實際布局狀況，按照相應(yīng)的標準進實際的操作，同時對已經(jīng)通過抽檢的鋼束預(yù)應(yīng)力進行測量出實際值。橋梁在實際使用階段，會因為各種各樣復(fù)雜的原因而產(chǎn)生相應(yīng)的影響，特別是預(yù)應(yīng)力損失造成的影響。因此，為了更好的保障橋梁的安全性問題，本文通過利用MIDAS空間模型，同時，考慮到更多可能的發(fā)生的狀況，對橋梁的安全性做出了相應(yīng)的檢驗分析，從理論情況來看，該座大橋在投入使用30年后很大程度上會出現(xiàn)開裂的現(xiàn)狀，因此，強烈建議在地板出預(yù)留管道處添加相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼束或者是增添

3、體外預(yù)應(yīng)力束以此來增強大橋的強度。關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力損失，有效預(yù)應(yīng)力預(yù)測，結(jié)構(gòu)安全性分析。60 / 65AbstractPrestressed steel beam is very important for the prestressed concrete bridge structure of the components, its performance decides the overall usage, the prestress loss will largely affect the shape, structure and service life of the big bridg

4、e. Therefore, it is of great value to the prestressed concrete bridge for the detection, evaluation and calculation of the effective prestress of steel beams. This paper makes a systematic study on this kind of situation.This article on the basis of western transport projects "medium and large

5、span prestressed concrete bridge detection technology research" as a reference, with the help of experts of the prestressed steel beam along the distribution of research results, carried out a detailed inquiry. The effective pre tension of the steel beam is measured by the method of the displac

6、ement increment method, and the actual data is calculated by the method of the displacement increment method. To establish a scientific model of the structural data of the bridge, at the same time, to follow certain rules to calculate the corresponding data. By comparing the actual test results and

7、the planned value of the effective prestress of the steel beam, the results of the current stage and the loss of the shadow flow can be judged. At the same time, according to the rules of the main beam on the bottom edge of the concrete stress distribution conditions, according to the corresponding

8、standard into the actual operation, at the same time on the steel beam has been measured by the test of the actual value.Bridge in the actual use of the stage, because of a variety of complex causes and the corresponding impact, especially the impact caused by the loss of prestress. Therefore, in or

9、der to better protect the safety of the bridge, through the use of MIDAS space model, at the same time, taking into account the more likely occurrence situation, the safety of the bridge has made the corresponding analysis test, from the theoretical perspective, the use of bridge crack status will a

10、ppear after 30 years largely in input therefore strongly recommended in the floor of the pipeline at the reservation and add the corresponding prestressed steel beam or adding external prestressed tendons in order to enhance the strength of the bridge.Key words: Prestress loss; Effective prestress f

11、orecast; Analysis of structural safety目錄摘要1Abstract21緒論11.1研究背景11.2預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁病害與成因21.2.1預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁病害現(xiàn)象21.2.2病害成因31.3國外有效預(yù)應(yīng)力檢測研究現(xiàn)狀41.3.1國外研究現(xiàn)狀51.3.2國研究現(xiàn)狀 可加容51.4本文研究的目的和主要容91.4.1研究目的91.4.2主要容101.5研究容、技術(shù)路線和創(chuàng)新點111.5.1研究容111.5.2技術(shù)路線的創(chuàng)新點121.6本文采用的技術(shù)路線122有效預(yù)應(yīng)力評價方法142.1基本假定142.2鋼束的測試分類142.3鋼束沿程分布模擬152.3.1平緩束15

12、2.4復(fù)雜鋼束有效預(yù)應(yīng)力的模擬192.4.1預(yù)應(yīng)力損失與有效預(yù)應(yīng)力計算192.4.2有效預(yù)應(yīng)力的模擬242.5同一截面不同鋼束間有效預(yù)應(yīng)力預(yù)測272.5.1基本假定272.5.2錨固損失l2簡化計算282.5.3同一截面各對稱鋼束間有效預(yù)應(yīng)力的關(guān)系原理293預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程施工313.1預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程特點313.1.1我國預(yù)應(yīng)力混凝土的現(xiàn)狀313.2預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程施工中預(yù)應(yīng)力損失與其控制323.2.1預(yù)應(yīng)力損失323.3預(yù)應(yīng)力鋼絞線斷絲或滑絲363.4預(yù)應(yīng)力不均勻363.4.1減少預(yù)應(yīng)力損失的措施373.5本章小節(jié)394預(yù)應(yīng)力精細化施工技術(shù)404.1錨具與其安裝就位質(zhì)量控制404.1.1錨具質(zhì)量

13、控制404.1.2錨具安裝就位質(zhì)量控制414.2錨具施工中引起的預(yù)應(yīng)力缺陷414.2.1孔道中心線與錨頭墊板面不垂直或墊板中心偏離孔道軸線414.2.2錨具夾片滑絲412.2.3錨具碎裂424.3鋼束的梳編穿束工藝424.3.1鋼絞線發(fā)生纏繞的原因424.3.2鋼束梳編穿束工藝434.4預(yù)應(yīng)力拉施工474.4.1拉前的準備工作474.4.2 拉施工工藝484.4.3拉設(shè)備485錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測505.1錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測505.2錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)最常用的方法505.3錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)的頻率525.4錨下預(yù)應(yīng)力檢測過程中所出現(xiàn)的問題535.4.1錨下有效預(yù)應(yīng)力值小于控制拉預(yù)應(yīng)力值的

14、原因535.4.2有效預(yù)應(yīng)力值大于控制拉預(yù)應(yīng)力值的原因535.5小結(jié)546結(jié)論與展望566.1結(jié)論566.2展望56參考文獻581緒論1.1研究背景根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的相關(guān)信息記載，德國是其出現(xiàn)最早的地區(qū)，隨后隨著其不斷的發(fā)展，開始不斷擴散到其他地區(qū)，主要有美國、日本以與歐洲等。早在19世紀50年代之前，因為各方面的限制，主要包括施工技術(shù)和材料，所以應(yīng)用相對廣泛的是中小跨徑的簡支梁和拱橋。從19世紀50年代開始，建筑材料和施工技術(shù)等方面發(fā)展迅速，在橋梁的建設(shè)過程中，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁已經(jīng)有了一定的應(yīng)用，并且通過了日常生產(chǎn)實踐的檢驗，其使用開始逐步擴散至世界各個地區(qū)。上個世紀中期，我國在橋梁建設(shè)

