預應力梁預加應力效果的條件限制

預應力梁預加應力效果的條件限制

1施工介紹1.1空心板梁結構張法預空心梁的設計負荷為蒸汽-20、懸掛-120。在Ⅰ類荷載組合下為全預應力混凝土構件，在其他各類荷載組合下按部分預應力混凝土A類構件設計?？招陌辶旱拈L度為15.96m，寬度為99cm，高為70cm，圓孔直徑為50cm，混凝土強度等級為C40。預應力鋼絞線采用15根φ12.7，其布置形式如圖1，虛線所示部分為失效鋼絞線。1.2張拉臺座及鋼絞線的鋪設預應力混凝土空心板梁在臺面上采用“長線法”施工。張拉臺座的長度為86.5m，每張拉槽生產(chǎn)16m梁5片。鋼絞線的鋪設長度按照經(jīng)濟和施工方便的原則確定，其剩余長度利用錨固板和錨固螺桿來調(diào)節(jié)。（見圖2)1.3yc—張拉程序張拉按照0—σ0—105%σK（持荷時間為5分鐘）—σK（錨固）的程序來進行。初張拉應力σ0=20%σK，初張采用YC—025小千斤頂逐根張拉，張拉順序為從中間向兩側逐漸對稱外張。當單根初張結束后，對已錨固好的鋼絞線進行整體張拉。整體張拉采用一個油泵，兩個YT—3920(400)K型千斤頂，由油泵分別向兩個千斤頂輸油，從而拉動兩個錨固螺桿，使錨固板平等移動，鋼絞線同時伸長，當達到105%σK時，保持該應力5分鐘，然后逐漸減小到σK并錨固。2預應力管道預加應預應力混凝土是充分利用混凝土的抗壓性能和鋼絞線（鋼筋、鋼絲）的抗拉性能的高強復合材料。對其鑒定不僅要視混凝土強度是否達到要求，而且還應確定其預加應力是否達到設計要求。對于后者，除在鋼絞線張拉時進行雙控外，主要從：鋼絞線往梁體內(nèi)的回縮；整體放張后張拉槽內(nèi)梁體的滑移；放張后梁的反拱度的發(fā)展等幾個特征數(shù)值來進行分析。3鋼絞線回縮量測試單梁體內(nèi)鋼絞線的回縮是指在放張后鋼絞線向梁體內(nèi)的回縮。在一片梁中因各鋼絞線的有效長度不一，則放張后鋼絞線向梁體內(nèi)的回縮量一定也不等。在有失效長度時，回縮值可反映預加應力的大??；在沒有失效長度時，回縮值能直接反映鋼絞線與混凝土粘結的牢靠程度。在實際測量中，于梁體外40cm處，利用膠帶紙粘貼刻痕標志于鋼絞線上，據(jù)此可測出各根鋼絞線的回縮值，如圖3所示。測得的具體數(shù)值見表1。采用公式：式中：Li——計算失效長度；ΔLi——理論回縮值；σy———放張前鋼絞線預應力。(2)放張前鋼絞線應力σy=σK-σS2-σS3-σS5式中：σK——張拉控制應力；σS2——由錨具變形、鋼絞線回縮引起的應力損失；σS3——蒸汽養(yǎng)護引起的應力損失；σS5——鋼絞線松弛引起的應力損失。3.1放張力時小，設計效率低據(jù)表1計算，在無失效長度情況下梁體鋼絞線的絕對回縮值如表2。由表2可見，鋼絞線的絕對回縮值很小，即使考慮到放張力后達到理論設計值的負面影響，也不會超過3mm。根據(jù)居易翁所著《預應力混凝土理論與試驗研究》一書中的有關公式算得在回縮量為3mm時，應力傳遞長度為0.876m，在設計錨固長度為100d(d為鋼絞線的直徑)的范圍內(nèi)，說明鋼絞線在自錨能力和應力傳遞方面是可靠的。3.2鋼絞線回縮值與所測應力損失的關系鋼絞線的失效段采用塑料管護套以隔離鋼絞線和混凝土，并在塑料管的兩頭用塑料膜封扎，以防止水泥漿進入管中。其可靠性評估見表3。實測值普遍比理論回縮值小的原因主要有：(1)理論計算考慮的鋼絞線應力損失與實際施工中產(chǎn)生的應力損失有所差別；(2)塑料管端頭未密封好，導致砂漿進入管內(nèi)，產(chǎn)生粘結作用。究竟是哪一種原因?qū)е聝芍挡町悾F(xiàn)分析如下：如因砂漿進入塑料套管而導致失效措施無效，則所測回縮值應是隨機的雜亂無章的。而本例所測實測值基本在理論值89.15%左右，其離散程度均勻，最大偏離率僅為4.65%，未發(fā)生參差不齊、誤差較大的離散值。這說明實測值偏小主要是由于第一種原因產(chǎn)生的。綜上所述，可得以下結論：(1)鋼絞線往混凝土內(nèi)的回縮值基本符合理論計算值；(2)綱絞線失效部分失效措施是可靠的。4平均失效長度梁整體滑移是張拉槽中的幾片梁在養(yǎng)護結束后進行放張時，由于鋼絞線的回縮而產(chǎn)生的各片梁向錨固端的滑移。其滑移的距離大小受整個長線中失效鋼絞線的回縮力、失效長度以及梁體與底板之間的磨擦力大小的影響。在梁體與底板的磨擦系數(shù)f未知的情況下，引入平均失效長度的概念，進行滑移量的估算。平均失效長度就是把計算長度范圍內(nèi)的各根鋼絞線的失效長度迭加取其算術平均值。失效長度大于平均失效長度的鋼絞線有繼續(xù)回縮的趨勢，回縮程度受板梁底面與臺面的磨擦力大小影響；失效長度小于平均失效長度的鋼絞線不阻礙其他鋼絞線繼續(xù)回縮的趨勢，而在梁與梁之間拱起。為了評價放張時施加在梁上的預應力情況，對某張拉槽放張后梁體進行實測的結果見表4。隨著梁體與底板的摩擦力增加，梁體的回縮所受的影響增大。從表4看，各梁體相對于前梁的滑移增加量隨梁體編號向放張端移動時，也逐漸增加；而表5的離異系數(shù)顯示，愈接近放張端，其離異系數(shù)愈接近1。這與理論闡述是基本一致的。至于張拉端第一片梁的梁端滑移大小，實測顯示，一般為14～16cm，通過逆算推導，梁體與臺面的摩擦系數(shù)f約為0.3～0.4。5梁的截面及梁的不能工作反拱度是指由預應力引起的反撓度的變形大于梁體自重引起的正撓度所形成的向上拱的程度。對于確定的荷載和梁體自重，其反拱度的數(shù)值亦非定值，它隨時間的長短而變化。其變化量主要取決于放張時的強度與混凝土28天強度之比。其比值愈大，后期變化量愈小。本文實例采用放張強度不低于設計強度的80%。張拉槽臺面的不平整導致了梁體底面的不平整。為此，采用先分別測出底板高程以及在不同時期產(chǎn)生一定反拱度時梁底高程（選取對應的17點，測頻為1點/米），然后將各測點所測數(shù)據(jù)坐標化，并將它們標注在以兩端連線為坐標的同一坐標系內(nèi)，進行相互對比的方法得出各點的反拱度。通過對5片梁的跟蹤測量，其最大反拱度基本處于1/2L處。梁跨中52天反拱值見表6。根據(jù)《公路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》的有關變形驗算