横张预应力混凝土及其研究

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撞张预应⼒混凝⼟的基本概念

1.演张预应⼒混凝⼟的构思作者于1992年将预弯复合梁原理应⽤于钢筋混凝⼟梁中,提出并研制成功预弯预应⼒钢筋混

凝⼟梁,在进⼀步研究和实践中,针对其存在的问题,于1994年提出"演张预应⼒混凝⼟梁"的构想;将预弯预应⼒钢筋混凝⼟

梁通过预加载条件下⼆次浇注混凝⼟来建⽴预应⼒转变为以梁底为反⼒承压⾯,沿垂直于⼒筋的竖向张拉预应⼒钢柬来建⽴预

应⼒。将先张法的粘结⼒⾃锚——省去专⽤锚具,后张法的以梁体⾃⾝为张拉预应⼒钢来的反⼒承压体⼀⼀⽆需专⽤预制场、

张拉台座和吊运设备,体外预应⼒的在混凝⼟梁体⼣张拉预应⼒钢束——避免了管道摩阻引起的预应⼒损失,旧梁加固中曾采

⽤的竖向紧固⼒筋法——⽤较⼩的竖向拉⼒在⼒筋纵向获得较⼤的拉⼒等已有常⽤预应⼒混凝⼟技术的优点有机地融于⼀体。

2.制作⼯艺及预应⼒原理横张预应⼒混凝⼟梁(以箱型梁为例)的制作⼯艺及预应⼒原理

(l)制作混凝⼟梁体,在箱型梁腹板内设预留明槽,在明精内的设定⾼度处直线布置预应⼒钢束,其两端伸⼊先浇梁体

混凝⼟作为粘结锚固区段;

(2)安装张拉设备,以梁底为反⼒承压⾯沿竖向张拉预应⼒钢束⾄设计位置,梁体混凝⼟即在钢束伸长受拉的同时获得

相应的预应⼒;

(3)插⼊钢插销以锁定预应⼒钢束的位置,卸除千⽄顶等张拉设备后灌注预留明槽的混凝⼟。

3.与现有预应⼒混凝⼟技术的⽐较国内外上建⼯程中常⽤的预应⼒混凝⼟技术有:

(1)先张法预应⼒混凝⼟:⼯艺相对简单,⽆需专⽤锚具,但需专门的预制场地、张拉合座和吊运就位设备,故⼀般仅

适⽤于中⼩型构件;

(2)常规后张预应⼒混凝⼟:⽆需专门的预制场地、张拉台座和吊运就位设备,⼒筋布置和张拉较灵活,在桥梁⼯程中

⼴泛采⽤,但⼯艺复杂,技术要求⾼,预应⼒损失⼤,管道压浆质量难以保证;

(3)⽆粘结预应⼒及体外来预应⼒混凝⼟:较常规后张预应⼒混凝⼟省去了成孔、穿束,压浆等⼯序,施⼯相对简单,

但结构的⼒学性能有明显降低;

(4)旧梁加固曾⽤的竖向紧固钢筋法:能以较⼩的竖向拉⼒使钢筋获得较⼤的纵向拉⼒,加固效果好,但施⼯复杂,技

术要求⾼,以致很少采⽤;

(5)预弯预应⼒复合梁:建筑⾼度⼩,⾃重轻、跨越能⼒较⼤,但其⽤钢量巨⼤,⼯艺复杂,所需预加载设备庞⼤且周

转率低,⽬前仅在部分国家有少量应⽤。

鉴于桥梁⼯程通常为⼤型结构的特点,⽬前国内外桥梁建设中均主要采⽤后张法预应⼒混凝⼟,演张预应⼒混凝⼟技术属

后张法系列,与常规后张预应⼒混凝⼟相⽐具有:

(1)改传统的预留孔道为预留明槽:可节省成孔、定位材料及其⼯序;避免了由管道摩阻引起的预应⼒损失;避免了管

道压浆质量不定性及其危害;

(2)改专⽤锚具锚固为粘结⼒⾃锚:节省了专⽤锚具、部分局部加强钢筋,预应⼒来⽆需伸出的张拉操作长度⽽节省了

部分预应⼒钢筋;

(3)改纵向张拉为横向张拉:演张⼒仅需纵张⼒的1/5~1/7即可达到同等预应⼒效果,能将必须多次重复进⾏的纵向张拉

简化为⼀次性横向张拉;避免了由分批张拉产⽣弹性压缩引起的预应⼒损失;避免了梁端张拉所需的操作空间,相邻跨梁的建

造互不⼲扰。

综上所述,根张预应⼒混凝⼟因节省了波纹管、灌浆料、锚具、锚下加强钢筋及部分预应⼒钢筋,可降低主梁造价20%

~30%,具有明显的经济效益;避免了管道摩阻和分批张拉引起的预应⼒损失,可使有效预应⼒提⾼10%~20%,相应的张

拉控制应⼒由常规张拉的(含超张拉)可降低到 以下,提⾼了钢束张拉的安全储备;以灌注明槽混凝⼟取代了管道压浆,易

于保证梁体质量和耐久性,具有明显的技术效益放常规预应⼒混凝⼟的多次重复⼯序为⼀次性⼯序,简化了⼯艺及张拉设备,

提⾼了⼯效,具有良好的社会效益。

横张预应⼒混凝⼟综合了先张法与后张法、体内束与体外来、有粘结与⽆粘结预应⼒混凝⼟技术的主要优点,全⾯兼顾了

良好的使⽤性、施⼯的简易性及⽤料的经济性,具有很好的综合技术经济效益。