15、方面的研究方向有所改變，對小跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中進行了相關(guān)試驗，并成功實現(xiàn)國首個預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的構(gòu)建，其跨徑長達20米。自此以后，在公路橋梁的建設(shè)過程中，該項技術(shù)有了廣泛的應(yīng)用，與之相關(guān)的裝配標準圖也通過出版的方式展現(xiàn)出來。到上個世紀60年代，國首座Z型剛構(gòu)橋成功建成，這是我國第一次使用懸臂施工的方式進行的橋梁建設(shè)過程。20世紀70年代，一座形狀特殊的簡支梁橋成功建成，呈現(xiàn)出魚腹的形狀，坐落于，該橋梁的跨徑長達52米。隨后在1976年，一座具有一定長度的橋梁建設(shè)成功，即便是現(xiàn)在，國也還沒有比之更長的橋梁建筑出現(xiàn)，這座橋長達3km，建立于。緊接著，預(yù)應(yīng)力梁橋在國有了進一步的發(fā)展，已經(jīng)開始

16、出現(xiàn)連續(xù)梁橋的工程建設(shè)。從上個世紀80年代開始，國在進行橋梁建設(shè)的過程中對懸臂施工的方式已經(jīng)相當熟練，預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的建設(shè)已經(jīng)廣泛存在，一直到90年代前期，隨著相關(guān)設(shè)備和工藝的不斷進步和完善，實現(xiàn)大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的建設(shè)是其中的一個必然趨勢，在這之后，國橋梁開始向大跨徑的方向發(fā)展，同時在結(jié)構(gòu)方面也更傾向于連續(xù)剛構(gòu)的橋梁。在1997年的時候，我國成功建成虎門輔航道橋，這座橋同時具備大跨徑和連續(xù)剛構(gòu)的特點，在當時那個年代，是同類型梁橋中，其跨徑長度創(chuàng)世界之最。國正處于改革開放進行時，各個方面的發(fā)展都取得了一定的進步，基于這樣的現(xiàn)狀，各種交通設(shè)施需要進一步發(fā)展才能滿足人們新的需求，包括公路橋梁

17、以與城市橋梁等。人們對交通設(shè)施的要求在不斷的提高，而國交通設(shè)施的現(xiàn)狀表現(xiàn)出一定的落后性，兩者之間存在巨大落差和矛盾，為了解決這一問題，我國經(jīng)歷了數(shù)十年的時間，加大力度發(fā)展橋梁建設(shè)，并在這方面取得了比較一定成績。經(jīng)過多年的努力，在全國圍實現(xiàn)多個橋梁的成功建設(shè)，在這些橋梁中，更多的還是中跨徑和小跨徑的橋梁。1.2預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁病害與成因1.2.1預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁病害現(xiàn)象在交通事業(yè)快讀發(fā)展的階段，除了大量交通設(shè)施的成功建設(shè)，對于部分已有的橋梁，基于各種環(huán)境因素的不利影響，其預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)也會受到各種損害。對于正在使用的各種預(yù)應(yīng)力橋梁，它們受到的損害主要表現(xiàn)在梁體出現(xiàn)裂縫、外漏的鋼線被腐蝕生銹、梁體裂縫

18、情況加重以與跨中撓度加大等情況(圖1.2.1)，橋梁各方面的功能性都會受到一定的影響?？缰袚隙群土旱装逯g存在相互影響的關(guān)系，前者撓度的加大將會對后者的開裂造成不利影響，兩者之間的影響是相互的，與此同時還會伴隨著其他各種情況的發(fā)生，包括鋼筋銹蝕、持久度以與強度受損等等，這一系列的問題都使得橋梁的正常運營存在各種隱患，其使用周期以與正常運營過程都會受到不利影響。下面簡單介紹國幾座著名橋梁使用過程中面臨的各種情況。圖1.2.1橋梁病害黃河公路大橋，于1976年建成，跨徑長達50米，整個橋長達3千米。經(jīng)過多年的使用之后，橋體不可避免的受到一些損害，首先有裂縫出現(xiàn)在其局部，并且存在坑槽的情況；在橋梁的

19、重要部位主梁中，結(jié)構(gòu)中的鋼筋保護層出現(xiàn)比較嚴重的剝落情況，在某些局部區(qū)域甚至出現(xiàn)鋼筋裸露的情況，另外，預(yù)應(yīng)力鋼筋存在被銹蝕的現(xiàn)象；除此之外梁體上面已經(jīng)有較多微笑的裂縫，存在下?lián)系默F(xiàn)象。虎門大橋輔航道橋，在其剛剛建設(shè)成功的時期，其跨徑的長度存在明顯優(yōu)勢，曾創(chuàng)世界之最。有相關(guān)人員對其實際數(shù)據(jù)進行多年的觀測，結(jié)果顯示，其墩頂角并沒有出現(xiàn)明顯的位移，其承臺在豎直方向上位置的變化也相對較小，但是由于混凝土收縮徐變等原因，導(dǎo)致其跨中撓度向不斷增大的方向發(fā)展。根據(jù)相關(guān)檢測數(shù)據(jù)顯示，對比其剛剛建成時的狀態(tài)，這座橋跨中下?lián)系某潭缺容^明顯，左幅橋和右幅橋的累計下?lián)戏謩e為22.2cm和20.7cm。1994年，金山

20、大橋于建成，是一座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁。經(jīng)過7年的運營之后，其主跨中表現(xiàn)出下?lián)犀F(xiàn)象，累計下?lián)线_22cm，另外有較多的斜向裂縫出現(xiàn)在其主跨箱梁腹板。團山河大橋于2000年建成，是一座斜交空心板橋。經(jīng)過7年的運營之后，其空心板部位的鋼筋裸露現(xiàn)象嚴重，同時伴隨著明顯的麻面現(xiàn)象；另外，不止50%的梁體都存在明顯的縱向裂縫情況；有橫向裂縫出現(xiàn)在大量的梁體中，具體表現(xiàn)在跨中附近的地板上，其中情況最嚴重的莫過于第四孔左幅，橫線裂縫的現(xiàn)象出現(xiàn)在該部位的所有空心板中，對于其中的邊梁，裂縫幾乎連接腹板和頂板，其寬度最寬達到0.5mm。山河大橋是一座規(guī)模較大的橋梁建筑，整個橋體跨越山河，坐落于102國道山海關(guān)段

