后张法空心板梁反拱度计算

后张法空心板梁反拱度计算

1预应力混凝土结构施工预制混凝土结构广泛应用于桥梁，尤其是大直径桥梁。哈五公路中预应力空心板和T梁,跨径在11～25m左右,均采用预应力结构。其原因在于这种结构具有:能充分发挥高强材料的作用,能提高构件的抗裂性和刚度,能建大跨径的桥梁,且保证结构质量,使用安全。预应力混凝土结构的类型有5、6种之多,目前普遍采用较多的为先张法或后张法预应力结构。在预应力混凝土结构施工中,预应力筋的张拉是一个非常重要的工序,直接影响到预应力混凝土结构的质量,重者发生重大质量事故,轻者影响到桥梁的使用寿命,故在施工中应引起高度重视。预应力混凝土结构一个最显著的特点是它的成品有反拱度,它也是衡量预应力混凝土结构成品质量的一项重要指标,然而反拱度的存在对桥面的标高却存在一定影响。2预应力筋张拉和封头针对哈五公路新发大桥、任家桥后张法空心板梁,讨论了后张法空心板梁,后张法预应力混凝土预制时的工艺:先制作留有预应力筋孔道的梁体,待其混凝土达到规定强度后,再在孔道内穿入预应力筋进行张拉并锚固,最后进行孔道压浆并浇灌梁端封头混凝土。这时空心板就会通过纵向压力及预应力弯矩My=Ny×e(e为偏心距)向上弯曲,从而产生反拱度fy,它是由预应力Ny作用下引起的。2.1钢绞线的测量通过实例说明计算方法。例:空心板设计资料:跨径L=20m,板长19.96m,材料:钢绞线采用中Φj=15.0mm,公称面积A=139.98mm2的钢绞线。其标准抗拉强度Rgbbg=1570MPa,弹性模量Eg=1.9×105MPa,非预应力筋采用I级光圆钢筋,(A3钢)Eg1=2.1×105MPa,混凝土设计标号为C38,Eh=3.0×104MPa,钢绞线设计张拉力为16.008t。2.2计算中反弧度的误差(1)钢筋弹性模量的测定Ag=1.3998×18=25.2cm2(1.3998cm2是钢绞线公称面积,18是钢绞线的根数)n=Eg/Eh=(1.9×105)÷(3.0×104)=6.33(Eg、Eh分别为钢绞线和钢筋的弹性模量)Ag1=9×3.14/4×1.62=18.09cm2(Ag1是16钢筋换算截面积)n1=Eg1/Eh=(2.1×105)÷(3.0×104)=7(Eg1、Eh分别为钢筋和混凝土弹性模量)A0=Am+nAg+n1Ag1=4149+6.33×25.2+7×18.09=4435.15cm2(Am为混凝土净面积)(2)计算变换截面中的中性轴的位置Y=38.2cm(以空心板截面底边为参考轴,计算过程从略)(3)简要说明中间轴的惯性矩I0=2795895cm4(计算过程从略)(4)nye08hsi0的fg跨中的反拱度由两部分荷载构成,即fy=fmy+fg式中:fmy为预应力弯距my所引起向上的挠度;fg为空心板自重引起向下的挠度。my=ny×e0=14×160×0.332+4×160×0.272=917.8kN·mq=(混凝土重+钢筋重)÷空心板长=10.443N/mfmy=(my×l2)/8EhI0=(917.8×103×202)/(8×3×104×2795895×108)=5.47cmfg=(5ql4)÷(384EhI0)=-2.59cmfy=fmy+fg=5.07-2.59=2.88cm3实测反拱度表2在任家桥、新发大桥的施工中,预应力板梁112片,预应力T梁425片,对其中80片板梁进行反拱度实测实量,抽查率为15%检查方法:利用水准仪测板的两端和中间三点标高,分别为a,b,c,然后用公式f(a,b,c)=b-(a+c)/2(其中a,c为板梁两端标高,b为板梁中间点标高)得到实测反拱度,具体测试结果见表1。以上理论计算和反拱度实测量可得出:预应力的反拱度与板长成正比,即板的长度越大起拱实际越大,反之则越小。4铺装层高、板、梁的反拱度由前面理论计算和实测可知影响高度为1.5～3cm,针对该数值,在桥面铺装厚度设计和施工时可适当考虑反拱度因素。解决的方法可以从以下几个方面进行考虑。(1)调高铺装层厚度,一般建议混凝土铺装层厚度大于8cm,在事先根据板、梁的结构算出他们的反拱度,(当然板、梁结构、长度等的不同,它们的反拱度也不同),根据计算的反拱度,可以在设计中预先考虑这个可确定的因素。(2)在施工中利用规范允许的负误差,从承台、立柱、盖梁分别调低允许标高,从而可以在总体上略微调低下部结构的标高,最终消除反拱度对桥面标高影响的因素。现在桥梁施工中,人们往往忽略反拱度对桥面标高影响因素,最终通过变更调整纵坡来提高铺装层厚度这种处理方法,当然,调整纵坡的因素很多,但对于事先可以预见的因素应在早期进行控制,否则,对工程投资控制是不利的,也不利于桥面竣工标高的控制。5拱度一事控制影响桥面标高不仅仅是预应力板的反拱度,还有其他各种因素的存在