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《預應力空心板試驗分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、預應力空心板試驗分析：針對后張預應力空心板預應力鋼絞線處沿梁長方向出現(xiàn)縱向裂縫，本文結(jié)合試驗和有限元方法，分別對理想的無損的和有裂縫預應力空心板進行對比分析，得出了設計和施工偏差對空心板力學性能的影響，在工程實踐中具有重要意義。 關(guān)鍵詞：施工偏差縱向裂縫預應力空心板力學性能 Abstract:basedonaprestressedconcreteholloinlongdirectionlongitudinalcracksappear,biningentmethod,theidealconditionrespec
2、tivelyandacrackintheprestressedconcreteholloechanicspropertiesofinengineeringpracticetohavetheimportantmeaning. Keyechanicalproperties ：U443.157：A： 1概述 某30米跨徑的后張預應力空心板在運營的過程中出現(xiàn)問題，即在運營一定時期后，發(fā)現(xiàn)梁底面縱向預應力鋼絞線位置處沿梁長方向出現(xiàn)縱向裂縫，裂縫長度有的竟然沿梁長貫通?？招陌灞砻娉霈F(xiàn)裂縫會嚴重削弱空心板的質(zhì)量，如削
3、弱空心板受力截面，影響空心板承受荷載的能力；進一步加深鋼絞線和鋼筋的銹蝕，影響空心板的使用壽命；拉區(qū)混凝土對梁剛度的增強作用也隨著裂縫的發(fā)展而逐漸喪失，并造成鋼筋與混凝土粘結(jié)力的破壞。本文通過對30米跨徑的后張預應力空心板的靜力加載試驗，結(jié)合有限元模型分析，研究了30m跨徑預應力空心板在設計和施工偏差對空心板力學性能的影響?！ ?縱向裂縫產(chǎn)生的原因[1] 縱向裂縫較多地出現(xiàn)在箱梁的頂、底板上，順橋向，有的縱縫連續(xù)貫通較長，有的則不連續(xù)且較短。產(chǎn)生原因主要有以下幾類： （1）混凝土硬化期間的縱向裂縫 多出現(xiàn)在懸
4、臂節(jié)段澆筑施工時底板較厚的梁根部，拆模后即發(fā)現(xiàn)底板下緣存在縱向縫。這種裂縫產(chǎn)生的原因是由于溫差引起的應力(自平衡應力)高于緩慢提高的混凝土抗拉強度?！ 。?）運營期間出現(xiàn)的縱向裂縫 本工程縱向裂縫產(chǎn)生的主要原因：順橋向的永存預應力過大。目前相當一部分工程把最小壓應力的儲備留得過大，甚至留有10MPa以上，似乎壓應力儲備的大就較安全，但實際卻恰恰相反，容易導致縱向裂縫的產(chǎn)生?！ ?gòu)件在承受軸向力時，軸向長度因彈性壓縮而縮短，而與其垂直方向?qū)⒁虿牧系牟此杀榷a(chǎn)生拉應變。如果正應力儲備過大，就會在其垂直方向發(fā)生較大的拉
5、應變，在最薄弱的截面，往往是沿頂應力管道因拉應力過大而出現(xiàn)縱向裂縫，這種裂縫沿順橋向預應力管道而發(fā)展，下滲之水會沿管流動，造成銹蝕的威脅遠大于垂直裂縫。 3預應力空心板的應力分析[2~3] 3.1試驗梁的設計與制作 預應力空心板長度30m，跨度29.25m，寬度1.44m，高度1.30m，按公路I設計，橫斷面尺寸如圖3-1所示?；炷猎O計標號為C40?！ D3-1橫截面尺寸 在我國現(xiàn)有管理體制和施工水平條件下，橋梁設計與施工的偏差是普遍存在的，以下結(jié)合試驗數(shù)據(jù)對比了有無損傷的空心板梁的力學性能。 3.
6、2理想無損傷預應力空心板的應力分析[4～8] 模型的建立與施工過程應力分析： 將30m跨徑預應力空心板進行有限元分析，將其劃分為邊長為0.5m的四邊形或三角形單元，見圖3-2?！ D3-2（a）混凝土部分單元劃分示意圖圖3-2（b）預應力鋼絞線劃分單元示意圖 圖3-2預應力空心板劃分的單元示意圖 將預應力空心板用實體進行建模，其中預應力鋼絞線也分別用實體進行建模，其橫截面積與試驗梁的預應力束的橫截面積相同，模型中預應力鋼束的保護層厚度同試驗梁的保護層厚度，保證預應力鋼絞線和混凝土之間協(xié)調(diào)變形，圖3-3反
7、應了張拉后空心板的力學性能. 圖3-3張拉鋼絞線后空心板的應力圖圖3-4張拉鋼絞線后出現(xiàn)縱向裂縫（試驗梁）的位置 由圖3-4可以看出，張拉鋼絞線后在底板縱向鋼絞線的底部出現(xiàn)了一些微裂縫。分析出現(xiàn)的原因主要是由于底板預應力鋼絞線的保護層不足，導致底板混凝土沿預應力鋼絞線的方向發(fā)生開裂。所以，在試驗中出現(xiàn)的情況并不是特殊情況，應該是普遍存在的情況?！ ?.3使用階段的受力分析 圖3-514t時的變形圖圖3-6加載到19t時的變形圖 表3.1加載變形比較表 從表中看出在使用荷載作用下，整個試驗梁處于
8、彈性狀態(tài)，應力狀態(tài)與理論計算值基本吻合?！ ‘斣僭黾雍奢d，受拉區(qū)混凝土就出現(xiàn)可見裂縫，這時的裂縫大約為0.01～0.02mm。由于預應力空心板的底板比較薄，對其施工要求相對較高。在按照設計建造的模型進行分析得到：在張拉鋼絞線之后，板的底板出現(xiàn)了些微裂縫，但基本上并不影響整個結(jié)構(gòu)的短期力學性能。在使用荷載作用下，預應力空心板的受力性能較好，整個試驗梁基本上處于
