預(yù)應(yīng)力混凝土范文
時(shí)間：2023-03-16 00:37:30
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篇1
關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力 混凝土 施工問題
中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973(2011)006-024-01
1872年加利福尼亞工程師杰克遜，通過桿系有單獨(dú)的砌塊建造梁和拱而獲得了專利，后來一段時(shí)間，由于沒有可利用的高強(qiáng)鋼材來克服預(yù)應(yīng)力的損失，使此項(xiàng)研究發(fā)展緩慢，后來阿蘭克蘇認(rèn)識(shí)到了混凝土收縮徐變對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響，他提出：對(duì)無粘結(jié)鋼筋進(jìn)行連續(xù)后張，會(huì)彌補(bǔ)由于收縮徐變使鋼筋縮短而造成的鋼筋內(nèi)部的時(shí)變應(yīng)力的損失，在20年代早期，Hewer發(fā)展了環(huán)預(yù)應(yīng)力理論：通過使用松緊螺旋鈕，使水平鋼筋沿混凝土容器的器壁產(chǎn)生緊縮應(yīng)力，從而防止容器透水，后來，在容器和管道上采用環(huán)預(yù)應(yīng)力的方法在美國取得了長足的進(jìn)步。隨后經(jīng)過Freyssinet和Abeles等人的改進(jìn)就有了現(xiàn)在的預(yù)應(yīng)力混凝土。
1 基本原理
鋼筋混凝土構(gòu)件雖然已廣泛運(yùn)用于各種工程結(jié)構(gòu)，但他仍存在一些缺點(diǎn)，例如混凝土的極限抗拉應(yīng)變很小，一般只有0.0001～0.00015左右，而鋼筋的彈性模量為：2.06×105N／mm2，因此當(dāng)鋼筋中的應(yīng)力為20～30Mpa時(shí)混凝土就已經(jīng)開裂。根據(jù)規(guī)范規(guī)定一般混凝土的裂縫寬度不得大于0.2～0.3mm，與此相應(yīng)的鋼筋拉應(yīng)力約為100～300Mpa。這就是說，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋應(yīng)力最高也不過300Mpa無法再提高，使用更高強(qiáng)度的鋼筋是無法發(fā)揮作用的，相應(yīng)的也無法使用高強(qiáng)度混凝土。
由于裂縫的產(chǎn)生，使構(gòu)件的剛度降低。若要滿足裂縫控制的要求，則需要加大構(gòu)件的截面尺寸或增加鋼筋用量，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重或用鋼量過大，很難用于大跨度結(jié)構(gòu)。
為解決這一矛盾，人們?cè)O(shè)想對(duì)在荷載作用下的受拉區(qū)混凝土預(yù)先施加一定的壓力，使其能夠部分或全部抵消有荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而使混凝土避免開裂。這實(shí)際上是利用混凝土較高的抗壓能力來彌補(bǔ)其抗拉能力的不足。
2 制作方法淺析
混凝土抗拉能力僅為抗壓能力的8％～14％，由于抗拉強(qiáng)度低，撓曲裂縫會(huì)在受荷載早期就會(huì)產(chǎn)生，為了減小或防止裂縫的開展，可以沿著結(jié)構(gòu)構(gòu)件的縱向施加一個(gè)軸心或偏心荷載。此荷載可消除或大大減小使用荷載在跨中和支座臨界面所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而控制了裂縫的開展，也提高了截面的抗彎，抗剪和抗扭能力。這樣當(dāng)所有的荷載都施加于結(jié)構(gòu)上時(shí)，截面仍會(huì)處于彈性狀態(tài)，使幾乎全截面混凝土上的抗壓能力都能得到充分利用。這種沿縱向施加的力稱為預(yù)應(yīng)力。
