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谈谈预应力混凝土梁板的拱度控制

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  预应力混凝土梁(板)因其节省材料,自重轻,减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力,结构简单,安全可靠,便于安装等优点,在国内桥梁建设中得到广泛应用。有哪些需要注意的事项呢?留学网小编为您整理了几篇“谈谈预应力混凝土梁板的拱度控制”,供您参考!

  【谈谈预应力混凝土梁板的拱度控制一】

  摘要: 预应力混凝土结构已被逐渐广泛地应用于工程中,而预压力所产生的拱度正好可以抵消荷载作用下梁板所产生的挠度,显然这对结构是有利的。然而如果拱度过大,对于桥梁工程来说,造成公路桥梁路面不平顺,导致行车不顺畅,产生负面效果。因此,如何控制好结构的拱度也是一个亟待解决的问题。文章主要从拱度的成因、结构的材料等几个方面来谈谈对结构拱度的控制。

  关键词: 预应力混凝土;拱度;挠度;预应力损失

  0、引言

  预应力混凝土结构会在施工和使用过程中产生拱度,正确认识梁上拱度形成的原因和影响因素及拱度过大对结构(主要是桥梁结构)工程所造成的不利影响,从而采取一些措施在构件制作阶段设置反方向的拱度来控制梁上的拱度是很重要的一个问题。

  1、结构产生拱度的成因

  不管是先张法施工的预应力混凝土结构,还是后张法施工的预应力混凝土结构,都会向上起拱。先张法是先张拉预应力钢筋,后浇筑混凝土的施工方法,具体做法是:在台座或钢模上张拉预应力钢筋,待预应力钢筋拉伸到预定的张拉控制应力后,将预应力钢筋用锚具固定在台座或钢模上,支模、(绑扎非预应力钢筋)、浇筑混凝土,当混凝土达到设计强度的75%以上后,切断或放松预应力钢筋,预应力钢筋在回缩时挤压混凝土,使混凝土获得应力。

  而后张法是指先浇筑混凝土,后张拉钢筋的施工方法,具体做法是:先浇筑好混凝土构件,并在构件中预留孔道,待混凝土达到设计强度的75%以上后,将预应力钢筋穿入预留的预应力孔道,利用构件本身作为受力台座进行张拉,在张拉预应力钢筋的同时,使混凝土受到预压,张拉完成以后,在张拉端用锚具将预应力钢筋锚固,最后在孔道内灌浆,保护预应力钢筋,并使预应力钢筋和混凝土形成一个整体共同承受荷载。

  一般情况下,考虑梁的拱度分两部分来研究,一部分是梁体自重以及梁上荷载产生的挠度,另一部分是由于预压应力使梁产生的向上的拱度,由于受拉钢筋配置在构件的下部,这一部分的分析可以把构件看作是一个水平的偏心受压构件,从工程力学的角度来讲这种压缩变形的结果会使梁体形成一个向上的拱度,两者相互作用的效果必然会使梁形成一个向上或者向下的拱度。

  2、结构产生拱度的利弊

  结构承受着多种形式的荷载,包括自重、附属设施的重力、可变荷载、预应力等,其中永久荷载是一直存在的,而可变荷载只是临时存在,这一部分荷载产生的挠度大小逐渐变化,在最不利荷载作用下挠度达到最大值,一旦这些荷载消失,挠度就将减小很多。

  为了保证结构在永久荷载和可变荷载的共同作用下,既不发生向上弯曲的变形也不发生向下弯曲的变形,这就要求在结构制作的过程中做好预拱度的控制,预拱度的大小与荷载作用下构件的挠度大小相当,方向相反。

