先張法預應力空心板梁的應力控制問題研究

摘 要:預應力連續梁橋具有整體性能牢固、結構剛度大、穩定性強、抗震效果好等優點，所以設計恰當的預應力鋼筋混凝土的結構是橋梁質量的重要保證。因此本文對先張法預應力空心板梁的應力控制問題進行淺析。

關鍵詞:先張法 空心板梁 應力控制

中圖分類號:U445文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0106-01

1 預應力空心板梁的設計特點

在現代橋梁建筑工程中，大跨連續梁橋的運用規模日益龐大。橋梁在豎直荷載作用下，梁的截面會產生彎曲和扭矩，目前橋梁的結構形式大都采用鋼筋混凝土實心板梁和預應力空心板梁。其中預應力混凝土連續梁橋一般采用箱形截面，其總體布置即主跨大小、分跨以及跨徑組合、主梁高度、橫截面布置型式是決定橋梁是否安全、合理、經濟和美觀的主要因素。另外，預應力空心板梁的橫截面布置的型式在一定程度上取決于橋面的寬度，同時這也是整個工程設計的關鍵所在。在具體設計當中，要先初步將力筋重心線布置在束界以內，然后再求出預加力引起的結構次內力，得到預應力筋的壓力線位置，檢查其是否在束界內，如果沒有滿足，則需要做局部調整，直至使預加力壓力線在束界內。對連續束還可以作線性位移，使預應力筋合理布置在結構中，滿足整體結構受力的需要。

由于在連續梁橋中橋墩與梁形成剛架可以共同承受上部結構的荷載，這樣可以使主梁的受力更為合理，而且還能充分發揮橋墩自身在結構上的潛能，并且預應力空心板梁采用直線布束的技術一方面簡化了設計和施工，又減少了摩阻損失，方便建立縱向有效預應力，另一方面豎向預應力筋的設置可以有效改善腹板主拉應力狀況，所以在大跨徑橋型方案比選中，預應力空心板梁仍具有很強的競爭力，在現階段的橋梁建造中也得到了迅猛的發展和應用。

2 空心板梁的應力控制

先張法空心板梁的制作工藝是指在混凝土澆灌前，先張預應力筋使其臨時的固定在張拉臺座上，等到布置好后再進行混凝土的立模澆灌，然后當混凝土達到設計強度的80%或者以上時，將預先布置的預應力筋放松，這樣一來就可以利用預應力筋的彈性回縮通過與其混凝土之間的粘結作用獲得相應的預應壓力。以下就對先張法預應力空心板梁的應力控制進行具體分析。

2.1 臺座的布置

按照橋梁的施工設計要求制作空心板梁的臺座，制作過程使用擴大基礎，水磨石制作基礎臺座。制作的尺寸、棱角、表面的平整度、地面承載力以及臺座間距都必須滿足設計要求，并應具有足夠的強度、剛度和穩定性。此外臺座的制作還應該充分考慮到所有空心板梁的預制，在利用先張法制作空心板梁之前，按照設計要求在臺座上分節綁扎鋼筋骨架，檢查定位板的力筋孔位置和孔徑大小是否符合設計要求，然后將定位板固定在橫梁上。

2.2 千斤頂的選擇

千斤頂是空心板梁制作的重要設備之一，根據鋼絞線的理論計算伸長值初應力應該采用單頂進行逐根張拉，然后再用大頂一次性張拉到位，這樣可以保證張拉工作的可靠性以及穩定性。

2.3 錨具、夾具以及連接器的選擇與檢測

錨具、夾具以及連接器是用于連接預應力筋的裝置，在進行選擇與檢測時必須要嚴格按照《預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規程》中的相關規定，錨具的選用如下表1所示:

預應力空心板梁的錨具、夾具以及連接器應該根據性能、型號、預應力筋的數量、混凝土等級等相關因素進行選擇，在預應力筋強度等級已經確定的條件下，連接器組件的選擇以及測試性能，應該同時滿足錨具效率系數大于等于95%，并且預應力筋總應變大于等于2.0%兩項要求。

2.4 預應力筋的伸長值控制

先張法預應力空心板梁的應力控制技術關鍵就是預應力筋的伸長值計算，鋼絞線張拉采用張拉力和伸長值雙重控制，根據油頂標定測試數據及鋼絞線的彈性模量計算出張拉應力控制的油表讀數及伸長值，采用符合設計要求的鋼絞線。首先用穿心油壓千斤頂將鋼絞線調整到初應力后，再用大頂進行整體張拉，對張拉端的鋼絞線伸長值進行測量記錄，測量時要去除油頂的回縮量確保伸長值準確無誤。鋼絞線張拉時的應力控制，首先應該以伸長值進行校核，實際測量的伸長值與理論伸長值之間的誤差應符合設計要求;設計未規定時誤差應該控制在±6%之內，如果超出此范圍則應該立刻停止張拉，查清楚產生異常的原因并且及時進行矯正，然后才能進行繼續張拉工作。

總之，在實際工程的應用當中主橋的橫截面設計通常采用寬跨度較小的單箱單室箱形截面，這樣可以有效地減小橫向撓曲有利于主梁的縱向剛度。但是對與預應力空心板梁的應力控制要根據橋梁構造以及施工要求進行調整。如果預應力設計恰當，不僅能夠使結構的跨越能力大幅度提高，提高工程質量，而且可以大幅度減輕結構自重，使結構變得美觀輕巧，從而節約大量的鋼材和混凝土。

3 結語

綜上所述，利用先張法預應力空心板梁進行應力控制具有整體性能好、結構剛度大、變形小、抗震性能好等優點，所以在現代橋梁建設中得到了越來越廣泛的應用。在橋梁預應力的設計研究中，首先要根據預應力連續梁橋懸臂施工的各個階段中箱梁應力的變化，以及不同階段配置預應力筋所起的作用，提出行之有效的技術措施以及施工手段。然后針對縱向預應力筋下彎束的作用是為抵抗腹板主拉應力，隨著豎向預應力的數值增大腹板的主拉應力的安全儲備也隨之提高，合理設置豎向預應力不僅可以取消下彎束還能簡化施工。此外，還應注意先張法預應力空心板梁的應力控制時，預應力混凝土連續箱梁橋中，箱梁處于復雜的受力狀態，并且豎向預應力筋一般都比較短，所以必須考慮混凝土在多軸應力狀態下如何提高強度，提供豎向預應力值的合理計算方法，并進一步改善豎向預應力筋施工工藝的方法，為合理設計空心板梁提供了理論依據。使大跨連續梁橋在結構受力、使用功能和適應環境等方面可以充分發揮其自身的優越性。

參考文獻

[1]孫愛芬.基于有效預應力檢測的橋梁安全性評價方法[D].長安大學，2010年.

[2]劉濤.曲線預應力連續梁橋設計[J].水科學與工程技術，2007(1).