21、。在經(jīng)歷了多年的運營之后，其梁體下?lián)犀F(xiàn)象明顯，累計量達50mm，有大量的寬度大約為0.2mm的裂縫出現(xiàn)在其腹板部位，其中寬度最大的達到0.42mm，另外其保護層以與鋼筋等結(jié)構(gòu)都受到嚴重損害，橋梁的行車過程存在較大的安全隱患。因為在預(yù)應(yīng)力技術(shù)方面的認知不足，另外沒有有效控制其預(yù)應(yīng)力筋危害的發(fā)展，再加上其使用過程缺少規(guī)性以與后期養(yǎng)護不足等，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁出現(xiàn)各種工程事故，嚴重的還可能出現(xiàn)橋梁垮塌的情況，最終使得各個方面的利益都受到嚴重損害。1.2.2病害成因我們都知道，在各種環(huán)境以與材料的作用下，混凝土的結(jié)構(gòu)性能都會受到一定影響，輕則受到損傷，重則被損壞，這個過程的發(fā)展是必然的。就預(yù)應(yīng)力混凝

22、土橋梁而言，這種情況通常表現(xiàn)在混凝土在結(jié)構(gòu)方面表現(xiàn)出的不同以與混凝土各方面功能性的退化等的出現(xiàn)與這些情況的進一步加劇等。混凝土結(jié)構(gòu)的變化呈現(xiàn)出非線性的狀態(tài)，該過程相當復(fù)雜，在對之進行計算的時候并不能得到精確的結(jié)果。根據(jù)美國混凝土學(xué)會的相關(guān)報告顯示，對混凝土的收縮和徐變過程產(chǎn)生影響的所有因素中，其自身同時也屬于一個隨機變量，并且其變異系數(shù)通常高于15%，對于眾多預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁來說，如果其下?lián)铣潭冗^于明顯，則表示在估算混凝土的結(jié)構(gòu)屬性與其對橋梁使用壽命的影響程度時還不夠全面。當預(yù)應(yīng)力鋼筋受到損傷的時候，特別是其有效預(yù)應(yīng)力受到不利影響，通常情況下會對橋梁的使用壽命造成一定影響，如果情況比較嚴重，橋

23、梁的正常使用過程將會存在各種安全隱患。根據(jù)以上所述不難發(fā)現(xiàn)，橋梁主跨下?lián)线^大以與斜縫裂的產(chǎn)生等橋梁病害現(xiàn)象的存在相對廣泛，而這些病害的出現(xiàn)大多數(shù)都與預(yù)應(yīng)力減小相關(guān)。所以為了保障橋梁結(jié)構(gòu)的安全性并實現(xiàn)其使用壽命的長期性，有必要對預(yù)應(yīng)力混凝土新建橋梁展開深入研究。由于受到材料、施工以與外界環(huán)境等因素的作用，處于在役階段的橋梁存在預(yù)應(yīng)力損失的現(xiàn)象。因此在進行設(shè)計的時候，應(yīng)該將對應(yīng)的應(yīng)力損失減去，經(jīng)過這樣的處理之后得到的預(yù)應(yīng)力才是鋼筋預(yù)應(yīng)力值。對于正處于在建和在役階段的橋梁，其施工過程通常采取的是后法，所以當對之進行正常的使用時，應(yīng)該從一下幾個方面對其損失進行考慮。應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失l

24、1具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失l2凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失l4筋松弛引起的應(yīng)力損失l5混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失l6當橋梁所處的階段為在役與在建的時候，并不能準確獲知其結(jié)構(gòu)實際的有效預(yù)應(yīng)力。就現(xiàn)階段而言，在設(shè)計和施工過程中使用的有效預(yù)應(yīng)力是通過計算獲得，通常情況下，都是充分利用各種設(shè)計規(guī)標準，結(jié)合相關(guān)的公式原理，進而展開對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力損失估算；進行具體的施工時，其控制過程主要依賴于鋼束拉值。很顯然，在整個建設(shè)期間，各種不確定因素是必然存在的，包括在施工和控制等方面存在的誤差；當橋梁處于運營期間，在各方面原因的影響下，與計算值相比，預(yù)應(yīng)力鋼束力的具體數(shù)值將會有所不同，這對橋梁的功

25、能性與其使用壽命造成一定影響，甚至將會讓橋梁的使用過程的安全性失去有效保障，造成安全事故。1.3國外有效預(yù)應(yīng)力檢測研究現(xiàn)狀仔細分析以上各種橋梁病害，不難發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在構(gòu)建力結(jié)構(gòu)的過程中，主要依賴于預(yù)拉預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋是其重要的受力結(jié)構(gòu)，各方面都于預(yù)應(yīng)力密切相關(guān)，因此在對橋梁的工作性能進行評價的時候，最重要的就是對其有效預(yù)應(yīng)力進行詳細的了解。因此，有必要采取相關(guān)措施檢測橋梁鋼束的有效預(yù)應(yīng)力，密切關(guān)注橋梁預(yù)應(yīng)力筋的具體情況，以便能夠與時發(fā)現(xiàn)并問題并找出其具體原因，進而使得改進過程具有較強目的性，從而減少甚至是避免各種安全事故的發(fā)生。1.3.1國外研究現(xiàn)狀早在1978年的時候，Tse就

26、從理論的角度提出這樣的觀點，由于在軸向上，梁體的壓力減小，均質(zhì)梁的振動頻率會因為這個力的作用發(fā)生變化。1982年到1988年期間，有多位學(xué)者展開試驗對橋梁多個結(jié)構(gòu)的單元剛度進行測定。1990年的時候，Buckle兩座橋梁之間是否存在了裂縫進行測定，他展開的一系列試驗主要依托于梁體振動的特性。1994年，有學(xué)者通過定量的方式對梁體剛度受到永存預(yù)應(yīng)力的影響，他們使用的原理為橋梁的振動頻率；他們通過建立室模型進行試驗，得到的結(jié)論為：從理論上來說，對于質(zhì)地均勻的構(gòu)件，理想的狀態(tài)應(yīng)該是隨著預(yù)應(yīng)力的減小，頻率呈現(xiàn)出逐漸增大的發(fā)展趨勢；事實上，因為存在軸向壓力荷載，所以構(gòu)件將會有所增強，隨著預(yù)應(yīng)力的增大，頻