  构件上拱度过大会发生一系列的问题:提高或者降低了结构的标高,对于桥梁结构,就需要改变墩台顶面的标高,从而改变了原有的设计参数,对施工不利;上拱度会改变桥面铺装层的厚度以及均匀性,也就是说,跨中部分变薄梁端处变厚,造成某些部位恒荷载过大并且浪费材料;影响构件的预制和安装;过大的拱度在一定程度上影响着行车的顺畅性和桥梁的美观性。当然如果能做到上拱度正好抵消荷载作用下的挠度,也就是说预应力产生的弯矩抵消消压弯矩,这样就既提高了构件的承载力,又解决了以上诸多问题。

  消压弯矩M0,是使构件控制截面受拉区边缘混凝土的预压应力抵消至零的弯矩,可以取消压弯矩M0=σpc·W0,其中,σpc为由预应力产生的混凝土法向预应力,W0为换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩。

  3、如何控制结构的拱度

  要控制好结构的拱度必须从两方面着手,一是做好对材料的控制,包括钢筋、混凝土、灌浆材料,二是尽量减少结构在施工和使用过程中的预应力损失。

  3.1 对钢筋的要求预应力钢筋中有效预应力的大小主要取决于预应力钢筋张拉控制应力的大小。但是考虑到预应力结构在施工过程中或者使用过程中可能会出现的各种预应力的损失,要想建立较高的有效预应力必须采用高强度的钢筋。

  预应力结构的发展史也说明了这个事实。有资料显示,早在19世纪中后期,就在混凝土梁中建立了关于预应力的试验研究,试验表明,由于采用的是低强度的普通钢筋,加之各种预应力的损失以及混凝土的收缩、徐变等诸多方面的原因,预应力随着时间的延长而丧失。

  高强度钢筋也有它的缺点,一般高强度钢筋的塑性较弱,而预应力钢筋多数情况下需要弯曲和转折,在锚具和夹具中还要承受较高的局部应力,要想预应力结构满足延性破坏和结构内应力重分布的要求,因此并不是所有的高强度钢筋都可以作为预应力钢筋,我们必须选择具有足够塑性性能、能满足一定的拉断延伸率和弯折次数的高强度钢筋,同时良好的焊接性能、(与混凝土之间)可靠的粘结性能等都是保证钢筋加工质量的重要条件。例如选用热轧HPB235、HRB335、HRB400、KL400钢筋。

  3.2 对混凝土的要求预应力混凝土要求采用与高强度钢筋相匹配的高强混凝土,这样才能充分发挥钢筋和混凝土的强度,从而有效地减小结构自重和截面尺寸,满足适应预应力结构大跨径的要求。同时,混凝土的弹性模量也是随着其强度的增加而增大的,这样高强度的混凝土就会发生更小的弹性变形和塑性变形,这样也可以相应地减小预应力的损失。此外,高强度混凝土也具备早期强度比较高的特点,这样便于后张法施工中早日施加预应力,先张法中也早日达到放张条件,从而提高构件的生产效率和施工设备的利用率。

  预应力混凝土要求采用收缩、徐变都较小的混凝土,这样一方面可以较好地控制结构的收缩和徐变变形,另一方面也可以减小由于混凝土收缩和徐变所产生的预应力损失。例如预应力混凝土构件不应采用低于C40的混凝土。

  3.3 对灌浆材料的要求在先张法施工的预应力构件中,钢筋和混凝土之间应具有可靠的粘结力,以保证钢筋的预应力可靠地传至混凝土,选用钢筋时选刻痕钢丝或以钢丝为母材扭绞的钢纹线即可。

  而在后张法施工的预应力构件中,预应力钢筋与孔道中后灌水泥浆之间应有一定的粘结强度以使预应力钢筋与周围的混凝土形成一个整体共同承受荷载,这样同时也能防止预应力钢筋的锈蚀,为此,需在预应力钢筋张拉完毕之后向孔道内压注水泥浆。孔道内压注的水泥浆的质量也有较严格的要求,要求密实均匀、流动性和抗冻性好、硬化快以及较高的抗压强度和粘结强度,以70mm?70mm?70mm立方体试块在标准条件下养护28天的强度不低于构件混凝土强度等级的80%,并且不低于30MPa为宜。

