2、预制预应力T梁预拱度计算及控制
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浅谈后张法预应力混凝土T梁预拱度控制浅谈后张法预应力混凝土T梁预拱度控制摘要:本文结合工作实例,对后张法预应力混凝土T梁预拱度控制的形成原因、影响因素进行分析,并提出一些控制措施。
关键词:后张法 T梁预拱度控制预制T梁设计时,为使梁体具有足够的强度、刚度来承受恒载和活载所产生的弯矩,往往布置预应力筋,通过预应力筋张拉对梁体产生的负弯矩来抵消恒载和活载产生的正弯矩。
为了控制梁体张拉时产生的过大的向上反拱,则需通过对预制梁台座(底模)设置一个向下的合适的拱度来抵消反拱,所设的拱度即为“预拱度”。
一、T型梁上拱度形成的原因后张法全预应力混凝土T型梁的上拱度一般由预施压应力产生的上挠度和梁体自重产生的下挠两部分组成,下挠度值小而上挠度值大,两者相互作用的结果会使梁体产生一定的上拱度。
由于T型梁的压应力一般集中于梁体截面上形成了偏心压力,偏心受压的结果会使预压区混凝土(包括所配的非预应力筋)处于高压应力状态,根据材料力学的压缩变形的结果必然会使梁体形成一定的上拱度。
通常,预压应力越大,梁体混凝土不均匀压缩变形就越大,上拱度也就越大。
因此,预施压应力对梁体的力学作用所产生的不均匀压缩变形是T型梁上拱度形成的直接原因。
上拱度一般由设计单位依据梁体受力弹性变形理论和混凝土收缩徐变的经验参数计算得出,标注于图纸之上,又称为理论拱度值。
二、T型梁上拱度的影响因素根据T型梁体的受力特性、弹塑变形特性、局部应力效应和混凝土收缩徐变特性,T型梁预拱度除与梁体截面特性(梁体长度、自重、惯性矩)有关外,还受以下因素影响;1、预施压应力预施压应力大小和应力施加时间影响着上拱度的大小。
预施压应力(如设计张拉力或张拉、超张拉控制应力)越大,梁体上拱度就越大(如边梁的上拱度值一般大于中梁的上拱度值),反之亦然。
预施压应力的应力施加时间越长或越早,梁体上拱度就越大;如果对一座桥梁上的相邻梁体施加时间不一致的预应力则会导致安装后相邻梁体间的上拱度值偏差较大,施工中要多加注意。
精心整理预制预应力T 梁预拱度计算及控制中铁十五局集团第二工程有限公司刘少修摘要:本文结合福建龙浦高速公路十里排枢纽主线桥25m 预制T 梁的工程实践,介绍了T 梁预拱度设置的必要性及设置注意事项,提供了依据结构力学挠曲变形原理及预应力混凝土弹性计算理论计算梁体挠度的方法。
关键词:预制T 梁预拱度设置挠度计算0、十里排枢纽主线桥简介十里排枢纽主线桥分左右两幅,左幅桥长483.2m ,右幅桥长478.2m 。
全桥左幅共5联:3*25+4*25+4*30+3*35+3*25,右幅共5联:2联、左幅第4联、右幅第1联、右幅第2T 梁桥面连续结构;全桥共有T 梁203片,其中122片25m 为VOM 锚。
1、预拱度设置1.1设置原因预制T。
1.2设置注意事项如预拱度设置过受桥面铺装设计标高控制,桥跨中段铺装层厚度将达不到设现梁顶平、梁底凹的现象。
预应力张拉后,由于预应力筋的作用,向上的拱度抵消了梁底的凹拱,却产生了梁顶的凸拱,预拱度的设置也就失去了意义。
故,预拱度设置时,不仅要考虑梁底,也要考虑梁底。
2、梁体挠度计算根据结构力学挠曲变形原理及预应力混凝土梁弹性计算理论,25m 后张预应力预制T 梁上拱度有两部分组成:一是由梁体自身产生的挠度;二是由预应力产生的挠度。
具体计算时可分三种情况:①、中性轴在预应力束中间时,计算挠度用下式:EI L e N EI L e N f 48/58/22211∙∙+∙∙-=(1)②、中性轴在预应力束之上时,计算挠度用下式:EI L e N EI L e N f 48/58/22212∙∙+∙∙=(2)③、预应力束近似直线时,计算挠度用下式:EI L e N f 8/213∙∙=(3)2.1十里排枢纽主线桥25mT 梁相关参数(计算)十里排枢纽主线桥25mT 梁钢束布置图及相应的断面图如下所示:2.1.1中性1y =73.08cm 2y =101.92cm2.1.2截面惯性矩计算截面惯性矩计算采用公式:])()([c 31I 313132d y c B By y -∙--+=(6) 将梁体参数及1y 、2y 代入公式(3)可得:截面惯性矩447386.0cm 1086.3m I =⨯=2.1.3混凝土弹性模量参照《路桥施工计算手册》,C50砼弹性模量:pa 104105.3Mpa 103.5E ⨯=⨯= 2.2挠度计算2.2.1预应力束产生的挠度计算计算梁片共有预应力束三束,分别为N1、N2、N3。
预制T梁施工过程中的预应力控制摘要确保桥梁预应力张拉施工质量符合设计和规范要求是T梁施工质量控制的关键,本文就预应力张拉工艺控制进行解析关键词钢绞线波纹管锚具张拉压浆1、预应力施工2.1 预应力筋及制作2.1.1 预应力混凝土结构所采用的钢绞线符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2003)的规定和要求。