27、率將會逐漸增大，在實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對之進行進一步的推導(dǎo)，求取有效剛度(EI)的值，可以通過以下表達式來表示二者之間的關(guān)系：(EI)e=(1+1.75Nfe)EIg (1.3.1)式中，N為軸向壓力(正數(shù));fe為混凝土抗壓強度;Elg為鋼筋混凝土梁的剛度;從表達式可看出，軸向力N和有效剛度(EI)e。之間是線性關(guān)系，但是他們的試驗僅對矩形截面形心處直線布束模型作了研究，缺少其他布束形式(例如曲線布束、偏心直線布束)和其他截面形式的研究。A.Dallasta和Lades對混凝土簡支梁的研究，應(yīng)用Kirchhoff動力模型，用變分法進行推導(dǎo)得:n2n44mL4Ec-NAcIc+(Ey+NAy)I

28、y(1.3.2)式中Ey, Ay, Iy、一一預(yù)應(yīng)力束的彈性模量、截面積、慣性矩;Ec , Ac, Ic一一混凝土的彈性模量、截面積梁的慣性矩;m單位長度的質(zhì)量，由于拉力N 的項與和奇成比例其值遠小于E、和耳項，而且I、通常比I小很多，因此，基本上可以忽略梁受到的來自鋼束預(yù)應(yīng)力的振頻影響。德國學(xué)者Jorge F.Unger在2006年的時候進行了一個試驗，研究的容主要是從開裂狀態(tài)一直發(fā)展至被破壞的狀態(tài)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁表現(xiàn)出的動力特性參數(shù)。其測量的數(shù)據(jù)顯示，試驗過程中使用到的方法本身存在不足，另外，當梁體的破壞形態(tài)處于早起階段時，識別梁體受到損傷過程存在一定難度，而當其受到的損傷狀態(tài)趨于極限的時

29、候，可以對之進行有效識別。1.3.2國研究現(xiàn)狀 可加容通過搜集大量相關(guān)資料并對之進行分析調(diào)研之后我們發(fā)現(xiàn)，在對有效預(yù)應(yīng)力進行檢測的時候，由于相關(guān)的技術(shù)本身存在的不足，再加上其計算過程存在各種不確定因素，以至于國這方面的發(fā)展進程不夠理想。整體而言，在有效預(yù)應(yīng)力的檢測評估方面，我們要走的路還很長。就這方面的研究，長安大學(xué)相對來說更加深入，下面對其研究成果進行總結(jié)：1、靜測法靜測法原理:將一個橫向的荷載加載于預(yù)應(yīng)力鋼絞線上，在橫向方向上始終保持位移不變，在這種情況下，橫向荷載于鋼束與力之間的關(guān)系基本上可以認為是成正比的，然后進行相關(guān)的試驗并得到具體的數(shù)據(jù)，就能夠得到在某個特定的位移下兩者之間的比例系

30、數(shù)，所以在橫向位移固定的時候，將一個橫向荷載加載于預(yù)應(yīng)力鋼絞線中，就能夠根據(jù)求得的關(guān)系式獲得對應(yīng)的有效預(yù)應(yīng)力。為了盡可能的減低系統(tǒng)中存在的誤差，在求取鋼束預(yù)力的時候，首先應(yīng)該分別求取橫向位移以與對應(yīng)的橫向荷載各自的差值，并利用它們之間關(guān)系進行計算。所得公式如下:F=lT4(1.3.3)要求出預(yù)力F，我們可以通過一些具體的實驗測出以與對應(yīng)的T，通過相應(yīng)公式進行計算。其中無論是還是T，他們都是出自長按大學(xué)的索力力測試儀器進行測試得來的，最為寶貴的一點就是這個儀器是我國自主研發(fā)并得到完整的驗證。2、動測法動測法是一種直觀直接的測量之法，它完全不同于靜測法。這種方法主要是通過在特殊情況下的環(huán)境振動拉索

31、，然后用最新的傳感器記錄全程數(shù)據(jù)，以此來識別拉索應(yīng)有的振動頻率。不過由于索拉力和其對應(yīng)的頻率之間有著一種極為微妙的關(guān)系，因此我們可以通過測量頻率來間接的得到我們需要的拉索索力，這種方法在斜拉橋的索力測量之中使用特別廣。想要測試橋梁部鋼束的有效預(yù)應(yīng)力的話必須要利用動測之法來測試，其最為基本的一種思路為：通過對現(xiàn)有橋梁梁體進行局部性質(zhì)的破損，然后剝離出一定長度的鋼束，再然后通過拉儀將對應(yīng)的鋼束拉起，用特有的測試長度對它進行簡支，最后通過鋼束頻率來測試計算出鋼束實際的預(yù)應(yīng)力。3、應(yīng)力釋放法應(yīng)力的釋放之法一般用在鋼結(jié)構(gòu)中殘余應(yīng)力的測試，其最基本的工作原理就是對最為初始的約束應(yīng)力進行詳細的測試構(gòu)件，然后

32、通過相應(yīng)的機械切割來不斷的釋放被約束的應(yīng)力，接著使用特定的儀器測量出在構(gòu)件被切割后的應(yīng)力變化量，最后根據(jù)相關(guān)的材料得出結(jié)論。這種方法之下求到的本構(gòu)關(guān)系便是構(gòu)件的最為真實的應(yīng)力狀態(tài)，其最后需要根據(jù)截面的平衡原理求出截面對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力。4、剛度法測量有效預(yù)應(yīng)力在預(yù)應(yīng)力的混凝土中的支梁上固有的振動一般都是采取Eluer-Bernoulli梁對應(yīng)的曲振方程：EIY(4)+my+Ny=0 （1.3.4）可利用簡支梁的邊界條件推導(dǎo)出其固有頻率與拉力的關(guān)系為：n2=(nL)4ELm-(nL)2Nm (1.3.5)當EI, m均為常數(shù)時，等截面簡的支梁采用Kirchhoff動力模型:Eb-NApIp+(Ec-N