  3.4 减少预应力的损失预应力结构中预应力钢筋的应力大小一直在变化,在构件的施工和使用的过程中,由于各方面的原因,预应力钢筋中的应力一直在降低,这种降低就是预应力损失。

  因此,预应力结构中的有效预应力应扣除预应力损失的部分,即σpe=σcon-σl,预应力钢筋的张拉控制应力不能定得过高,也不能定得过低。《公路桥规》规定,对于预应力钢丝、钢绞线,σcon?0.75fpk,对于精轧螺纹钢筋,σcon?0.90fpk,其中,fpk为预应力钢筋抗拉强度标准值。

  预应力构件中引起预应力损失的原因比较多,一般考虑以下几种因素引起的预应力损失:预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦;锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩;预应力钢筋与台座之间的温差;混凝土的弹性压缩;预应力钢筋的应力松驰;混凝土的收缩和徐变;预应力钢筋与锚圈口之间的摩擦;台座的弹性变形等。

  采取一定的措施来减少这些预应力的损失是很有必要的,主要有:

  ①采用两端张拉,这样构件拱曲线的切线夹角及计算长度值就会减少一半;

  ②采用超张拉,当控制应力达到最大的时候,传到跨中截面的预应力也最大,但是张拉端回到控制应力后,钢筋和混凝土之间受到反向摩擦力的影响,这个回缩的应力并没有传到跨中截面,而是仍然保持着比较大的应力;

  ③选用变形量较小的锚具并且尽可能较少地使用锚垫板,因为锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩都会引起预应力的损失;

  ④采用分阶段的养护措施,或者让台座与构件共同受热,这样可以减少由钢筋与台座之间的温差引起的预应力损失;

  ⑤为减少因混凝土收缩和徐变引起的变形,采用一般硅酸盐水泥,控制每立方混凝土中的水泥用量及混凝土的水灰比,延长混凝土的受力时间(控制混凝土的加载龄期)。

  4、结语

  预应力混凝土梁板的拱度直接影响着公路桥梁路面的平顺性,影响着行车安全,控制好梁板的拱度也是势在必行的举措。当然,影响预应力混凝土梁板拱度的因素还有很多,例如地基不均匀沉降对拱度的影响,控制好梁板的拱度具有十分重要的意义。

  参考文献:

  [1]李辉主编.市政工程力学与结构[M].中国建筑工业出版社,2007年8月出版.

  [2]伍志平.预应力混凝土梁施工预拱度设计[J].城市道路与防洪,2010年2月第2期.

  【谈谈预应力混凝土梁板的拱度控制二】

  摘要: 大跨度预应力混凝土桥梁在线性监测以及预拱度控制方法方面,还有很大的探讨空间。如何保障大跨度混凝土桥梁的施工安全和施工质量,需要对桥梁的预应力进行线性监测以及预拱度控制,保障桥梁的施工要求和施工质量,满足混凝土桥梁的施工要素,保障桥梁的使用寿命,确保安全的施工结构,使桥梁在使用过程当中满足使用要求。本文就大跨度预应力混凝土桥梁的线性监测和其预拱度控制方法的研究进行初步探讨,以期对将来的桥梁施工和桥梁安全有一定的基础参考价值。

  关键字:大跨度预应力 线形监测 预拱度 控制方法

  随着社会经济、政治、文化水平的不断提高,交通运输安全性的提高,作为用来沟通河岸两边交通、信息沟通的桥梁业的要求也越来越高,对桥梁线性的控制也在社会中受到越来越重要的关注。在桥梁的种类方面,不仅出现了梁式桥、索桥,还有斜拉桥以及钢架桥和拱桥等,来适应不同的河面要求、地理环境对于桥梁的要求。