2.1.2 预应力筋进场时分批验收,验收时,除核对其质量证明书、包装、标志、规格和逐盘进行外观质量检查外,同时委托了有相应资质的长沙理工大学公路工程试验检测中心按照下列规定进行检验。
1 钢绞线1)钢绞线检验项目、检验频次、取样数量与质量要求见下表2-1。
表2-1 钢绞线检验项目、频次、取样数量与质量要求注:1.合同批为一个订货合同的总量;2.样品应分别从3盘上截取;如每批少于3盘,则逐盘取样进行上述检验。
2)检验结果中有一项不合格,则不合格盘报废,并再从未试验过的钢绞线中取双倍数量的试件做该不合格项的复验,如仍有一项不合格,则该批钢绞线为不合格。
2.1.3预应力筋的实际强度不低于设计要求和现行国家标准的规定。
预应力筋的试验方法应按现行国家标准的规定执行。
2.1.4 预应力筋的制作1 预应力筋下料1)预应力筋的下料长度满足预应力筋设计尺寸及张拉需要;2)预应力筋的切断,采用切断机或砂轮锯,不得采用电弧切割;3)下料过程中预应力筋严禁在地面上拖拉,避免预应力筋磨损。
2 预应力筋编束预应力筋由多根钢绞线组成时,同束内采用强度相等的预应力钢材。
编束时,应逐根理顺,绑扎牢固,防止互相缠绕。
编束完成后严禁将预应力筋在地面上拖拉。
2.2 预应力筋锚具、夹具和连接器2.2.1预应力筋锚具、夹具和连接器符合国家现行标准《预应力筋锚具、夹具和连接器》(GB/T 14370-2000)。
2.2.2 预应力筋锚具应按设计要求使用。
用于张拉的锚具或其附件上应设置压浆孔或排气孔,压浆孔应有足够的截面面积,以保证浆液的畅通。
预制预应力T梁预拱度计算及控制中铁十五局集团第二工程有限公司刘少修摘要:本文结合福建龙浦高速公路十里排枢纽主线桥25m预制T梁的工程实践,介绍了T 梁预拱度设置的必要性及设置注意事项,提供了依据结构力学挠曲变形原理及预应力混凝土弹性计算理论计算梁体挠度的方法。
关键词:预制T梁预拱度设置挠度计算0、十里排枢纽主线桥简介十里排枢纽主线桥分左右两幅,左幅桥长483.2m,右幅桥长478.2m。
全桥左幅共5联:3*25+4*25+4*30+3*35+3*25,右幅共5联:4*25+4*25+3*30+3*35+3*25,上部结构左幅第1联、左幅第2联、左幅第4联、右幅第1联、右幅第2联采用预应力砼(后张)先简支后连续T梁:其余采用预应力砼(后张)T梁桥面连续结构;全桥共有T梁203片,其中122片25m、41片35m、40片30m。
T梁预应力束为钢绞线,锚具为VOM锚。
1、预拱度设置设置原因预制T梁设计时,为使梁体具有足够的强度、刚度来承受恒载和活载所产生的弯矩,往往布置预应力筋,通过预应力筋张拉对梁体产生的负弯矩来抵消恒载和活载产生的正弯矩。
为了控制梁体张拉时产生的过大的向上反拱,则需通过对预制梁台座(底模)设置一个向下的合适的拱度来抵消反拱,所设的拱度即为“预拱度”。
设置注意事项预拱度设置的合理与否十分重要,如设置不合理,将直接影响梁的外观及后续工作的质量。
如预拱度设置过大,为保证桥面铺装设计标高,则需增加桥跨中段铺装层的厚度,这样就增加了桥面铺装混凝土的重量,既降低了梁的承载储备又造成了浪费;如预拱度设置过小,受桥面铺装设计标高控制,桥跨中段铺装层厚度将达不到设计厚度,这样就影响了桥面的耐久性及梁体的使用寿命。
预拱度的设置不仅梁底要设,梁顶也要设。
如梁顶不设置预拱度,而只有梁底设置,梁片浇注完成后将会出现梁顶平、梁底凹的现象。
预应力张拉后,由于预应力筋的作用,向上的拱度抵消了梁底的凹拱,却产生了梁顶的凸拱,预拱度的设置也就失去了意义。
公路25m预应力混凝土T梁上拱度计算(截面特性采用AutoCAD查询)预应力T型梁在预加应力作用下,在纵轴线方向由于受到编心压力的作用而产生上拱度。
下面计算预施应力阶段在扣除自重作用后的上拱度。
一、截面几何特性计算计算简图如下:采用AutoCAD查询结果见下表25mT梁截面特性部位净截面积(m2) 钢绞束重心距梁底(m)净截面重心距梁底(m)净截面惯性矩(m4)L/2 0.717206 0.1350 1.118833 2.62687349E-01 3L/8 0.717206 0.145692 1.11859187 2.62975709E-01 L/4 0.717206 0.225843 1.11686433 2.65010176E-01 L/8 0.933265968 0.42789161 1.01314914 3.37768111E-01 端部 1.062926196 0.7000 0.96960186 3.55175884E-01二、有效预应力值的计算1、张拉控制应力σcon=0.75*1860=1395Mpa2、摩擦损失平均弯起角θ=(+/4=0.095995radl=(24744+24762+24699*2)/4/2=12363mmσl1=σcon[1-e-(μθ+κχ)]=1395*[1- e-(0.25*0.095995+0.0015*12.363)]=58.1Mpa3、锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失E筋=3.5*105 Mpaσl2==1.95*105*6/12363=94.6Mpa4、砼弹性压缩损失σl3=αEPΔσpcE砼=3.25*104 MpaαEP=1.95*105/3.25*104=6.0计算截面取在l/4跨度,先张拉钢筋重心处,由于后张拉一根钢筋产生的砼法向应力一根钢束(每束6根钢绞束) 预加应力cosαn=(2*cos6.5。
