預(yù)應(yīng)力梁起拱問題的討論

1、預(yù)應(yīng)力梁起拱問題的討論后張法預(yù)應(yīng)力碎梁張拉后起拱度一般是在施工前進行計算。目前常用的方法有兩種， 一是根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的軌跡按懸鏈線的聯(lián)立方程計算拱度，另一是根據(jù)預(yù)應(yīng)力損失，用永存應(yīng)力為依據(jù)計算拱度，橋規(guī)中已有明確規(guī)定，詳見 JTJ-0412000第12.8條，第12.10條, 附錄-G。在預(yù)應(yīng)力，自重，徐變和收縮的共同作用下，預(yù)應(yīng)力碎梁在橋面鋪裝前有一定的上拱度，當這種上拱度較大時，就會給橋面鋪裝造成相當大的困難，尤其是對施工周期長，橋 面鋪裝薄，多跨大橋更是如此。因此必須在預(yù)制前預(yù)計梁的拱度，盡量設(shè)法減少這種上拱度。如果我們能較正確的預(yù)計梁拱度和變化情況，做到心中有數(shù)，則可以減少盲目性。但 由

2、于施工條件，材料，工藝和工期的多變性，問題比較復(fù)雜，只能采用半經(jīng)驗方法，先對各 種因素進行分析計算，得出預(yù)計值再修正， 使其符合實際和設(shè)計要求。預(yù)計和修正都是建立在實測和理論基礎(chǔ)上的，分析研究，總結(jié)提高。一 實例圖一是伊拉克摩蘇爾五橋東岸匝道橋T梁斷面?？鐝?26。8米，支點間距25。8米，碎設(shè)計標號為 A3級即530#上部為無中隔梁預(yù)應(yīng)力簡支梁，采用VSL預(yù)應(yīng)力體系，3*13-11鋼絞線，張拉噸位 130T,橋面為20CM碎現(xiàn)澆層，10CM瀝青碎鋪裝。該梁在設(shè)計荷載作用 下，計算拱度為 8MM ,預(yù)制梁底模的制作為平底摸，張拉時碎強度為設(shè)計強度的85%,張拉后的起拱為1520MM ,經(jīng)觀測存

3、放3個月后，起拱至 56CM,最大起拱為89CM , （T梁從預(yù)制到安裝后其橋面鋪裝的時間，伊拉克規(guī)范為不超過6個月），很顯然，時間對于梁的起拱起著重要作用。由于張拉后起拱6-8CM ,使上面結(jié)構(gòu)層混凝土厚度減至13CM ,最小的只有11CM。因此在后來的施工中對荷載向分布進行了重新計算。另外在橋面豎曲線 上進行了調(diào)整，將橋面標高提高2-2.5CM ,以彌補上拱造成的橋面碎厚度的不足，但減少了 2CM瀝青鋪裝厚度。1200圖115圖2圖2是京津塘高速公路四合同段天津高架橋BI橋30米預(yù)應(yīng)力T梁斷面。碎設(shè)計強度為C50級，驗收強度為 055,有5道中隔梁，預(yù)應(yīng)力采用弗式錨，95 24鋼絲。設(shè)計張

4、拉噸位565KN ,波紋管與抽拔管兩種方式成孔，張拉時碎強度為設(shè)計強度的 80%,橋面為80M瀝青砂鋪裝，橋面無碎三角墊層，預(yù)制梁底模是平底模，張拉后拱度：波紋管2-30M,抽拔管 1.52.50M。表1記錄了部分京津塘高速預(yù)制梁的觀測數(shù)據(jù)，反映了梁的上拱情況。序號梁號預(yù)制日期齡期上拱值MM序號梁號預(yù)制日期齡期上拱值MM13189-7-21214523689-7-22204233-589-7-18243043-1089-7-13294454-189-7-15275564-589-7-11313774-689-7-16263684-1089-7-3394895-189-7-102445105-5

5、89-7-32731115-689-7-13355125-1089-6-283656136-189-7-62844146-289-6-171035156-589-7-52936166-689-6-253940176-1089-6-214342187-189-6-12945197-289-6-111049207-389-6-16537217-489-6-14735227-589-6-273750237-689-6-195648247-1089-6-16552258-189-6-12950268-289-6-61536278-389-6-91248288-489-6-111036298-589-6