33、AC)IC01*dx3+m01*dx3 (1.3.6)x3,t=n=1exp(int)nsin(nx3L) (1.3.7)得：n2=1m(nL)4Ep-NAPIP+(EC+NAc)IC (1.3.8)式中:Ap,Ep,Ip，分別為梁的截面面積，彈性模量和慣性矩; Ac,Ec,Ic分別為預(yù)應(yīng)力鋼束的截面面積，彈性模量和慣性矩:N為拉力。由公式(1.3.5)和(1.3.7)可以明顯看出簡支梁的振動頻率隨預(yù)力D增大而減小，但是在試驗中卻發(fā)現(xiàn)簡支梁的振動頻率隨預(yù)力的增大而增大的，這是因為縱向力的存在改變了簡支梁的剛度，所以采用修正剛度的方法來計算簡支梁的振動頻率。根據(jù)簡支梁的真實縱向錨固力N和基頻，結(jié)

34、合大量實驗數(shù)據(jù)計算回歸分析推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)的有效剛度Rc，空心板的Rc隨N的變化規(guī)律如下:Rc=1+1.9(NAfcn)EI (1.3.9)式中: Rc一預(yù)應(yīng)力混凝土梁的有效剛度;EI一鋼筋混凝土梁的毛截面剛度;N一預(yù)應(yīng)力混凝土梁的有效預(yù)應(yīng)力(KN );A一梁的毛截面面積(m²);fcn一混凝土立方體抗壓強度。由于預(yù)力對混凝土簡支梁振動頻率的影響，且必須推導(dǎo)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的有效剛度ElRc與軸向力N之間的關(guān)系，這就需要試驗來確定不同截面形式下的簡支梁的有效剛度與軸向力之間關(guān)系。5、基于開裂彎矩的有效預(yù)應(yīng)力檢測理論首次開裂彎矩法當預(yù)應(yīng)力混凝土梁出現(xiàn)可見的裂縫時，可以認為梁截面承受的彎矩即是開裂彎

35、矩，通過首次開裂彎矩推導(dǎo)出有效預(yù)應(yīng)力Npl的公式。Npl=Mcrly0I0-frI1An+epnynIn (1.3.10)式中:.yn,An,In一梁底至凈截面形心距離，不包括預(yù)應(yīng)力筋在的混凝土換算截面面積和凈截面慣性矩;y0,A0,I0一梁底至包括全部預(yù)應(yīng)力筋在的混凝土截面形心的距離，換算截面的面積和換算截面的慣性矩;Mcrl一首次開裂彎矩(Nmm)，fr一混凝土的彎曲拉拉強度(MPa ) ;epn一預(yù)應(yīng)力鋼筋合力對不包括預(yù)應(yīng)力鋼筋在的混凝土截面偏心矩。二次開裂彎矩法混凝土的受拉邊緣開裂后，裂縫將進一步向上發(fā)展，如果荷載繼續(xù)增加，使裂縫發(fā)展至預(yù)留孔道附近或者更接近中和軸的位置，此時己開裂的混

36、凝土不再承擔(dān)拉應(yīng)力，卸載至零，裂縫在預(yù)應(yīng)力的作用下可以完全閉合，若再加載至混凝土受拉區(qū)的拉應(yīng)力和預(yù)壓應(yīng)力完全相等時，裂縫將重新出現(xiàn)，稱為二次開裂裂縫，與此相對應(yīng)的截面彎矩即為二次開裂彎矩。由二次開裂彎矩可推導(dǎo)出二次開裂彎矩確定的有效預(yù)壓力Np2oNp2=Mcrly0I0 I1An+epnynIn (1.3.11)式中: Mcrl-為二次開裂彎矩?？偨Y(jié)在彎矩法開裂的問題上，首次開裂可能存在的缺點如下：開裂后荷載的準確性，然后還需要檢驗下本身彎曲的抗壓能林值，這種實驗也只有在這種時候才可能被采用。所以說這種首次開裂的情況下是很難進行測量的，更別說準確度了。對于那些第二次開裂的彎矩之法來說，他們的缺

37、點主要是：在什么時候卸荷要適當,尤其是第二次開裂的時候便需要一定的技術(shù)和經(jīng)驗作為基礎(chǔ)了，這樣才能確定其荷載的準確性，因為這里的每一個點都可能會影響到預(yù)應(yīng)力的確定，所以來不得半點馬虎。6、基于有限測點法的永存預(yù)應(yīng)力預(yù)測法（1)主要思路這種方法主要是在相應(yīng)的截面智商借助有限元的分析之法，然后再結(jié)合相應(yīng)的計算機以與橋梁相關(guān)的cad技術(shù)，再然后是計算出相應(yīng)的有效應(yīng)力，再然后便是對現(xiàn)有的橋梁機構(gòu)性能進行綜合性評估。（2）具體的解決方法通過試驗準確的測試出有限點的混凝土應(yīng)力，然后借助于有限元工具，可以有效地解決預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的有效性，具體步驟如下：采用原始結(jié)構(gòu)的離散有限元模型；對應(yīng)于材料和截面特性計算的I型模

38、型的有限元模型；以有限元模型為基礎(chǔ)，建立相應(yīng)的邊界條件；針對相應(yīng)的外載仿真模型，建立了相應(yīng)的有限元模型；預(yù)應(yīng)力I 進行有限元模型的仿真A；以-建立有限元分析模型，如果結(jié)果能滿足一定的條件，此時預(yù)應(yīng)力的模擬對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力是實際有效的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，如果結(jié)果不能滿足一定條件，則從步驟開始計算，從別的點進行模擬，預(yù)應(yīng)力I的有限元模型在滿足一定的判斷條件時，此時的預(yù)應(yīng)力才是真正有效的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。如果的全部預(yù)應(yīng)力不能滿足一定的判斷條件，又回到原來的結(jié)構(gòu)的離散有限元模型進行II，然后重復(fù)步驟-，迭代計算，直到真正有效的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。1.4本文研究的目的和主要容1.4.1研究目的從上述調(diào)查情況來看，預(yù)應(yīng)力混凝土

