【摘要】从上世纪50年代首座预应力混凝土桥梁修建至今,特别是改革开放以来,我国已经修建了大量的预应力混凝土桥梁。在这些桥梁的施工建设过程中,难免预应力钢束位置的将产生偏差。而预应力钢束位置的偏差究竟对结构产生怎样的影响。本文对此进行研究,为今后的预应力钢束施工误差对结构影响积累资料。
1. 前言
从上世纪50年代首座预应力混凝土桥梁修建至今,特别是改革开放以来,我国已经修建了大量的预应力混凝土桥梁。在这些桥梁的施工建设过程中,难免预应力钢束位置的将产生偏差。基于当前《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中关于预应力结构的基本假定和计算原理,对施工过程中预应力筋位置偏差对结构影响进行研究。
本文将从下面几个方面进行研究分析。即预应力损失的影响、结构应力状况影响、桥梁结构性能影响。
2. 预应力钢束施工误差对预应力损失的影响
通过研究分析可知,在实际工程中,预应力钢束偏离Δy对预应力第四﹑六项损失影响较大,其他项影响较小。在此仅对第四﹑六项损失进行研究。
(1)预应力第四项损失,即弹性压缩损失σl4:
NP4=(σcon-σl1-σl2)AP,σPC4=NP4An+ NP4ypnypnJn,
σl4=(m-1)2mnpσPC4
(2)预应力第六项损失,即混凝土收缩和徐变损失σl6:
ρ=(AP+AS)AC ,ePS= (APypn+ASysnAP+AS),ρPS=1+ePS 2i2,
i=JnAn
NP6=(σcon-σl1-σl2-σl4) AP,
σPC6=[NP6An+NP6ypnypnJn]-MgkypnJn,
σl6=0.9EPξ(t)+npσpc6(t)1+15ρρps
将σl4、σl6对Δy取导,并通过试算得知,在实际工程中,当|Δy/yp∣0.15时改变量可能达到10~20%以上。故应考虑预应力筋偏离Δy对预应力第四﹑六项损失影响。
3. 预应力钢束施工误差对结构应力影响
本文在此仅对后张法预应力结构进行研究,推导梁体下缘混凝土应力公式
ePeσpeApypn-σpe1Ap1ypn1-σl6Asysn+σl61+AS1ysn1σpeAp+ σpe1Ap1-σl6As-σl61+AS1
σpe=σcon-σl1-σl2-σl4-σl6,
Np=σpeAp+σpe1Ap1-σl6As-l61As1
σcχ=NPAn-Np epeynsJn+Mg1kynsJn+Mg2kynsJ0
将结构应力σcx对Δy取导,并通过试算得知,预应力筋偏离Δy对预应力结构应力σcx影响较大,在实际工程中,当∣Δy/yp∣0.15时σcx改变量将可能达到10~20%以上。
4. 预应力钢束施工误差对惯性矩的影响
图1预应力钢筋和普通钢筋合力及偏心矩 本文在此仅对后张法预应力结构进行研究。根据现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)的计算原理,预应力钢筋和普通钢筋的合力Npo、Np及其偏心距epo、epn按下列公式计算。
NP=σp eAp+σ‘p eA‘p-σl6As-σ‘l6A‘s,
epn= σp eApypn -σ‘p eA‘py‘pn-σl6Asysn+σ‘l6A‘sy‘snσp eAp+σ‘p eA‘p-σl6As-σ‘l6A‘s,
σp e=σcon-σl,σ‘p e=σ‘con-σ‘l
在上面的公式中,除图中标明的常用符号可参见(JTG D62-2004)外,需另外说明的有: σp e:σ‘p e后张法构件受拉区和受压区
|