目前制作預(yù)應(yīng)力混凝土的常用方法有兩種。先張法：先在臺(tái)座上張拉預(yù)應(yīng)力筋，并將他臨時(shí)錨固在臺(tái)座上，然后假設(shè)模板，綁扎普通鋼筋骨架，澆筑構(gòu)件混凝土。待混凝土達(dá)到要求的強(qiáng)度后，切斷或放松預(yù)應(yīng)力鋼筋。此時(shí)鋼筋試圖回縮，但由于鋼筋與混凝土之間已經(jīng)黏結(jié)在一起，因此鋼筋的回縮力就通過這種黏結(jié)力傳給混凝土，使其獲得預(yù)應(yīng)力。這種方法主要是靠黏結(jié)力錨固，不需要專門的錨具。其錨固原理是，當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋受到張拉時(shí)，由于泊松效應(yīng)，截面縮小。當(dāng)切斷或放松預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，端部應(yīng)力為零，鋼筋恢復(fù)其原來截面，在構(gòu)件端部以內(nèi)，鋼筋的回縮受到周圍混凝土的阻攔，造成徑向壓應(yīng)力，并在鋼筋和混凝土間產(chǎn)生黏結(jié)力，通過黏結(jié)應(yīng)力使混凝土受到預(yù)壓力。但是這種預(yù)壓力的傳遞從構(gòu)件端部向內(nèi)要經(jīng)過一段傳遞長度才能完成。后張法：先澆筑構(gòu)件混凝土，并在其中預(yù)留穿束孔道，待混凝土結(jié)硬后，將筋束穿入預(yù)留孔道內(nèi)，安裝錨具，將千斤頂支撐于混凝土構(gòu)件端部，張拉筋束，使構(gòu)件也同時(shí)受到壓縮。待張拉達(dá)到控制拉力后，即用錨具將筋束錨固于混凝土構(gòu)件上，是混凝土獲得并保持其壓應(yīng)力。最后，在預(yù)留孔道內(nèi)壓注水泥漿，以保護(hù)筋束不致銹蝕，并使筋束與混凝土黏結(jié)成為整體。故稱為有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。
3 制作時(shí)所遇問題處理及制作要點(diǎn)
(1)張拉時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)范執(zhí)行，張拉采用雙控，即應(yīng)力控制和伸長量控制。
(2)施工中如因千斤頂工具式夾片磨損造成夾持不緊，出現(xiàn)滑絲，處理方法為壓力機(jī)立即回油，更換工具式夾片，檢查錨具錐孔與夾片間是否有雜物，清除錨墊板喇叭口內(nèi)混凝土。再從新張拉，如果仍有滑絲現(xiàn)象，則應(yīng)對(duì)鋼絞線，錨具進(jìn)行從新檢測(cè)，對(duì)千斤項(xiàng)油壓表進(jìn)行從新標(biāo)定，確保今后萬無一失。
(3)制作預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)r，若條件允許可反復(fù)多次張拉并持荷一段時(shí)間，這樣可以克服摩擦力過大的影響。(如由于漏漿，造成鋼絞線與混凝土握裹，引起摩擦力過大等。)
(4)由于孔道摩阻而常常使伸長量縮小，這時(shí)應(yīng)在開始張拉時(shí)吧鋼絞線拉到5.0Mpa，再回油至油壓表讀數(shù)為零，然后分級(jí)張拉，并按規(guī)范進(jìn)行超張拉，這樣得出的張拉伸長值就滿足設(shè)計(jì)要求。
(5)張拉過程中隨時(shí)注意梁的上拱度和梁的側(cè)向變形，避免梁體變形過大而產(chǎn)生裂紋，并及時(shí)觀測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以便今后設(shè)計(jì)施工時(shí)作參考。
4 小結(jié)
目前預(yù)應(yīng)力混凝土得到充分發(fā)展，但其仍然存在一些缺陷如：工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求高，費(fèi)用較大等，這需要我們不斷研究，想出新方法(因地制宜，合理設(shè)計(jì)，妥善安排等)，來使預(yù)應(yīng)力混凝土更加完美的與各種工程相適應(yīng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]李喬，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M]，北京：中國鐵道出版社，2010