39、箱梁橋病害廣泛、起因復(fù)雜、加固困難，已經(jīng)嚴重制約了該類橋梁的更大發(fā)展。而且，眾多病害橋梁的處理也己成為一個社會性問題。本文的工作可望為這些問題的解決提供一個可靠的理論和方法。(1)混凝土橋梁病害研究和加固設(shè)計的前提是對混凝土材料性能的真實把握，因此試驗研究了自然環(huán)境下高性能混凝土早期時變性能一一抗壓強度隨時間的發(fā)展、彈性模量隨時間的發(fā)展、收縮和徐變。特別設(shè)計在自然環(huán)境下，并且對徐變試件早齡期即加載，這些都希望反映出目前大量使用的混凝土材料的真實時變性能。所以說，基于鋼束的真實測量值可以極為有效的反應(yīng)出預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的工作性能以與橋梁本身的健康狀態(tài)，這為后期的橋梁管理和養(yǎng)護提供了切實有效的技術(shù)性支持

40、。(2)材料的時變性連同環(huán)境、作用的隨時變化，共同影響著橋梁結(jié)構(gòu)性能隨時間發(fā)生變化，對這種變化的預(yù)期不準、控制偏差、利用不當，是造成橋梁結(jié)構(gòu)病害的直接原因之一。對混凝土結(jié)構(gòu)時變性能分析方法的研究為問題的解決提供了方法支持。(3)無論是從分析病害成因還是從加固維護的角度，對病害橋梁開展損傷分析，模擬和評價其所處的結(jié)構(gòu)性能水平都是必要和關(guān)鍵的。因為有材料時變性能試驗的支持，損傷分析才保證了成果的正確性。(4)從橋梁結(jié)構(gòu)時變性能的角度整合橋梁施工控制的方法，既有利于解決施工控制中的一些概念和細節(jié)問題，同時對充分理解和掌握橋梁結(jié)構(gòu)時變性能，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷也有很大貢獻。(5)將基于結(jié)構(gòu)性能的新一代設(shè)

41、計方法引入到加固設(shè)計領(lǐng)域，在繼承基于橋梁結(jié)構(gòu)時變性能的損傷分析的基礎(chǔ)上，采用基于性能的方法，采取包絡(luò)線進行加固設(shè)計，為大量病害橋梁的加固設(shè)計提供了可靠的實用方法。1.4.2主要容在我國，公里特別發(fā)達，尤其是最近五十年修建了很多預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁。這些橋梁都已經(jīng)經(jīng)過了多年的使用，所以說在某種程度上難免會受到各種各樣的損傷，對于預(yù)應(yīng)力筋的有效預(yù)應(yīng)力到底還存在多少就根本無從知曉了。直到現(xiàn)在我國還沒有切實有效的可以用來檢測的工程方法和最新設(shè)備，更沒有形成什么系統(tǒng)化的評價方法。所以，本文主要是為了對鋼筋混凝土中結(jié)構(gòu)的耐久性能檢測和評估上取得的成就和理論成果智商，對現(xiàn)有的中小型跨徑預(yù)應(yīng)力的有效檢測和評估方法

42、的系統(tǒng)化研究。筆者相信，通過本文的詳細認真的研究之后，筆者可以掌握我國現(xiàn)有的跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁本身的技術(shù)狀況，然后根據(jù)實際情況制定出相應(yīng)的技術(shù)對策，這樣才能從根本上延長橋梁的使用壽命。因此，在提高投資的效益的時候，一定也要全面的考慮到一些重要問題，避免出現(xiàn)安全事故。本文主要是研究關(guān)于混凝土的橋梁預(yù)應(yīng)力在拉情況下的控制以與檢測技術(shù)，這個論題其實主要還是依托在交通部門的科技項目之中，下面便是研究的幾個重點方向：1.有效預(yù)應(yīng)力評價方法2.預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程施工3.預(yù)應(yīng)力精細化施工技術(shù)1.5研究容、技術(shù)路線和創(chuàng)新點1.5.1研究容a.高大模架的選型問題我國現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工中常采用扣件式鋼管排架支模，該

43、支架具有搭設(shè)方便，通用性強、搭設(shè)三維尺寸靈活等特點，能夠滿足不同體型的結(jié)構(gòu)施工需求。在公用建筑中，如展覽中心的多功能廳、劇場的舞臺池座等大開間、大跨度部分，常采用超大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁結(jié)構(gòu)來作為大跨度現(xiàn)澆樓蓋轉(zhuǎn)換層。由于其跨度大、荷載重、高度高，要求施工單位在編制專項施工方案中應(yīng)當結(jié)合超大跨預(yù)應(yīng)力混凝土大梁特點與施工企業(yè)的技術(shù)力量，結(jié)合可組織的材料進行模架形式選型，做充分的驗算與合理構(gòu)造措施，同時考慮利用己澆注混凝土結(jié)構(gòu)傳遞卸載的有利因素與規(guī)避其他不利因素，從而做到既能保證高大模架的安全可靠，又能保證相對的經(jīng)濟效益。b.如何減少預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力的損失后法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)由于施工工期長、占用的周轉(zhuǎn)材

44、料較高，一般施工單位會通過摻加早強劑來提高混凝土早期強度，一般澆注5天后就開始拉預(yù)應(yīng)力，這是不可取的。因為混凝土強度和彈性模量增長是不同的，強度增長快，彈性模量增長慢，早期混凝土變形大，過早拉預(yù)應(yīng)力會使預(yù)應(yīng)力損失增大，導(dǎo)致大梁承載力不足而出現(xiàn)裂縫病害。因此，預(yù)應(yīng)力大梁拉前不但要保證混凝土實體強度達到設(shè)計規(guī)值，而且混凝土養(yǎng)護時間要保證21天，以減少混凝土收縮和徐變。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力拉一般采用拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長值同時控制，以力為主，以伸長值校核拉力，這對于一般結(jié)構(gòu)而言完全能滿足。但對超大跨預(yù)應(yīng)力梁伸長值按規(guī)規(guī)定，控制圍為±6%就顯得偏差圍過大，易造成鋼絞線之間預(yù)應(yīng)力受力不均勻，所以伸長值

