预应力混凝土箱梁桥的预应力损失成因及控制.doc

预应力混凝土箱梁桥的预应力损失成因及控制
摘要: 随着我国高速公路建设的蓬勃发展,桥梁建设进入了前所未有的高潮时期。预应力混凝土箱梁桥的结构安全性已成为当今社会普遍关注的问题。本文结合笔者多年的工程实践经验,从多个角度和侧面分析、探讨了预应力混凝土箱梁桥的预应力损失成因及控制的有关问题。以期能够为各位读者的日后工作提供一定的借鉴和参考。
关键词:预应力混凝土箱梁桥;预应力损失;成因及控制
中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:
前言
预应力混凝土箱梁桥通过钢筋张拉建立起来的预应力不是全部有效的,实际的有效预应力将受种种因素影响而有所降低。在预应力混凝土构件施工及使用过程中,预应力钢筋的张拉应力值是在不断降低的,称为预应力损失。设计时要正确计算预应力损失值,施工时要尽量减少预应力损失,这是预应力结构的成败关键。引起预应力损失的因素很多,一般认为预应力混凝土构件的总预应力损失值,可采用各种因素产生的预应力损失值进行叠加的办法求得。下文将讲述六项预应力损失,包括产生的原因及减少预应力损失值的措施。
一、造成预应力损失的原因
1预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σ11
预应力直线钢筋当张拉到
σ11后,锚固在台座或构件上时,钢筋两端的锚具在压力作用下,由于垫圈和夹具缝隙的挤紧压缩,以及钢筋在锚头中的相对滑移,使预应力钢筋缩短而引起预应力损失。锚具变形越大,预应力损失亦越大。
2预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起预应力损失σ12
在后张法中,由于预应力钢筋的表面形状、孔道成型质量情况、预应力钢筋的焊接外形质量情况、预应力钢筋与孔道接触程度等原因,在构件的预留孔道内张拉钢筋时,钢筋与孔道壁接触产生摩阻力,妨碍了钢筋伸长,引起钢筋实际预应力值的降低。这种摩擦阻力距离预应力张拉端越远,影响越大,使构件各截面上的实际预应力有所减少。
3混凝土加热养护时受张拉的预应力钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的预应力损失σ13
在先张法中,为了缩短施工工期,常在浇灌混凝土后进行蒸汽养护。当构件采用蒸汽养护时,由于在构件上加温,钢丝(筋)就要膨胀伸长,但预应力钢丝(筋)己锚固在台座的两端,这样就使钢丝(筋)中所受的张拉力减少,造成预应力损失。当温度相差l℃时(养护温度与张拉时温度之差),(20千克力/厘米2)。
4钢筋应力松弛引起的预应力损失σ14
钢筋在持续高应力作用下其塑性变形具有随时间而增长的性质,由于钢筋的松弛,在钢筋长度保持不变的条件下,钢筋的应力会随时间的增长而逐渐降低,从而引起预应力减小,这种现象称为钢筋的应力松弛。这种现象犹如胡琴的弦拉紧后时间长了就会自己松弛一样。这项损失,在软钢中可达张拉应力的5%;在硬钢中,可达张拉应力的7%。
5混凝土收缩、徐变引起的预应力损失
σ15和σ15’
混凝土浇捣后,随着时间的增长,体积会缩小,这就是混凝土的收缩。由于预应力钢丝(筋)与混凝土粘结得很牢固,当混凝土收缩时,钢丝(筋)也随着缩短,使它的张拉力产生松弛,从而应力也降低一些。另外,滞凝土还有一种特性,在不变荷载的长期作用下,会产生塑性变形(即永久变形),这就叫做混凝土的徐变。混凝土的徐变也同样会使预应力降低。
混凝土在一般温度条件下硬结时会发生体积收缩,而在预应力长期作用下混凝土会产生徐变