6、-224354308-689-6=91242318-789-6-15649328-889-6-101149338-1089-6-101151349-189-6-21950359-289-6-12037369-389-6-31842379-489-6-51750389-589-6-71448399-689-6-13838409-1089-6-41750419-789-6-21947429-889-6-71432439-989-6-138364410-189-5-267414510-289-5-303404610-489-5-258514710-589-5-258524810-689-6-3646

7、44910-789-5-276435010-1089-5-294425111-189-5-1914475211-289-5-1419465311-389-5-249545411-489-5-1617365511-589-5-1815375611-689-5-285445711-789-5-2211485811-889-5-2213415911-989-5-2011546011-1089-5-1419496112-189-5-1122496212-289-4-1845376312-389-4-1647376412-489-5-1023516512-589-5-825456612-689-5-12

8、21536712-789-5-1221636812-889-5-924406912-989-4-942527012-1089-5-528617113-189-4-11114437213-489-4-1350537313-589-4-2241367413-689-4-1251417513-789-4-2142417613-989-4-154051*7713-1089-4-2340637814-189-4-5120437914-589-4-4121608014-689-4-6119428114-1089-4-19106538215-188-9-133661*8315-589-3-311164684

9、15-689-3-31125468515-1089-4189-3-2912757*8716-589-3-2812847*8816-689-3-1913734*8916-1089-3-2013640*9017-188-9-925544*9117-589-4688-9-935551*9317-1088-10-1621849*9417-288-9-1025445*9518-188-8-636550*9618-389-4-19106479718-588-8-836050*9818-688-8-2734149*9918-1088-8-2534360*1

10、0019-188-8-1611054*齡期張拉10天30天60天90天180天180 天平均值17354447505355-65有*者為波紋管成孔。根據(jù)已有的資料統(tǒng)計列表 2單位 mm其中，波紋管成孔比膠管成孔的梁上拱值大8- 10MM ,邊梁比中梁大5-7MM ,中梁為9束預(yù)應(yīng)力，邊梁為10束預(yù)應(yīng)力;18-2梁是澆注35天后進行張拉，波紋管成孔。預(yù)應(yīng)力損失（例2）根據(jù)橋規(guī)計算1、管道磨阻損失K=120000N/cmM=0.356 S1=122.85Mpa2,錨具變形、鋼束回縮損失N=0.003 0 平均 10021 16.8 X=1481cmL=1481*2 VL=68 S2=81.03Mp

11、a3,分批張拉彈性壓縮損失_5E=2*10M=g N=5.72Aj=6980cm 2 Lyi/2 =106.81cm6 S4=37.85MPa4,鋼絲松弛損失K=0.0458 S5=54MPa5,收縮損失 8 EtEy=23.3MPa徐變損失S=71.2Mpa8 S6=94.5MPa有效預(yù)應(yīng)力 8 Y=S K- 8 S=810M P a產(chǎn)生負彎矩M= 3 7 6 0 KN-M碎設(shè)計標號C 5 0 ,張拉強度為80% C40上拱計算Ec=3.5*10 4MpaEc=3.23*104Mpa計算撓度有多種方法，僅以此述。N=8100*4.72*9=34.409KNL 中=106.8cm e=46cm

12、 L=3000cmE=3.234*10 4Mpa I=3580000cm4Fy=S/48 * Ny9(e i-e2)L2/EI + Eye2L2/8EI =3.2cm *FL=1.76cm F=Fy-FL=1.52cm +計算值與實際觀測基本相符。說明梁在預(yù)制施工過程中各項工序控制尚可，精度基 本滿足要求。但重要的是梁以后的發(fā)展。如前面表 1所說明的，梁在存放、養(yǎng)生期間里，梁 在預(yù)應(yīng)力偏心受壓作用下將繼續(xù)上拱變形。四、影響上拱的幾個因素在上面的計算中可以看出，在外力因素不變的情況下，梁將繼續(xù)上拱，只能說明梁內(nèi)部的一些因素在起作用，我們自然看到了E碎彈性模量和 小一徐變系數(shù)。E彈性模量是隨不同標