45、宜控制在±5。根據(jù)國外相關(guān)規(guī)，跨度歲30m均要求采用兩端對稱拉法，才能保證跨中有效預(yù)應(yīng)力的建立，以減少預(yù)應(yīng)力的損失。C.預(yù)應(yīng)力混凝土大梁為大體積混凝土，如何控制溫度裂縫的產(chǎn)生由于超大跨預(yù)應(yīng)力混凝土梁屬于大體積混凝土疇，如何控制溫度收縮裂縫是保證混凝土大梁施工質(zhì)量的關(guān)鍵。混凝土大梁一般截面較高、體積較大，施工組織難度大，提出了施工前制定合理的施工方案，施工中加強施工控制來保證混凝土梁不出現(xiàn)溫度裂縫。d.預(yù)應(yīng)力混凝土大梁鋼筋骨架的安裝細化預(yù)應(yīng)力混凝土大梁鋼筋骨架的梁底保護層與鋼筋骨架的臨時固定、接頭等都不同于一般的混凝土梁，由于大梁骨架高、鋼筋直徑粗、密集、重量大，如何保證梁底受力鋼筋保

46、護層厚度與整個骨架的受力鋼筋位置是施工單位應(yīng)考慮的細節(jié)問題。1.5.2技術(shù)路線的創(chuàng)新點超大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土大梁是公用建筑的施工關(guān)鍵部位，對工期、安全、成本影響較大。本文針對超大跨預(yù)應(yīng)力大梁跨度大、高度高、自重大的特點，對工期、安全、成本影響較大，提出了以下創(chuàng)新技術(shù)路線:a.高大模架選型是超大跨預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工的關(guān)鍵，直接決定結(jié)構(gòu)的工期、安全、成本。因此，在綜合考慮以上因素情況下，應(yīng)優(yōu)先選用通用性強、搭拆靈活的扣件式鋼管腳手架支撐體系。b.預(yù)應(yīng)力混凝土梁要建立正確的預(yù)應(yīng)力，要從控制預(yù)應(yīng)力損失入手。重點在制訂拉藝上，提出了應(yīng)采用兩端對稱拉、超拉來保證超大跨預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力可靠，通過調(diào)整縮小預(yù)應(yīng)

47、力伸長值校核圍來減小拉力偏差，防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉裂縫。c.預(yù)應(yīng)力混凝土梁屬于大體積混凝土圍，控制溫度裂縫的產(chǎn)生，重點是編制詳盡的澆注方案，加強養(yǎng)護，實施溫控，實現(xiàn)施工全過程監(jiān)督來保證混凝土梁的施工質(zhì)量。d.采用抗壓強度較高的石窄板條做超大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁底受力鋼筋保護層，代替施工中常用的混凝土墊塊，解決了鋼筋保護層易變小的質(zhì)量通病。1.6本文采用的技術(shù)路線本文研究的技術(shù)路線如圖1-5所示。研究源于混凝土箱梁橋各類病害的分析和加固處理方法的探索。通過從實踐和理論兩個方面進行資料準備與文獻評論，逐漸找出并明確了研究的主線一一對結(jié)構(gòu)時變性能的分析與控制。在研究主線的指導(dǎo)下進行了試驗、理論研究以與應(yīng)用方

48、法研究兩類共五個方面的研究工作:圖1-5論文研究技術(shù)路線通過自然環(huán)境下HPC早齡期時變性能的試驗研究、基于齡期調(diào)整有效模量的分時步計算法等試驗和理論研究，為結(jié)構(gòu)時變性能分析方法的研究奠定了基礎(chǔ)。應(yīng)用方法研究包括了大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋時變性能分析、基于結(jié)構(gòu)時變性能的損傷分析方法、基于時變性能的橋梁施工控制方法以與基于性能的加固設(shè)計方法四個方面。這四個方面的研究，緊緊圍繞結(jié)構(gòu)時變性能這一主線，在分析獲得預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋時變性能之后，由時變性能分析的差異對造成結(jié)構(gòu)損傷的影響引出對結(jié)構(gòu)損傷分析方法的探索，在獲得了損傷分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出按照基于性能的方法完成加固設(shè)計。對作為設(shè)計與施工的技術(shù)銜接環(huán)

49、節(jié)，提出了基于結(jié)構(gòu)時變性能的施工控制總體方法。2有效預(yù)應(yīng)力評價方法2.1基本假定鋼束有效預(yù)應(yīng)力的正常狀況:是指預(yù)應(yīng)力混凝土實橋均處于無遺漏拉等異常狀況，并且嚴格按照設(shè)計圖紙中規(guī)定的錨下拉控制應(yīng)力建立預(yù)應(yīng)力體系的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。為了便于分析研究，根據(jù)實體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工等實際情況，在正常使用狀況下，做以下幾項基本假設(shè):(1)鋼束預(yù)應(yīng)力損失的理論分布規(guī)律與實際分布規(guī)律之間是可以相互比擬的。(2)預(yù)應(yīng)力總損失的理論分布規(guī)律與摩阻相關(guān)損失的沿程分布趨勢近似一致。(3)在役混凝土橋梁中預(yù)應(yīng)力鋼束有效預(yù)應(yīng)力預(yù)測值與設(shè)計值的差異沿縱橋向長度變化趨勢受瞬時損失中摩阻損失l1，與錨固損失l2的沿程變化規(guī)律影

50、響較大，而受預(yù)應(yīng)力長期損失。l4-l3影響程度較小。預(yù)應(yīng)力鋼束的有效預(yù)應(yīng)力縱向沿程分布預(yù)測值與理論計算值的差異可以用管道摩阻損失l1，與錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮損失l2共同辛卜償。 (4)混凝土彈性壓縮損失6ia、預(yù)應(yīng)力鋼束松弛損失l5和混凝土收縮徐變損失l6三項之和的預(yù)測值可通過公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)JTG D62-2004中的計算值來模擬，另須計入摩阻相關(guān)損失(l2與l6)對這三項損失設(shè)計值的影響。2.2鋼束的測試分類對于預(yù)應(yīng)力混凝土來說，這種應(yīng)力本身對于橋梁結(jié)構(gòu)來說都是一種潛在的未知數(shù)。就眼下情況來看的話，僅僅依靠一些簡單的理論公式就想在設(shè)計和施工的時候進行估算其中可