  在施工阶段也会遇到桥梁梁板安装以后,有时也会出现跨度超出预计高度的问题,使桥面总体达不到预先的要求,为以后的施工和成本预算增加了难度,而且因为与预计不附,也会影响到以后的使用,影响到桥梁的寿命。

  一、大跨度预应力

  1.1含义

  大跨度桥梁是指桥梁空间跨度横向超过60米或18米以上的桥梁结构,这是一种三维立体空间结构体,它在受到压力时,会进行三维受力。预应力是指在工程的施工结构中,为了满足对于负载的要求,对所要承受负载的钢筋或线形结构,增加预压应力,从而在外部提高施工结构的强度和刚度,减少在使用阶段,由于振动,而造成的施工结构的变形或走样,缓解钢筋等施工结构的受压力,延迟受损时间,延长施工原件的使用寿命。因此预应力的应用在桥梁的建造和使用过程中很普遍。

  1.2作用

  大跨度桥梁由于具有三维受力效果,因此在受到同等大小的外力时,比其他桥梁分具有受力更加合理化、在身重量更轻化、造价更加低廉化以及结构形式更加多样化的特点。在目前已经受到很大的使用。预应力由于在外部提高了桥梁的施工结构的刚度和强度,因此可以在桥梁的使用过程当中帮助桥梁自身具有更好的压力承受,从而更好的保护施工结构的使用质量。

  二、线形监测

  2.1 含义

  线形监测是指针对桥梁的下线形进行监测,在这个过程当中,需要对所监测桥梁的横向和纵向均进行测量和控制。主要由拱轴线以及标高控制这两方面组成。线形监测是完全独立于施工测量的一个个体,它依据桥梁的长度、桥梁的跨度以及桥梁跨度的相应的结构形式,选择对应的平面监测区域对监测范围内的桥梁线形结构进行监督和测量。

  2.2步骤

  在进行线形监控时,可以在施工阶段进行监控。为了保障整个施工阶段的线形质量的保证,对整个施工阶段分为多个阶段进行。而在每个阶段进行完毕之后,需要对各个阶段的施工结果进行实时测量,以确保施工过程中的线形保证。

  测点布置[1],就是对线形监测所要测量的地方进行划分,之后依据不同的测量点,制定相应的测量方法和手段、仪器、人员的安排,进行分人、分器材、分时间的进行测量,可以有效的提高检测质量和效率。控制指标[1],要对测量结果进行与图纸和预定方案的对比与核对,进行监测指标的合理控制,以保证监测的准确与合理。

  最后要对监测的结果进行监测结果的分析。对于监测结果的分析可以分为:竖向位移监测、纵向位移监测、应变监测、以及箱梁外观监测[1] 。而对于线形监测来说,监测结果分析重点在于对竖向、横向位移的监测结果进行合理分析,实现施工效果与预期效果的再现。

  2.3 作用

  在现代桥梁的建造中,由于桥梁建造技艺的不断发展,混凝土桥梁,因为在施工材料和施工手段上的优势,在桥梁建设过程中,受到越来越多的使用。而对于混凝土桥梁来说,特别是大跨度的混凝土拱桥桥梁,它的拱形结构,其主要依赖于缆索对于桥面的吊装进行拱形呈现,因此对拱桥线形的每条缆索进行实测,以保证每条缆索的标高和实际要求相符,或拱轴线所在的位置满足要求,并且通过这些来调整扣索的动态保证,因此进行桥梁平面线形检测是桥梁验收和质量控制的重要环节[2]。

  三、预拱度

  3.1 含义

  预拱度是指为了抵消在桥梁本身(包括桥梁本身的梁、桥梁的拱、以及桥梁的钢性结构等)的使用过程当中由于外来力,即桥梁负载作用下所产生的桥梁的弯曲度,而在进行桥梁的施工阶段,或是桥梁的制造阶段所预留的与桥梁本身结构所受外力作用时产生位移,即弯曲度相反反方向的校正位移。影响预拱度的因素有:桥梁结构的弹性变形,混凝土结构由于温度或是共振所产生的弯曲度;以及零件接头处由于挤压而产生的塑性形变等等。