+2*cos4.5。
)/4=0.995245N y=(1395-58.1-94.6)*140*6*0.995245=1038570N=1038.6kNe=1.11686433-0.225843=0.89102133mW0=2.65010176E-01/0.89102133=0.297423m3Δσpc ==1038.6/(0.717206)+( 1038.6*0.89102133)/( 0.297423) =4560kN/m2=4.5 Mpaσl3=αEPΔσpc=6.0*4.5*(4-1)/2=40.5Mpa5、钢束有效预应力σy=σcon-σl1-σl2-σl3=1395-58.1-94.6-40.5=1202.0Mpa三、上拱度计算预应力T型梁在预加应力作用下,在纵轴线方向由于受到编心压力的作用而产生上拱度。
桥梁预拱度控制措施一、预拱度的产生原因1、产生预拱度的主要原因首先通过张拉预应力筋,使预应力筋达到设计值的80%J00%后,放松预应力筋,山于混凝土与预应力筋之间的握裹力,阻止预应力筋回缩,从而使混凝土承受一个压应力,这个压应力使空心板梁的任一截面的底面受拉,这样就产生了向上的预拱度。
2、影响放张后梁板在90天内攻读变化最大的主要因素(1)混凝土的收缩:混凝土在空气中凝结硕化过程中,体积减小的现象,称作收缩,山于混凝土的收缩虽然有预应力损失,但更多的作用是使梁产生向上的预拱度。
混凝土的收缩一般在两周内完成全部收缩的1/4, 一个月完成1/2,三个月大3/4左右,两年后趋于稳定。
(2)在混凝土硕化后,在一段相当长的时间内,它的物理特性如强度、弹性模量、徐变等,还与浇筑后经历的时间长短有关。
预应力混凝土梁受混凝土徐变影响很大,而混凝土的徐变本身就是一个十分复杂的物理力学过程。
影响混凝土徐变的因素很多,其主要因素有:A混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小。
B 混凝土的组成成分和配合比。
C加荷时混凝土龄期越短,则徐变越大。
D混凝土强度增长期的养生环境。
综上所述,同一块混凝土梁板在忽略预应力损失的情况下,混凝土总配比不变,其收缩和徐变都是在较短的龄期内发生的,也就是在90天内,所以期间拱度变化最大。
(3)预拱度在放张后90天420天发展平缓梁板放张完的前90天预拱度值完成整个值得80%・90%,在此阶段,预应力筋通过与混凝土的粘结力传递给梁板的一个压应力(相当于一个向上的均部荷载),从放张开始的90天内,混凝土与预应力筋共同变形,在此阶段可以将混凝土看成弹性材料,预拱度的变化基本成线性关系,从90天420天预应力筋的作用不能再使变形继续增加,但山于混凝土长期承受压应力,混凝土产生收缩(即徐变),徐变的发展是很平缓的,所以预拱度值发展平缓。
二、桥梁预拱度施工注意事项从测得的近千数据中,对于同一龄期的梁板,预拱度值是有很大差别的,大约在±5mm内波动,一般认为,预拱度值岁混凝土强度的增长而增长,混凝土强度增长快,则预拱度值增加快,有的梁板山于外界养护条件、混凝土的配比的波动,强度增长的快慢并不一样,所以预拱度值会产生波动,另外一个原因是浪板中所建立的预应力值有波动。
梓江大桥预制T梁预拱度的设置与控制摘要:随着高速公路、高速铁路快速发展,行车速度相比以往有较大提高,行车平顺性也是桥梁建设必须考虑的一个因素。
在各种荷载作用下,梁体会产生一定的变形,为了使梁体保持平顺的线形,有时需要设置一定的预拱度,这个预拱度可以是上拱的,也可以是下挠的,影响梁体变形的因素很多,比如预应力、自重、梁体在外力作用下的徐变等。
在考虑这些因素的前提下,如何对梁体的预拱度进行合理的估计,是工程中亟待解决的一个问题,本节对40m的T梁的预拱度设置的影响因素及相对施工控制措施作了相关的探讨。
关键词:T梁预拱度控制方法四川省绵遂高速公路是国家公路网成渝环线公路的重要组成部分,梓江大桥隶属绵遂高速公路工程,为跨梓江而设,位于螺丝池电站回水区内。
线路平面曲线为S型,夹直线长度70m,R左=780m,R右=800m,l0=160m,受电杆垭口隧道分离间距影响,桥面左右幅净距0~2.4m,左、右线与梓江交角约75°。