51、能存在的損失。如果計算得出的值和估算得來的值實際上會差別很大，因此在很大程度上這種結(jié)構(gòu)在某種狀態(tài)下影響到原本的性能和壽命。所以說，一定要對現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力束進行最直接的測量，所以說這樣便可以準確的分析出其本身所處之地。在預(yù)應(yīng)力束實際值的測量方面，目前國外研究甚少，主要研究還都集中于實驗室里，沒有推廣到實際工程中去。本文結(jié)合西部交通建設(shè)項目“大、中跨徑混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力檢測技術(shù)研究”課題研究提出了三種預(yù)應(yīng)力混凝土梁有效預(yù)應(yīng)力實際值測量方法。靜測法、動測法和應(yīng)力釋放法，靜測法是利用預(yù)應(yīng)力鋼束力測試儀把鋼束拉起一個較小的位移，然后根據(jù)力學(xué)平衡原理，建立平衡方程，來求解鋼束的實際有效預(yù)應(yīng)力值;動測法是利用索

52、力測試原理進行單根鋼束測量，通過有限點的測量值來模擬預(yù)應(yīng)力的沿程分布，然后進行結(jié)構(gòu)安全評價;應(yīng)力釋放法是對混凝土或鋼筋進行切割釋放應(yīng)力，通過截面平衡求得預(yù)應(yīng)力的合力值，采用預(yù)應(yīng)力度的思路進行整體評價。但是在實際的測量過程中，由于受到條件的限制，不可能測到鋼束沿程各點的有效預(yù)應(yīng)力值，而且層鋼束由于受到表層鋼束的限制，也是無法測量。因此需要對鋼束進行分類，對不同類型的鋼束采用不同的模擬方法，只有比較精確的模擬各根鋼束的實際有效預(yù)應(yīng)力值，才能準確的評價結(jié)構(gòu)的使用性能?；谏鲜鲈颍ㄟ^對大量實際工程的仿真分析和規(guī)律總結(jié)，可以將預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中的測試鋼束分類，分別采用相應(yīng)的模擬方法：1.縱向預(yù)應(yīng)力鋼

53、束分類根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)施工方法可以將縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的分為:懸臂束和連續(xù)束兩大類。根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼束布置的位置分為:頂板束、底板束和腹板束三大類。根據(jù)節(jié)段施工過程中預(yù)應(yīng)力體系建立的順序，分為層鋼束和表層鋼束兩大類。2.鋼束應(yīng)力沿程分布界限波動率a在鋼束拉端至錨固端縱向沿程分布圍，有效預(yù)應(yīng)力分布與預(yù)應(yīng)力損失沿程偏差情況是密切關(guān)聯(lián)的，鋼束波動規(guī)律與預(yù)應(yīng)力損失的發(fā)生機理基本一致。為了綜合考慮空間長度、空間包角、平豎曲線彎起方向和水平投影長度等幾何線型因素對鋼束預(yù)應(yīng)力損失的影響，定義鋼束分類的界限指標應(yīng)力沿程界限波動率a，即:=pemax-pemincon (2.2.1)pemax在理想狀況下，縱向沿程分布圍單

54、根鋼束有效預(yù)應(yīng)力理論最大值;pemin在理想狀況下，縱向沿程分布圍單根鋼束有效預(yù)應(yīng)力理論最小值;con在理想狀況下，單根鋼束拉控制應(yīng)力設(shè)計值。2.3鋼束沿程分布模擬從常見的表層測試鋼束入手，介紹鋼束分布型態(tài)的判別方法以與相應(yīng)的模擬方法。2.3.1平緩束1.分布模式判別由2.1節(jié)中的基本假定:鋼束預(yù)應(yīng)力損失的理論分布規(guī)律與實際分布規(guī)律之間是可以相互比擬的。對于不同截面形式、不同鋼束形式、不同施工工藝與管道狀況的平緩束而言，鋼束縱向有效預(yù)應(yīng)力沿程分布的預(yù)測值與設(shè)計值之間的關(guān)系通?？梢愿爬榈炔?、等比和混合三種模式。(1)分布模式判斷將平緩束細化為n個數(shù)值點，則有效預(yù)應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力損失關(guān)系的三種模式為

55、:1)等差模式對于鋼束上任意一點，若實際損失值與理論損失值的變化趨勢基本一致，且兩者最大差值與最小差值之差約在10 MPa以，即可認為當前鋼束分布狀態(tài)屬于等差模式，如圖2.3.1所示。數(shù)學(xué)表達式為:i=pe實-pe難，i=1nmax=max,i=1nmax=mix,i=1n (2.3.1)圖2.3.1等差分布模式2)等比模式對于鋼束上任意一點，若實際發(fā)生損失值與理論損失值的變化趨勢不同，但是，兩者近似存在比例關(guān)系，即可認為當前鋼束分布狀態(tài)屬于等比模式，如圖2.3.2所示。數(shù)學(xué)表達式為:i=pe實-pe難，i=1nmax=max,i=1nmax=mix,i=1n (2.3.2)圖2.3.2等比分

56、而模式3)混合模式在混合模式下，鋼束上任意一點有效預(yù)應(yīng)力的預(yù)測值與設(shè)計值總滿足式(2.3.3 )中的特定函數(shù)關(guān)系?；旌戏植寄Ｊ饺鐖D2.3.3所示。pe實jGape理，j+Aape理，j (2.3.3)式中:G等比權(quán)重系數(shù)，0<G<l;A等差權(quán)重系數(shù)，0<A_<1;a、b變化系數(shù)。數(shù)學(xué)表達式為:i=pe實-pe難，i=1nmax=max,i=1nmax=mix,i=1n (2.3.4)圖形描述為:圖2.3.3混合分布模式(2)分布模式判斷指標s每根鋼束有效預(yù)應(yīng)力具有不同程度的衰減，現(xiàn)擬定s作為平緩束有效預(yù)應(yīng)力分布模式的判別指標，如式(2.3.5)所示。=pe測（x0）pe理（x0） （2.3.5）式中x0平緩束中單測點的位置;pe測（x0）單測點位置xo處當前鋼束有效預(yù)應(yīng)力實測值;pe理（x0）單測點位置xo處鋼束有效預(yù)應(yīng)力設(shè)計值。鋼束有效預(yù)應(yīng)力分布模式的判斷，如表2.3.1所示。表2.3.1分布模式判斷表判別區(qū)間分布模式目標誤差限值Err=4%err=5%0.94<1.04等差0.84<0.94等比<0.84混合2.3.2波動束對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中常見的組合曲線鋼束綜合分類，可概括為下述三種形式