  3.2 控制方法

  为了使成桥后的实际线形达到预期的效果,就必须加强对主桥的标高控制,而连续刚构桥标高控制的关键是对每个节段的立模标高进行控制, 要求每个节段的标高控制到位,各施工工况引起的变形与预期值相符,不产生偏差累积。立模标高的确定有2 种方式: 绝对高程立模标高控制以及相对高程立模标高控制[3]。之后,针对立模标高过程中的相关问题和数据进行施工过程中立模标高的修正[3]。

  这个阶段中包括两个方面的纠正:挠度的分析和模型数据参数的调整。进行完立模标高的相关修正之后,要针对修正后的数据进行实际线形控制结果[3]。

  进行预拱度的控制,可以在一定程度上保证桥梁使用时所产生的结构形变和弹性形变,延缓桥梁结构的受损程度,增强桥梁构建的强度和钢度,延长桥梁的使用寿命。因此,桥梁预拱度对于桥梁的使用来说具有重要意义。

  3.3 作用

  大跨度连续刚构桥悬臂施工过程中, 由于混凝土弹性模量实测值与理论值存在差异, 混凝土实际容重与理论取值不完全相同, 混凝土收缩徐变以及施工时环境温度与理论计算不一致等因素, 导致桥梁成桥后的实际线形与设计线形发生偏差。

  因此,为了保证成桥时的实际线形满足设计要求, 就必须在桥梁悬臂施工过程中对桥梁的立模标高进行控制。以浑水河大桥为工程背景, 介绍预应力混凝土连续刚构桥的立模标高控制的原理和方法。

  浑水河大桥工程概况如下: 浑水河大桥总长467. 73 m, 主桥为三跨一联单箱单室预应力混凝土变截面箱型连续刚构, 桥孔布置为65 m+ 120 m+ 65 m。主桥分为2个“ T” 构, 采用挂篮悬臂现浇法分段对称、独立施工。

  通过对位移监测数据的分析,各项监测内容基本都在控制指标范围内,可以得到如下结论:在梁体“顶升”过程中,各竖向位移测点的位移基本一致,表明梁体脱离支座后,基本保持同步整体上升[3]。

  结语:

  大跨度预应力混凝土桥梁由于自身的优势,不仅自身重量轻,价格便宜,而且具有更优良的应力反应,因此受到越来越多的关注。如何对其进行线形监测和预拱度控制,以便使桥梁的施工和使用过程都更加符合人们的要求,以及地理环境的要求,是桥梁监测的重要问题。文中我们就大跨度预应力混凝土桥梁的线形监测和预拱度控制方法的研究进行相关探讨,以期是桥梁建设更好地为人类服务。

  参考文献:

  [1]何任远 张军雷.大跨度预应力混凝土连续梁桥顶升施工监控.科技资讯.2010(19):

  [2]王月 杜素云.全站仪在斜拉桥面线形检测中应用.山西建筑.2011,1(3):200

  [3] 朱晓艳 刘争 翟鹏程.大跨度连续刚构桥施工预拱度控制研究.建材世界.2009(4):74-76

  【谈谈预应力混凝土梁板的拱度控制三】

  【摘 要】预应力混凝土梁(板)因其节省材料,自重轻,减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力,结构简单,安全可靠,便于安装等优点,在国内桥梁建设中得到广泛应用。本文主要介绍了预应力空心板梁张拉过程出现纵向裂缝的原因及对策。

  【关键词】预应力混凝土;梁板;质量控制

  Construction Quality Control of Prestressed concrete beam

  Liang Zheng-quan

  (Chongqing,Guohao Construction Co.,Ltd Chongqing 400060)

  【Abstract】Prestressed concrete beam (slab) because of th Eir save materials,light w EIght,reduce the vertical shear of concrete beams and the principal tensile stress,the structure is simple,safe,reliable,easy to install,etc.,bridge construction in China has been widely application.This article describes the prestressed hollow longitudinal beam tension cracks arise in the course and the countermeasures.