梓江左、右线桥型布置均为10×40m预应力砼简支T梁,桥梁宽度12.25m,左右线桥各长412m、411m,为S型曲线桥。
1 预拱度控制1.1 预应力作用下的上拱度为了提高梁体的承载力,增大桥梁的跨径,人们在桥梁中运用了预应力技术,预应力技术使得桥梁跨度增大的同时,也产生了巨大的附加弯矩,在预应力的作用下,梁体会出现不同程度的上拱度,对这个拱度的估计是否正确,直接影响到桥梁的预拱度的设置,进而影响行车的平顺性。
为了正确地计算出T梁在预应力作用下的上拱度,必须考虑在实际施工过程中对预应力大小产生影响的因素,以及在这些因素影响下的预应力损失,以得到实际情况中的预应力大小。
本文将对预应力影响因素以及预应力的变化对上拱度的影响做出分析。
1.1.1影响预应力损失的因素设计预应力混凝土受弯构件时,由于施工因素、材料性能和环境条件的影响,钢筋中的预拉应力会逐渐减小。
这种预应力钢筋的预应力随着张拉锚固过程和时间推移而降低的现象称为预应力损失,影响预应力损失的因素很多,下面对产生预应力损失的主要原因及其估算公式简要介绍。
梓江大桥预制T梁预拱度的设置与控制摘要:随着高速公路、高速铁路快速发展,行车速度相比以往有较大提高,行车平顺性也是桥梁建设必须考虑的一个因素。
在各种荷载作用下,梁体会产生一定的变形,为了使梁体保持平顺的线形,有时需要设置一定的预拱度,这个预拱度可以是上拱的,也可以是下挠的,影响梁体变形的因素很多,比如预应力、自重、梁体在外力作用下的徐变等。
在考虑这些因素的前提下,如何对梁体的预拱度进行合理的估计,是工程中亟待解决的一个问题,本节对40m的T梁的预拱度设置的影响因素及相对施工控制措施作了相关的探讨。
关键词:T梁预拱度控制方法四川省绵遂高速公路是国家公路网成渝环线公路的重要组成部分,梓江大桥隶属绵遂高速公路工程,为跨梓江而设,位于螺丝池电站回水区内。
线路平面曲线为S型,夹直线长度70m,R左=780m,R右=800m,l0=160m,受电杆垭口隧道分离间距影响,桥面左右幅净距0~2.4m,左、右线与梓江交角约75°。
梓江左、右线桥型布置均为10×40m预应力砼简支T梁,桥梁宽度12.25m,左右线桥各长412m、411m,为S型曲线桥。
1 预拱度控制1.1 预应力作用下的上拱度为了提高梁体的承载力,增大桥梁的跨径,人们在桥梁中运用了预应力技术,预应力技术使得桥梁跨度增大的同时,也产生了巨大的附加弯矩,在预应力的作用下,梁体会出现不同程度的上拱度,对这个拱度的估计是否正确,直接影响到桥梁的预拱度的设置,进而影响行车的平顺性。
为了正确地计算出T梁在预应力作用下的上拱度,必须考虑在实际施工过程中对预应力大小产生影响的因素,以及在这些因素影响下的预应力损失,以得到实际情况中的预应力大小。
本文将对预应力影响因素以及预应力的变化对上拱度的影响做出分析。
1.1.1影响预应力损失的因素设计预应力混凝土受弯构件时,由于施工因素、材料性能和环境条件的影响,钢筋中的预拉应力会逐渐减小。
这种预应力钢筋的预应力随着张拉锚固过程和时间推移而降低的现象称为预应力损失,影响预应力损失的因素很多,下面对产生预应力损失的主要原因及其估算公式简要介绍。
混凝土T梁有效预应力与预拱度之间的联系与影响
引言:
一、混凝土T梁有效预应力的含义和计算方法
混凝土T梁的有效预应力是指在荷载作用下发挥作用的预应力,它可以通过预应力锚固调整来实现。
混凝土T梁有效预应力的计算方法通常采用双弧长法,即根据设计荷载和预应力锚固位置,沿梁的受压区域绘制双曲线,并将预应力筋布设在曲线内部。
有效预应力的设计原则是保证在设计荷载作用下混凝土T梁的受拉和受压区域都能满足强度要求,并控制应力的分布,以确保整个桥梁的安全性和使用寿命。
二、混凝土T梁预拱度的含义和计算方法
混凝土T梁的预拱度是指在自重和预应力作用下形成的初始弯矩形成的拱度。
预拱度的计算方法通常采用离散反力原理或连续梁理论,根据梁的几何形状、材料性质和受力特点,考虑自重、预应力以及温度和组合荷载等因素,计算出预拱度的大小和分布。
预拱度的设计原则是使混凝土T 梁在正常使用荷载下变形能够得到控制,保证桥梁的平稳运行。
四、混凝土T梁有效预应力与预拱度的影响
混凝土T梁的有效预应力和预拱度对桥梁的性能和安全影响非常大。
首先,有效预应力的大小和分布会直接影响混凝土T梁的受力性能和抗弯承载力。
如果有效预应力设计得过小或过大,会导致混凝土T梁在荷载作用下的变形和应力超限,进而影响桥梁的使用寿命和安全性。
其次,预拱度的大小和分布会影响混凝土T梁的初始形状和受力分布。
如果预拱度设计得不合理,会导致桥梁在使用过程中产生较大的变形和应力集中,进而降低桥梁的使用性能和安全性。
结论:。
桥梁预拱度控制技术措施
桥梁预拱度控制技术措施旨在通过施工过程中采取一系列的措施,保证桥梁在设计荷载作用下能够达到预期的拱度。
以下列举了一些常用的桥梁预拱度控制技术措施:
1. 按照设计要求合理控制浇筑温度和收缩变形:
- 控制混凝土的配合比,减少混凝土的收缩率;
