折線先張法預應力混凝土箱梁受力性能及工程應用研究.pdf

1、折線先張法預應力混凝土梁是我國近年來開始在橋梁工程中應用的一種新型預應力混凝土梁,它克服了傳統(tǒng)的采用直線形預應力筋先張法混凝土構(gòu)件不能適用較大跨度的缺點,具有后張法構(gòu)件可變化預應力筋線形的優(yōu)點,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留孔道、穿筋、灌漿等工序,從根本上克服了后張法預應力混凝土梁孔道灌漿不實的缺點,使預應力筋與混凝土能有效粘結(jié),可避免因混凝土開裂引起的預應力筋銹蝕,顯著提高了混凝土橋梁的耐久性;應用于構(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)濟效益和社會效益十分明顯。由于折線先張法預應力混凝土梁的一些明顯優(yōu)點,近年來在國內(nèi)外跨海大橋、高速公路橋和高鐵橋梁中已開始應用。
　　 本文結(jié)合我國在高速公路橋梁中首次應用35m折線先張法預應力混凝土箱梁的工程實例—河南省境內(nèi)駐馬店至桐柏高速公路淮河大橋,對折線先張法預應力混凝土梁的預應力參數(shù)、12m折線先張法預應力混凝土模型箱梁受力性能、35m折線先

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

4、對鋼絞線在折線先張法構(gòu)件中的預應力傳遞長度進行試驗驗證,得到了鋼絞線彎折抗拉強度、彎折摩擦損失和預應力傳遞長度等相關預應力參數(shù)的計算公式,為折線先張法預應力混凝土箱梁的計算分析和工程設計提供了依據(jù)。
　　 2.12m折線先張法預應力混凝土模型箱梁受力性能的研究結(jié)合12m折線先張法預應力混凝土模型箱梁的制作,對鋼絞線張拉和放張過程中的應變(應力)進行監(jiān)測,分析了施工階段鋼絞線的各項預應力損失,提出了折線先張法預應力混凝土箱梁預應力

5、損失的計算方法;通過模型箱梁受力性能的試驗,分析了折線先張法預應力混凝土箱梁的受力特點;并通過對折線先張法預應力混凝土箱梁混凝土預壓應力、承載力、抗裂性、撓度和裂縫寬度的計算分析,提出了設計計算方法的建議。
　　 3.35m折線先張法預應力混凝土箱梁的施工監(jiān)測及受力性能試驗結(jié)合折線先張法預應力混凝土箱梁在我國高速公路橋梁中首次應用的工程實例—河南省駐馬店至桐柏高速公路淮河大橋,對35m折線先張法預應力混凝土箱梁制作過程中鋼絞線的

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

7、法預應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)混凝土的局部應力進行了分析,提出了適當增大梁端腹板厚度、設置鋼絞線錨固失效段等防止梁端混凝土開裂的措施,并通過對實際工程梁端混凝土局部應力的量測進行了驗證。
　　 5.折線先張法預應力混凝土箱梁張拉和放張工藝在總結(jié)12m和35m折線先張法預應力混凝土箱梁設計制作、施工監(jiān)測和試驗研究結(jié)果的基礎上,提出了折線先張法預應力混凝土箱梁張拉和放張工藝要點的建議,供實際工程應用