  【Key words】Prestressed concrete;Beam;Quality control

  1. 前言

  二十世纪80年代以来,预应力混凝土梁(板)因其节省材料,自重轻,减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力,结构简单,安全可靠,便于安装等优点,在国内桥梁建设中得到广泛应用。但预应力施工工艺相对较复杂,要求预应力结构施工的专业性强,但在实际施工中,有的施工队伍水平不高, 经验不够丰富,加之有的设计方案考虑欠妥,引发梁(板)预应力施工过程中损失过大;空心板梁张拉后梁端顶底板中间部位出现纵向裂缝;工字梁梁体扭曲变形、梁端底部混凝土破碎。

  2. 预应力空心板梁张拉过程出现纵向裂缝的原因及对策

  2.1 先张法。

  2.1.1 缺陷及原因。

  先张法施工的空心板梁的梁端放张后顶底板中部附近出现自两端向跨中延伸的1至2.5m长的纵向裂缝的现象较为常见,经考证,均为放张作业不规范造成;主要原因有的采取单侧放张,还有的承包人采用乙炔—氧气切割放张,而且还是非对称、相互交错切割,使梁体单侧受力,导致梁端中部产生自梁端向跨中延伸的纵向裂缝。

  2.1.2 对策。

  均匀放张。多根整批预应力筋放张,宜采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱放张时,放张速度应均匀一致;用千斤顶放张时,放张宜分数次完成;单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时,宜先两侧后中间,并不得一次将一根力筋松到位;严禁切割放张。

  2.2 后张法。

  2.2.1 缺陷及原因。

  后张法空心板梁在张拉过程中,梁端也有出现类似先张法的纵向裂缝,甚至有的在张拉时发生梁端底板混凝土压裂破碎的现象。分析其原因,一是设计上对张拉时梁端混凝土局部应力集中考虑不周;二是张拉时,张拉顺序不当,张拉速度过快;三是梁体混凝土质量低劣、或张拉时间过早,以及锚垫板附近的混凝土不密实,导致梁端混凝土在张拉后出现碎裂。

  2.2.2 对策。

  2.2.2.1 梁端布筋设计应充分考虑张拉时产生的局部应力集中,增加横向分布钢筋数量和适当增加封锚端和梁端混凝土的几何尺寸。

  2.2.2.2 预应力筋张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时,宜采取分次、逐级对称张拉;张拉时,均匀加载,不宜过快;以尽可能减小张拉过程出现局部应力集中。

  2.2.2.3 严格梁(板)混凝土浇筑时的施工控制,确保梁(板)混凝土浇筑质量,特别要加强对锚垫板后的混凝土振捣。张拉前,应对梁体进行检验,是否符合质量标准要求;张拉时,混凝土强度应达到设计要求;设计无规定时,以不低于设计强度值的95%为宜。

  3. 工字梁张拉过程梁体侧向扭曲、梁端底部混凝土破碎的原因及对策

  3.1 梁体产生侧向扭曲的原因与对策。

  3.1.1 原因。

  工字梁腹板厚度一般仅为18cm~30cm,马蹄宽度约为40~60cm,马蹄部位预应力筋一般上下布置2排,每排水平布置2孔;第一孔张拉时,张拉侧向施加了预应力而受压,另一侧梁体必然受拉,加之工字梁梁长、腹板厚度薄、侧向自由度大,如果张拉时采取一次张拉到位,则导致梁体侧向扭曲(有的T梁张拉过程也出现类似侧向扭曲变形)。