- 控制混凝土的初凝时间和凝结时间,以控制混凝土的升温速度和收缩变形;
- 采用适当的隔热措施,防止混凝土温度升高过快。
2. 采用预应力技术:
- 利用预应力钢筋对桥梁进行预应力,使其受到压应力,达到抵消混凝土收缩应力的目的;
- 合理确定预应力钢筋的布置及张拉力大小,以控制桥梁的拱度。
3. 采用预置管道、砂浆充填等附加装置:
- 在桥梁的拱腹部位安装预置管道或设置砂浆填充带,通过后期强制填充材料对拱底进行顶托,减小桥梁的收缩变形。
4. 控制施工过程中的温度变化:
- 在施工过程中控制混凝土的升温速度,避免尽量避免温度差大、快速变化的情况,以减小混凝土收缩变形的影响。
5. 采用伸缩缝等措施:
- 在桥梁的两端或主拱腹部位设置伸缩缝,以使桥梁在受力
后能够有一定的变形和伸缩空间,减少对整体结构的影响。
需要根据具体的桥梁设计和施工情况,选择合适的桥梁预拱度控制技术措施,以确保桥梁的稳定性和使用寿命。
预制预应力T梁预拱度计算及控制摘要:本文结合***高速公路***桥25m预制T梁的工程实践,介绍了T梁预拱度设置的必要性及设置注意事项,提供了依据结构力学挠曲变形原理及预应力混凝土弹性计算理论计算梁体挠度的方法。
关键词:预制T梁预拱度设置挠度计算0、桥梁简介****桥分左右两幅,左幅桥长483.2m,右幅桥长478.2m。
全桥左幅共5联:3*25+4*25+4*30+3*35+3*25,右幅共5联:4*25+4*25+3*30+3*35+3*25,上部结构左幅第1联、左幅第2联、左幅第4联、右幅第1联、右幅第2联采用预应力砼(后张)先简支后连续T梁:其余采用预应力砼(后张)T梁桥面连续结构;全桥共有T梁203片,其中122片25m、41片35m、40片30m。
T梁预应力束为钢绞线,锚具为VOM锚。
1、预拱度设置1.1设置原因预制T梁设计时,为使梁体具有足够的强度、刚度来承受恒载和活载所产生的弯矩,往往布置预应力筋,通过预应力筋张拉对梁体产生的负弯矩来抵消恒载和活载产生的正弯矩。
为了控制梁体张拉时产生的过大的向上反拱,则需通过对预制梁台座(底模)设置一个向下的合适的拱度来抵消反拱,所设的拱度即为“预拱度”。
1.2注意事项预拱度设置的合理与否十分重要,如设置不合理,将直接影响梁的外观及后续工作的质量。
如预拱度设置过大,为保证桥面铺装设计标高,则需增加桥跨中段铺装层的厚度,这样就增加了桥面铺装混凝土的重量,既降低了梁的承载储备又造成了浪费;如预拱度设置过小,受桥面铺装设计标高控制,桥跨中段铺装层厚度将达不到设计厚度,这样就影响了桥面的耐久性及梁体的使用寿命。
预拱度的设置不仅梁底要设,梁顶也要设。
如梁顶不设置预拱度,而只有梁底设置,梁片浇注完成后将会出现梁顶平、梁底凹的现象。
预应力张拉后,由于预应力筋的作用,向上的拱度抵消了梁底的凹拱,却产生了梁顶的凸拱,预拱度的设置也就失去了意义。
故,预拱度设置时,不仅要考虑梁底,也要考虑梁底。
预制预应力T梁预拱度计算及控制摘要:本文结合福建龙浦高速公路十里排枢纽主线桥25m预制T梁的工程实践,介绍了T梁预拱度设置的必要性及设置注意事项,提供了依据结构力学挠曲变形原理及预应力混凝土弹性计算理论计算梁体挠度的方法。
关键词:预制T梁预拱度设置挠度计算0、十里排枢纽主线桥简介十里排枢纽主线桥分左右两幅,左幅桥长483.2m,右幅桥长478.2m。
全桥左幅共5联:3*25+4*25+4*30+3*35+3*25,右幅共5联:4*25+4*25+3*30+3*35+3*25,上部结构左幅第1联、左幅第2联、左幅第4联、右幅第1联、右幅第2联采用预应力砼(后张)先简支后连续T梁:其余采用预应力砼(后张)T梁桥面连续结构;全桥共有T梁203片,其中122片25m、41片35m、40片30m。
T梁预应力束为钢绞线,锚具为VOM锚。
1、预拱度设置1.1设置原因预制T梁设计时,为使梁体具有足够的强度、刚度来承受恒载和活载所产生的弯矩,往往布置预应力筋,通过预应力筋张拉对梁体产生的负弯矩来抵消恒载和活载产生的正弯矩。
为了控制梁体张拉时产生的过大的向上反拱,则需通过对预制梁台座(底模)设置一个向下的合适的拱度来抵消反拱,所设的拱度即为“预拱度”。
1.2注意事项预拱度设置的合理与否十分重要,如设置不合理,将直接影响梁的外观及后续工作的质量。
如预拱度设置过大,为保证桥面铺装设计标高,则需增加桥跨中段铺装层的厚度,这样就增加了桥面铺装混凝土的重量,既降低了梁的承载储备又造成了浪费;如预拱度设置过小,受桥面铺装设计标高控制,桥跨中段铺装层厚度将达不到设计厚度,这样就影响了桥面的耐久性及梁体的使用寿命。
预拱度的设置不仅梁底要设,梁顶也要设。
如梁顶不设置预拱度,而只有梁底设置,梁片浇注完成后将会出现梁顶平、梁底凹的现象。
预应力张拉后,由于预应力筋的作用,向上的拱度抵消了梁底的凹拱,却产生了梁顶的凸拱,预拱度的设置也就失去了意义。
