后張法預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁上拱度實(shí)測(cè)報(bào)告
2014-06-19　
1 概述
    后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，跨度也已加大到50 m以上。其主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約鋼材，避免裂縫，提供需要的剛度和舒適度以及減少噪聲。同時(shí)，由于是在工廠或工地預(yù)制，質(zhì)量容易得到控制和保證，而且可與墩臺(tái)建設(shè)平行作業(yè)，相應(yīng)減少了高空作業(yè)的工序，加快工程進(jìn)度。從技術(shù)角度來(lái)看，在衡量結(jié)構(gòu)能否滿足正常的使用條件時(shí)，除了從應(yīng)力、強(qiáng)度、抗裂等因素來(lái)考慮外，另一方面還必須從結(jié)構(gòu)的變形角度來(lái)考慮對(duì)結(jié)構(gòu)在使用中的影響。過(guò)去在研究變形方面，通常對(duì)橋梁以考慮活載產(chǎn)生的撓度影響為主；而對(duì)預(yù)應(yīng)力梁而言，現(xiàn)在在設(shè)計(jì)、制造和施工及使用上越來(lái)越對(duì)其上拱度的影響引起了重視和研究。尤其對(duì)軌道橋梁上的無(wú)碴無(wú)枕的預(yù)應(yīng)力梁來(lái)說(shuō)，由于根本沒有道碴的厚度來(lái)調(diào)整上拱度的影響，勢(shì)必就會(huì)增加正常的軌面高程而可能影響高速行車的穩(wěn)定和安全。因此，如果預(yù)應(yīng)力梁上拱度的問題不能妥善地解決，就會(huì)影響預(yù)應(yīng)力梁的發(fā)展和使用條件。
2 兩種拱度
眾所周知，梁體在預(yù)加應(yīng)力后將產(chǎn)生兩部分拱度，張拉上拱度和由梁的自重作用而產(chǎn)生的下?lián)隙?。而自重?fù)隙纫话爿^張拉上拱度要小得多，因此，張拉上拱度在抵消自重?fù)隙群?，梁體跨中實(shí)際存在的上拱度稱為彈性上拱度。上述的張拉上拱度和梁的自重?fù)隙染捎脧椥岳碚摰慕Y(jié)構(gòu)力學(xué)公式來(lái)計(jì)算。另一部分上拱度則是在張拉后，仍在預(yù)應(yīng)力作用下，隨著時(shí)間的推延而產(chǎn)生的徐變上拱度。這種徐變上拱度由于與混凝土的級(jí)配、環(huán)境濕度、養(yǎng)生方法、預(yù)應(yīng)力大小、張拉齡期、截面尺寸及形式（梁體理論厚度）等諸多因素有關(guān)，且其關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，也缺乏可靠的系統(tǒng)實(shí)測(cè)資料可供借鑒驗(yàn)證。從一些橋梁的實(shí)測(cè)資料來(lái)看，徐變上拱度的離散性很大。往往同一種梁也因梁而異，同一橋的同一種梁也因梁而異，而種類形式不同的梁則出入更大。從目前已有的文獻(xiàn)中可以看出，不同種的水泥，普通硅酸鹽水泥其徐變上拱度要比用礦碴硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥為大。在骨料與水泥比例相同時(shí)，水灰比愈大則徐變也愈大，因?yàn)榛炷恋男熳冎饕怯伤酀{引起的。除此之外，還要注意養(yǎng)生方法，水中養(yǎng)生硬化的混凝土其徐變要比空氣中硬化的混凝土要小。所以在制造時(shí)，要盡量消除或減小各種因素的影響，使離散性的變動(dòng)幅度盡量縮小到最大限度。由于徐變上拱度的離散性大，因此在制梁時(shí)在制梁臺(tái)座跨中的預(yù)設(shè)下?lián)隙龋捶垂岸龋┚筒缓谜莆?。若預(yù)設(shè)下?lián)隙冗^(guò)大，在張拉后的彈性上拱度和3年后的徐變上拱度終極值之和不能抵消預(yù)設(shè)下?lián)隙?，?shì)必會(huì)使梁底仍呈下?lián)蠣顟B(tài)，對(duì)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和運(yùn)營(yíng)均會(huì)帶來(lái)不利影響；若設(shè)置下?lián)隙冗^(guò)小，對(duì)鐵路橋梁來(lái)說(shuō)，上拱度過(guò)大，就會(huì)使道碴厚度減薄（有關(guān)橋規(guī)規(guī)定：軌枕下的道碴厚度不得小于25cm，如有困難可減至20cm），故上拱度大于5cm時(shí)，道碴厚度就有可能不足。尤其對(duì)無(wú)碴無(wú)枕的鋼軌扣件能提供的鋼軌調(diào)整量極?。▋H10～20mm），上拱度過(guò)大勢(shì)必要影響正常的軌頂高程，而直接對(duì)高速運(yùn)行的列車帶來(lái)不利的安全影響因素。故在九江長(zhǎng)江大橋設(shè)計(jì)的39．6 m無(wú)碴無(wú)枕預(yù)應(yīng)力箱形簡(jiǎn)支梁中，對(duì)上拱度的考慮頗受重視，設(shè)計(jì)時(shí)參考了南京長(zhǎng)江大橋31.7mT梁徐變上拱度終極值的資料。假設(shè)徐變上拱度為彈性上拱度的1倍，即計(jì)算的彈性上拱度為31.1mm，加上徐變上拱度也為31.1mm，共計(jì)62.2mm，再考慮離散性偏大的可能，初期設(shè)計(jì)的預(yù)設(shè)下?lián)隙葹?/span>70mm左右。后來(lái)經(jīng)過(guò)初期澆制的50孔梁（箱梁）進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)發(fā)現(xiàn)70mm的預(yù)設(shè)下?lián)隙冗^(guò)大，及時(shí)將預(yù)設(shè)下?lián)隙雀臑?/span>50mm。
3  39.6 m跨度公路T形梁彈性上拱度資料（表1，表2）
表1 39.6 m跨度公路T形粱彈性上拱度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
梁號(hào)
齡期/d
實(shí)測(cè)彈性上拱度/mm
設(shè)計(jì)彈性上拱度/mm
張拉前抗壓強(qiáng)度/MPa
12—03一01
33
21
21.9
61.1
12一03一02
24
19
21.9
59.3
12一03—03
16
24
21.9
67.7
12一03—04
13
25
21.9
74.0
12一03—05
24
22
21.9
61.4
12—03—06
16
28
21.9
75.9
12一03—07
12
22
21.9
66.4
12—03一08
8
26
21.9
79.5
12一03—09
6
23
21.9
74.0
12一03—10
4
26
21.9
75.3
12—03—1l
9
23
21.9
66.2
12一03—12
lO
19
21,9
74.6
12一03—13邊梁
6
27
24.9
70.8
12—03—14
6
24
21.9
74.4
12一03—15邊梁
7
24
24.9
74.1
12一03～16
4
28
21.9
71.3
12一03—17邊梁
4
22
24.9
68.0
12一03—18
4
26
21.9
73.8
12—03—19邊梁
7
28
24.9
79.2
12—03～20
5
26
21.9
70.2
注：①本梁均為蒸汽養(yǎng)護(hù)，故3 d后均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求；
   ②為了節(jié)約篇幅，擬將后面的156片梁匯總表2列出。
 