  3.1.2 对策。

  宜采用分次逐级对称张拉,第一次张拉时,逐孔预应力施加至50%的张拉控制应力σcon,张拉顺序第一次为左右侧对角线交叉进行,因马蹄宽度小,位置不够,只能逐孔张拉。

  第一孔张拉至50%的σcon后拆下千斤顶,移至第二孔张拉,以次类推;第二次张拉时按第一次张拉顺序逐孔张拉到80%σcon;第三次张拉时按前二次张拉顺序逐孔张拉到100%σcon。有的项目采取这种方法,有效的解决了工字梁侧向扭曲的问题。

  3.2 字梁(及T梁)张拉后梁端底部混凝土破碎的原因及对策。

  3.2.1 原因。

  工字梁(及T梁)张拉后,梁体因预应力的作用产生反拱,梁端底部一方面承受因梁体反拱而产生的水平摩擦力,一方面承受梁体的全部自重,导致梁端混凝土在压应力作用下破碎。

  3.2.2 对策。

  有的项目在梁体预制的底模端部设置一块长约1m、厚约2~3cm的橡胶板(顶面与底模齐平),梁体张拉后,橡胶板受压变形,受压面积增大,梁端混凝土承受的集中压应力随之减小,梁端底部混凝土完整不破碎;有的项目,梁体预制时在梁端底部设置梁长方向约20 cm、竖向约10 cm的导角,有效地增大了张拉后梁端底部的受压面积。

  4. 预应力损失过大的原因及对策

  4.1 原因。

  设计计算预应力混凝土受弯构件张拉控制应力σcon时,除需要根据承受外荷载的情况,估定有效预应力σy外,还需要估算相应的预应力损失σs。

  即:σy=σcon-σs

  预应力损失σs主要包括预应力筋与管道壁间摩擦引起的预应力损失σS1;锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失σS2;钢筋与台座间温差引起的预应力损失σS3(此项应力损失,仅在先张法构件采用蒸汽或其他加热方法养护时才予以考虑),混凝土弹性压缩所引起的预应力损失σS4;钢筋松弛(徐舒)引起的预应力损失σS5;混凝土收缩和徐变引起的预应力损失σS6等。

  但由于有的施工行为不够规范,致使实际工况与原估算应力损失的工况不完全相符,导致实际预应力损失大于原估算值。

  4.1.1 预应力管道安装质量控制不严。

  管道位置偏差过大,或梁体浇筑过程中管道存在漏浆现象,致使σS1过大,超过原估算值。

  4.1.2 有的预制场设置过小。

  梁的预制数量受场地限制,梁的预制采用早强剂或提高混凝土配置强度,梁体浇筑后一般4至5天混凝土强度就能达到设计强度的75%以上,有的甚至达到90%以上,而《公路桥涵施工技术规范》对龄期也未作明确要求,结果梁体混凝土浇筑4~5天后即开始张拉。

  在此龄期内混凝土的收缩和徐变并未完成,随着龄期的增加所引起的预应力损失σS6过大,且会导致张拉后梁体反拱度过大;再者,水泥用量大,如施工控制不当也易造成较多的收缩裂纹。

  4.1.3 砂的级配不规范。

  先张法施工采用砂箱法放张工艺时,如选用砂的级配不好,砂的空隙率大,张拉后砂箱的压缩引起预应力损失偏大。

  4.2 对策。

  4.2.1 加强预应力材料检验和各工序的质量控制。

  严格按照有关规范 组织施工,避免因预应力材料不合格或施工行为不规范而造成预应力损失过大。

  4.2.2 严格控制梁体混凝土龄期。

  梁体张拉前,除对梁体混凝土强度有要求外,对龄期也应进行控制,避免过早张拉。有的项目设计规定龄期须达到10天以上方可张拉,对避免混凝土收缩和徐变引起的预应力损失和梁体反拱度过大取得了明显成效。