预制预应力T梁预拱度计算及控制Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-预制预应力T梁预拱度计算及控制中铁十五局集团第二工程有限公司刘少修摘要:本文结合福建龙浦高速公路十里排枢纽主线桥25m预制T梁的工程实践,介绍了T梁预拱度设置的必要性及设置注意事项,提供了依据结构力学挠曲变形原理及预应力混凝土弹性计算理论计算梁体挠度的方法。
关键词:预制T梁预拱度设置挠度计算0、十里排枢纽主线桥简介十里排枢纽主线桥分左右两幅,左幅桥长483.2m,右幅桥长478.2m。
全桥左幅共5联:3*25+4*25+4*30+3*35+3*25,右幅共5联:4*25+4*25+3*30+3*35+3*25,上部结构左幅第1联、左幅第2联、左幅第4联、右幅第1联、右幅第2联采用预应力砼(后张)先简支后连续T梁:其余采用预应力砼(后张)T梁桥面连续结构;全桥共有T梁203片,其中122片25m、41片35m、40片30m。
T梁预应力束为钢绞线,锚具为VOM锚。
1、预拱度设置设置原因预制T梁设计时,为使梁体具有足够的强度、刚度来承受恒载和活载所产生的弯矩,往往布置预应力筋,通过预应力筋张拉对梁体产生的负弯矩来抵消恒载和活载产生的正弯矩。
为了控制梁体张拉时产生的过大的向上反拱,则需通过对预制梁台座(底模)设置一个向下的合适的拱度来抵消反拱,所设的拱度即为“预拱度”。
设置注意事项预拱度设置的合理与否十分重要,如设置不合理,将直接影响梁的外观及后续工作的质量。
如预拱度设置过大,为保证桥面铺装设计标高,则需增加桥跨中段铺装层的厚度,这样就增加了桥面铺装混凝土的重量,既降低了梁的承载储备又造成了浪费;如预拱度设置过小,受桥面铺装设计标高控制,桥跨中段铺装层厚度将达不到设计厚度,这样就影响了桥面的耐久性及梁体的使用寿命。
预拱度的设置不仅梁底要设,梁顶也要设。
如梁顶不设置预拱度,而只有梁底设置,梁片浇注完成后将会出现梁顶平、梁底凹的现象。
谈谈预应力混凝土梁板的拱度控制摘要:预应力混凝土结构已被逐渐广泛地应用于工程中,而预压力所产生的拱度正好可以抵消荷载作用下梁板所产生的挠度,显然这对结构是有利的。
然而如果拱度过大,对于桥梁工程来说,造成公路桥梁路面不平顺,导致行车不顺畅,产生负面效果。
因此,如何控制好结构的拱度也是一个亟待解决的问题。
文章主要从拱度的成因、结构的材料等几个方面来谈谈对结构拱度的控制。
关键词:预应力混凝土;拱度;挠度;预应力损失0引言预应力混凝土结构会在施工和使用过程中产生拱度,正确认识梁上拱度形成的原因和影响因素及拱度过大对结构(主要是桥梁结构)工程所造成的不利影响,从而采取一些措施在构件制作阶段设置反方向的拱度来控制梁上的拱度是很重要的一个问题。
1结构产生拱度的成因不管是先张法施工的预应力混凝土结构,还是后张法施工的预应力混凝土结构,都会向上起拱。
先张法是先张拉预应力钢筋,后浇筑混凝土的施工方法,具体做法是:在台座或钢模上张拉预应力钢筋,待预应力钢筋拉伸到预定的张拉控制应力后,将预应力钢筋用锚具固定在台座或钢模上,支模、(绑扎非预应力钢筋)、浇筑混凝土,当混凝土达到设计强度的75%以上后,切断或放松预应力钢筋,预应力钢筋在回缩时挤压混凝土,使混凝土获得应力。
而后张法是指先浇筑混凝土,后张拉钢筋的施工方法,具体做法是:先浇筑好混凝土构件,并在构件中预留孔道,待混凝土达到设计强度的75%以上后,将预应力钢筋穿入预留的预应力孔道,利用构件本身作为受力台座进行张拉,在张拉预应力钢筋的同时,使混凝土受到预压,张拉完成以后,在张拉端用锚具将预应力钢筋锚固,最后在孔道内灌浆,保护预应力钢筋,并使预应力钢筋和混凝土形成一个整体共同承受荷载。
(如图1)一般情况下,考虑梁的拱度分两部分来研究,一部分是梁体自重以及梁上荷载产生的挠度,另一部分是由于预压应力使梁产生的向上的拱度,由于受拉钢筋配置在构件的下部,这一部分的分析可以把构件看作是一个水平的偏心受压构件(见图2),从工程力学的角度来讲这种压缩变形的结果会使梁体形成一个向上的拱度,两者相互作用的效果必然会使梁形成一个向上或者向下的拱度。
预制梁起拱度计算概述预制梁是一种在工厂内预制好的梁体,然后运输到现场进行安装的结构构件。
在预制梁的设计和施工过程中,起拱度的计算是非常重要的一项工作。
起拱度是指梁体在受力后产生的弯曲变形,它对梁体的结构和使用性能都有重要影响。
本文将介绍预制梁起拱度计算的相关内容。
起拱度的计算方法预制梁的起拱度计算主要依据梁体的几何形状、截面性质、荷载情况和材料特性等因素进行。
下面将介绍一种常用的计算方法。
1. 梁体几何形状和截面性质的测量在进行起拱度计算之前,首先需要对预制梁的几何形状和截面性质进行测量,包括梁体的长度、宽度、高度等几何尺寸,以及截面的形状、面积、惯性矩等性质。
这些测量数据将作为起拱度计算的基础。
2. 荷载分析根据实际工程情况,确定预制梁所承受的荷载情况,包括自重、活载、温度荷载等。