 
 
 
 
 
 
表2  39.6m跨度公路T形梁彈性上拱度資料
      • 
    
        
        
            
            
        粱號(hào)
        
                    		
            
            
        齡期/d
        
                    		
            
            
        實(shí)測(cè)彈性上拱度/mm
        
                    		
            
            
        設(shè)計(jì)彈性上拱度/mm
        
                    		
            
            
        張拉前抗壓強(qiáng)度/MPa
        
                    		
            
            
        附注
        
                    		
        
        
        
        
            
            
        21～40號(hào)
        
            
        梁(20片)
        
                    		
            
            
        最大
        
            
        最小
        
            
        平均
        
                    		
            
            
        11
        
            
        4
        
            
         
        
                    		
            
            
        33
        
            
        20
        
            
        23.15
        
                    		
            
            
         
        
            
         
        
            
        22.65
        
                    		
            
            
        74.1
        
            
        60.0
        
            
        68.08
        
                    		
            
            
         
        
                    		
        
        
        
        
            
            
        41～60號(hào)
        
            
        梁(20片)
        
                    		
            
            
        最大
        
            
        最小
        
            
        平均
        
                    		
            
            
        12
        
            
        4
        
            
         
        
                    		
            
            
        27
        
            
        20
        
            
        23.9
        
                    		
            
            
         
        
            
         
        
            
        22.5
        
                    		
            
            
        81.1
        
            
        61.6
        
            
        66.22
        
                    		
            
            
        (R56)
        
            
         
        
            
         
        
                    		
        
        
        
        
            
            
        61—80號(hào)
        
            
        粱(20片)
        
                    		
            
            
        最大
        
            
        最小
        
            
        平均
        
                    		
            
            
        13
        
            
        4
        
            
         
        
                    		
            
            
        33
        
            
        20
        
            
        25.9
        
 
		
        
		
		
        
		
        
						          		
        
	
	





        
	
        
		
        
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