  4.2.3 采用级配良好的石英砂。

  先张法施工采用砂箱法放张工艺时,宜采用级配良好的石英砂,预应力施加后砂箱的压缩值不应大于0.5mm,装砂量宜为砂箱长度的1/3~2/5。

  5. 预应力施工值得注意的其它问题

  5.1 伸长量的计算。

  理论伸长量和实际伸长量计算时,应考虑千斤顶的预应力筋的 工作长度。张拉用千斤顶,按穿索类型分为内陷式和穿心式二种,目前常用的预应力锚具大多为OVM型、HVM型、LQM型、XM型、QM型等,与其配套张拉的千斤顶YCN型、YCL型均为穿心式千斤顶。

  张拉过程中千斤顶的工具锚锚住预应力筋使其伸长,量测到的伸长量包括了千斤顶内的工作长度部分的伸长量;有的在计算理论伸长量时没有考虑千斤顶内工作长度的伸长量,而在实际量测的伸长量数值中,已经包括了工作长度的伸长量,导致计算的伸长量误差超过+6%;

  相反,若计算理论伸长量时考虑了工作长度的伸长量,而在实际量测伸长量时没有包括工作长度的伸长量,则可能导致伸长量误差超出-6%。另外,计算实际量测总伸长量时不应扣除预应力筋锚固阶段的回缩量。

  5.2 张拉记录换算。

  有的施工人员概念不清,张拉记录将油压表读数与张拉力混为一谈。张拉过程中2σ0时的张拉力常用2倍的σ0 时的油压表读数代替,且张拉控制应力σcon对应的油压表读数,没有依据千斤顶与压力表配套校正校验 报告给定的相应参数,进行内插法换算。

  5.3 张拉记录初应力的伸长值推算。

  有的张拉记录初应力的伸长值推算方法不够规范。预应力筋张拉时,一般先张拉调整到初应力后再正式分级张拉和量测预应力筋伸长值,由于最初张拉时各根(束)预应力筋的松紧、弯曲程度不一致,所以初应力时的伸长量不宜采用量测方法,而宜采用推算的方法。笔者发现张拉施工人员对初应力的伸长值计算有四种方法。

  第一种为直接量测法,初应力的伸长量为凭 经验感觉预应力筋刚好拉紧后到张拉至初应力σ0时量测到的预应力筋的伸长量;第二种为直接计算法,初应力σ0的伸长量为(σ0/σcon)×△L(△L为理论计算伸长量);第三种为间接计算法,张拉过程量测初应力σ0至张拉到张拉控制应力σcon的伸长量(△L/), 初应力σ0的伸长量取值为[σ0/(σcon-σ0)]

  ×△L/(mm);第四种方法为采用相邻级的伸长值,例如初应力σ0为10%σcon时,其伸长值采用由10%张拉到20%的伸长值。

  第一种方法显然错误,不应采用;第二、三种方法不够规范、准确,不能完全反映张拉至初应力σ0的实际工况,不宜采用;第四种方法,比较科学、准确、合理、规范,值得推广采用。

  5.4 采用规范应注意的问题。

  《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)表12.10.3-1规定夹片式等具有自锚性能的锚具的张拉程序为:

  普通松弛力筋0→初应力→1.03σcon(锚固)

  低松弛力筋0→初应力→σcon(持荷2min锚固)

  这与旧规范(JTJ040-89)的张拉程序有所不同,因为目前优质的夹片锚具回缩量很小,具有良好的自锚性能。但仍然有部分设计图纸中规定的张拉程序仍按旧规范,未根据新规范作相应的改变。若仍采用旧规范的张拉程序,超张拉控制在1.05σcon,则提高了锚下应力,预应力偏大。

  6. 结语

  预应力混凝土梁(板)预制安装施工质量直接影响桥梁质量、营运安全和使用寿命,务必引起各从业单位及从业人员的高度重视,切实抓好每道工序,每个环节的质量控制,确保梁板预制安装工程质量。

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