对于每种荷载情况,需要确定其作用位置、大小和分布形式。
3. 弯矩计算根据荷载分析结果,可以得到预制梁在不同位置受到的弯矩大小。
弯矩是导致梁体发生起拱变形的主要原因,因此准确计算弯矩非常重要。
可以采用静力学原理和结构力学的知识,通过计算公式或有限元分析等方法进行弯矩计算。
4. 梁体变形分析根据弯矩计算结果,可以进行梁体的变形分析,包括挠度和起拱度的计算。
挠度是指梁体在受力后产生的纵向位移,而起拱度是指梁体在受力后产生的弯曲变形。
通过结构力学的知识和数值计算方法,可以进行梁体变形的分析和计算。
5. 结果评估根据梁体的变形分析结果,可以评估预制梁的起拱度是否满足设计要求。
如果起拱度过大,可能会导致梁体的结构破坏或使用性能下降,需要采取相应的措施进行改进,如增加梁体的截面尺寸或采用加强措施等。
实例分析为了更好地理解预制梁起拱度的计算过程,下面以一座桥梁的预制梁为例进行分析。
假设该桥梁的预制梁长度为10米,宽度为1米,高度为0.5米,截面为矩形。
根据荷载分析,该预制梁承受的活载为10吨,作用位置位于距离梁两端2米的位置。
根据静力学原理和结构力学的知识,可以计算出该位置的弯矩大小为100吨米。
预制预应力T梁预拱度计算及控制
摘要:本文结合***高速公路***桥25m预制T梁的工程实践,介绍了T梁预拱度设置的必要性及设置注意事项,提供了依据结构力学挠曲变形原理及预应力混凝土弹性计算理论计算梁体挠度的方法。
关键词:预制T梁预拱度设置挠度计算
0、桥梁简介
****桥分左右两幅,左幅桥长483.2m,右幅桥长478.2m。
全桥左幅共5联:3*25+4*25+4*30+3*35+3*25,右幅共5联:4*25+4*25+3*30+3*35+3*25,上部结构左幅第1联、左幅第2联、左幅第4联、右幅第1联、右幅第2联采用预应力砼(后张)先简支后连续T梁:其余采用预应力砼(后张)T梁桥面连续结构;全桥共有T梁203片,其中122片25m、41片35m、40片30m。
T梁预应力束为钢绞线,锚具为VOM锚。
1、预拱度设置
1.1设置原因
预制T梁设计时,为使梁体具有足够的强度、刚度来承受恒载和活载所产生的弯矩,往往布置预应力筋,通过预应力筋张拉对梁体产生的负弯矩来抵消恒载和活载产生的正弯矩。
为了控制梁体张拉时产生的过大的向上反拱,则需通过对预制梁台座(底模)设置一个向下的合适的拱度来抵消反拱,所设的拱度即为“预拱度”。
1.2注意事项
预拱度设置的合理与否十分重要,如设置不合理,将直接影响梁的外观及后续工作的质量。
如预拱度设置过大,为保证桥面铺装设计标高,则需增加桥跨中段铺装层的厚度,这样就增加了桥面铺装混凝土的重量,既降低了梁的承载储备又造成了浪费;如预拱度设置过小,受桥面铺装设计标高控制,桥跨中段铺装层厚度将达不到设计厚度,这样就影响了桥面的耐久性及梁体的使用寿命。
预拱度的设置不仅梁底要设,梁顶也要设。
如梁顶不设置预拱度,而只有梁底设置,梁片浇注完成后将会出现梁顶平、梁底凹的现象。
预应力张拉后,由于预应力筋的作用,向上的拱度抵消了梁底的凹拱,却产生了梁顶的凸拱,预拱度的设置也就失去了意义。
故,预拱度设置时,不仅要考虑梁底,也要考虑梁底。
2、梁体挠度计算
根据结构力学挠曲变形原理及预应力混凝土梁弹性计算理论,25m后张预应力预制T梁上拱度
有两部分组成:一是由梁体自身产生的挠度;二是由预应力产生的挠度。
具体计算时可分三种情况:
①、中性轴在预应力束中间时,计算挠度用下式:
EI L e N EI L e N f 48/58/22211••+••−= (1) ②、中性轴在预应力束之上时,计算挠度用下式:
EI L e N EI L e N f 48/58/22212••+••= (2) ③、预应力束近似直线时,计算挠度用下式:
EI L e N f 8/213••= (3)
2.1*******桥25mT 梁相关参数(计算)
*****桥25mT 梁钢束布置图及相应的断面图如下所示:
2.1.1中性轴位置计算
中性轴的位置计算依据“中梁支点断面”图。
计算公式:hc
Bd c B d cH +−+•=)(21y 221 (4) 12y y H −= (5) 1y 为梁顶至中性轴的距离,2y 为梁底至中性轴的距离
将梁体参数B=180cm,c=60cm,d=20cm,H=175cm,h=155cm 代入公式(4)、(5)可得:
1y =73.08cm 2y =101.92cm
2.1.2截面惯性矩计算 截面惯性矩计算采用公式:])()([c 3
1I 313132d y c B By y −•−−+= (6)
将梁体参数及1y 、2y 代入公式(3)可得:
截面惯性矩447386.0cm 1086.3m I =×=
2.1.3混凝土弹性模量
参照《路桥施工计算手册》, C50砼弹性模量:pa 10410
5.3Mpa 103.5E ×=×=
2.2挠度计算
2.2.1预应力束产生的挠度计算