13、號的碎所特有的數(shù)值，一般認為有一個標號的碎就有其相對應(yīng)的彈性模量，其變化規(guī)律可用下述公式作以描述。EC=47800 (R/ (0.75+7/T) /2Mpa其中R為碎標號，T為齡期由于我們所參照的 E值是標準濕度、溫度、齡期環(huán)境下產(chǎn)生出來的，因此我們不可 能在實際施工中創(chuàng)造出這樣的環(huán)境，尤其是受到工期、場地的限制，我們不可能在硅達到設(shè)計的情況下等待 E值達到理想的數(shù)值。因此，彈性模量在后來的時間里的變化是給我們帶 來了影響。徐變不僅造成了預(yù)應(yīng)力損失，同時，還使得碎梁在應(yīng)力的作用下繼續(xù)上拱，徐變系 數(shù)的計算在橋規(guī)附錄中有具體的方法。取濕度70%, U=0.94,張拉齡期平均 5天，張拉拱度平均

14、1.52CM6 (10,5)=0.9286 (30,5)=1.3236 (60,5)=1.5546 (90,5)=1.64f=1.52(1+0.928)=29.3mmf=1.52(1+1.323)=35.3mmf=1.52(1+1.554)=38.8mmf=1.52(1+1.64) =40.1mm6 (180,5)=1.97f=1.52(1+1.97) =45.1mm6 (180,5)=3.4f=1.52(1+3.4)=66.9mm以上計算結(jié)果中，當碎齡期小于180天時，扣除徐變對應(yīng)力損失的影響，基本與實際結(jié)果接近，反映出理論計算的數(shù)值有一定的參考價值。關(guān)于徐變的機理在許多書中有論述，這里只討

15、論起拱，就有關(guān)問題作幾點說明。水泥問題是本橋的一個突出特點。水泥標號高，用量大，碎設(shè)計標號為050,在保證率95%的前提下，水泥用量為 42.5級水泥546KG;由于工程的需要， 普遍采用早強措施， 早強劑，早強水泥，高標號水泥,加荷齡期早；國內(nèi)一般在設(shè)計結(jié)構(gòu)中，都采用經(jīng)濟斷面，結(jié)構(gòu)尺寸偏小，截面慣性矩小。由于以上及一些其它方面的原因，致使徐變對結(jié)構(gòu)變形的影響遠大于對預(yù)應(yīng)力損失的影 響，因此，一般說來，在計算預(yù)應(yīng)力梁的施加應(yīng)力早期變形時，可忽略徐變應(yīng)力損失的影響。6 8為2.5 -3.5, 6 S (徐變)只占有效應(yīng)力的 1/10。五小結(jié)中鐵某局施工的32米鐵路標準T梁底模予設(shè)向下拱度 4CM

16、張拉后梁上拱4 5CM共 計9- 10CM說明了在施工中，T梁上拱問題的普遍存在，預(yù)制時底模應(yīng)妥善考慮T梁張拉后的上拱。當然，這個予留拱度值的評估要在設(shè)計計算中就明確給出，并結(jié)合施工現(xiàn)場經(jīng)驗進行調(diào)整，在橋梁建設(shè)1988年第4期中，也有關(guān)于 40米預(yù)應(yīng)力箱梁拱度測量的文章，結(jié)構(gòu)張拉完成后的彈性上拱可以用結(jié)構(gòu)力學的方法計算，而另一部分是在張拉后預(yù)應(yīng)力的荷載作用下隨時間變化的徐變上拱度。京津塘高速公路是我國引用世界銀行貸款項目建造的第一條高速公路，也是改革開放后我國公路行業(yè)的第一個大項目，各方面經(jīng)驗不足。橋規(guī)很不完善，圖紙邊干邊改。四合同 B1橋橋長2190米，上部T梁施工周期長達2年，T梁 總數(shù)達730片。這樣大的工程數(shù)量，T梁上拱值沒有考慮。且由于橋面僅8CM瀝青鋪裝層，沒有橋面碎，二期恒載只占全部恒載的七分之一，二期荷載產(chǎn)生的下?lián)隙炔蛔阋缘窒鸗梁的上拱。由于我們過去在這方面施工經(jīng)驗不足，并缺乏在這方面的理論研究，因此，在梁的 生產(chǎn)過程中對梁的起拱缺乏預(yù)見與對策。另外，現(xiàn)在鐵路設(shè)計在橋梁上開始使用無道渣新技術(shù)，但隨之而來的是起拱問題。如果不能很好地控制起拱，軌道的標高就將成為大問題。在1998年京哈高速鐵四段清洋河橋事件，也是因為大梁起拱，橋面厚度大量減小，造成車輛過后碎破碎，引發(fā)交通事故。在京津塘高速上，由于 T梁上