计算梁片共有预应力束三束,分别为N1、N2、N3。
N1预应力束选用高强低松弛270K 级92.15s −Φ钢绞线,抗拉强度标准值为Mpa pk 1860f =,N2、N3预应力束选用高强低松弛270K 级82.15s −Φ钢绞线,抗拉强度标准值为Mpa pk 1860f =,张拉时均采用两端张拉,控制张拉应力1395Mpa,每束锚下控制张拉力为N KN 5.195×,N 为钢绞线股数。
中性轴位于N1预应力束中间,计算N1预应力束产生的挠度时,采用公式(1)。
N2、N3预应力束均位于中性轴之下,计算N2、N3预应力束产生的挠度时,采用公式(2)。
⑴计算参数的确定
根据钢束布置图,结合中性轴位置可得:
cm 887.49e 11=cm e 92.8121=,cm e 057.312=cm e 92.9122=, cm e 863.5213=,cm e 92.9123= 梁长L=24.6 m
⑵预应力束挠度计算
预应力束N1锚下控制张拉力N=195.5×9=1759.5KN ,则N1束所产生的挠度计算如下: mm
EI
L e N EI L e N f 8.1m
0018.0386
.0105.3486.248192.0107595.15386.0105.386.2449887.0107595.148/58/102
6102622211==×××××××+××××××−=••+••−= 预应力束N2、N3锚下控制张拉力N=195.5×8=1564KN,则N2、
N3所产生的挠度2f 、3f 计算如下: mm
EI
L e N EI L e N f 02.7m
00702.0386
.0105.3486.249192.010564.15386.0105.386.2403507.010564.148/58/102
6102622212==×××××××+××××××=••+••=
mm
m
EI
L e N EI L e N f 34.1101134.0386
.0105.3486.249192.010564.15386.0105.386.2452863.010564.148/58/102
6102622213==×××××××+××××××=••+••= 综上计算结果可得由预应力束产生的总挠度为:mm f f f 16.20321=++
2.2.2梁体自重产生的挠度计算
梁体自重产生的挠度可由下式计算:
EI
ML f 85.04852
×= (7) 其中:
28
1qL M = (8) γ•=A q (9) 各参数取值为:A=0.7648m 2 (梁体计算截面积) 3
KN/m 27=γ(C50砼重度) L=24.6m (计算梁长) E 、I 值同上
将以上参数分别代入公式(9)、(8)、(7)可得:
N/m 1002.2107.27648.044×=××=•=γA q
M N 10528.16.241002.28
1M 624•×=×××= mm m EI ML f 39.800839.0386
.0105.385.0486.2410528.1585.0485102
62==×××××××=×= 综合预应力束产生的总挠度与梁体自重产生的挠度可得应设的预拱度为:
mm f f f f 77.1139.816.20321=−=−++
25mT 梁实际施工过程中,实测起拱数值在9mm 与14mm 之间,与计算值相差在2mm 之内,符合相关规范要求。
3、施工中相关因素控制
施工过程中影响预制预应力T 梁的因素很多。
台座预拱度设置对梁体拱度的影响在上文中已做叙述,接下来将对其他主要的因素加以叙述。
3.1波纹管安装
波纹管安装不准确,将致使预应力束曲线线形与设计不符,以致管道摩阻力增加,预应力施加
位置与设计不符,将严重影响预制梁的拱度,从而影响到桥梁的质量。
故而,波纹管的位置必须按设计要求精准布置。
另外,在混凝土浇筑时,要控制好振动棒振捣位置及深度,以免振动棒使波纹管破坏或造成位置变动。
3.2张拉压浆
张拉时要严格按设计要求控制张拉力,张拉力过大,易使梁体产生微裂缝,影响梁体的质量,严重时导致钢绞线崩断,造成安全事故。
张拉力偏小,梁体拱度不足,影响梁体的承载能力,进而影响桥梁质量。
压浆要及时,以减少预应力的损失,保证梁体有足够的拱度,以满足桥梁设计要求。
4、结语
本文只介绍了25mT梁挠度的计算方法,对于其他梁型,虽然计算的具体公式有所差别,但原理都是一致的,只要了解了预应力束作用与梁体的模式,再灵活运用结构力学知识,就可以计算各种梁型的挠度,以此来指导施工,提高桥梁质量。
参考文献:
[1]《路桥施工计算手册》,周水兴何兆益邹毅松,人民交通出版社,2001.5
[2]《公路桥涵施工技术规范》(JGJ 041-2000), 中华人民共和国交通部发布,2000.8
[3]《结构力学教程(Ⅰ)》,龙驭球包世华匡文起袁驷,高等教育出版社,2000.7
[4]《桥梁工程》,高杰,科学出版社,2004。