篇2
【關(guān)鍵詞】組合箱梁質(zhì)量缺陷防治
中圖分類號(hào)：TU528.571 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
預(yù)應(yīng)力混凝土砼組合箱梁這種結(jié)構(gòu)形式由于其結(jié)構(gòu)輕盈、建筑高度小，配筋少等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)道路中普遍使用，但這種結(jié)構(gòu)橋型在施工中存在一些質(zhì)量通病或質(zhì)量缺陷，應(yīng)引起重視。本文結(jié)合枚皋路跨京杭大運(yùn)河橋30m箱粱施工過程中出現(xiàn)的一些質(zhì)量通病或質(zhì)量缺陷，淺談防治措施及建議。
1、預(yù)應(yīng)力混凝土砼組合箱梁預(yù)制、安裝
1.1箱梁底板與腹板交接處發(fā)生漏漿、不密實(shí)，出現(xiàn)孔洞、冷縫、水波紋等現(xiàn)象。這種缺陷形成的原因，除了設(shè)計(jì)上鋼筋間距、保護(hù)層過小外，從施工質(zhì)量控制角度看主要是：施工工藝不完善，粗骨料級(jí)配、粒徑選擇不合理，粗骨料偏大。在底層波紋管上緣，粗骨料易堆積在一起，而為了保證梁體密實(shí)性，必然要加強(qiáng)腹板波紋管下混凝土振搗，有時(shí)就可能造成振搗過度，在波紋管下緣形成一層砂漿層，從外觀上看，梁體在腹板局部出現(xiàn)不密實(shí)或沿底層波紋管方向出現(xiàn)一層水波紋。
防治措施：
采用底板、腹板、頂板全斷面斜向循環(huán)漸進(jìn)澆筑工藝，基本同步澆筑，振搗腹板波紋管以下混凝土要嚴(yán)格控制粗骨料粒徑、施工時(shí)塌落度，必要時(shí)對(duì)粗骨料進(jìn)行過篩。
1.2預(yù)應(yīng)力箱梁張拉后反拱度過大，影響橋面系施工。在橋面系施工中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)反拱度偏大，特別是組合箱梁邊梁有時(shí)反拱度甚至達(dá)到4～5cm，導(dǎo)致橋面系施工困難。這主要是因?yàn)椋孩龠吜号c中梁相比，預(yù)應(yīng)力筋較多，而且邊梁不存在負(fù)彎矩張拉。②組合箱梁正彎矩張拉時(shí)，由于齡期等原因，彈性模量未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85％以上，引起張拉后跨中反拱過大。③儲(chǔ)梁期過長，從正彎矩張拉結(jié)束到負(fù)彎矩張拉時(shí)間間隔太長，甚至超過60天。常常引起橋面鋪裝層開裂，此后帶來橋面水毀等質(zhì)量問題。
防治措施：
①注意控制張拉時(shí)混凝土彈性模量。②嚴(yán)格控制箱梁混凝土施工配合比。③及時(shí)張拉、出坑，減少存梁期，及時(shí)安裝，并進(jìn)行濕接頭、濕接縫施工。
1.3箱梁翼板、張拉孔未嚴(yán)格按施工圖紙及規(guī)范要求預(yù)埋環(huán)形鋼筋、縱向受力鋼筋，少筋、錯(cuò)筋現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，澆濕接縫、張拉孔混凝土?xí)r，未嚴(yán)格按施工縫處理，即扳正、焊接頂板預(yù)留鋼筋，老混凝土面鑿毛，新澆混凝土前須灑水潤濕。濕接縫、張拉孔等處混凝土粘結(jié)強(qiáng)度差，不能保證箱梁間混凝土受力的連續(xù)性，直接影響橋梁總體安全。
防治措施：
①加強(qiáng)檢查，張拉孔(特別是大的張拉孔)預(yù)埋筋千萬不能少埋，梁預(yù)制成型后及時(shí)鑿出扳正。②濕接縫施工時(shí)，頂板環(huán)形錨筋要對(duì)齊焊接。③封閉張拉孔及濕接縫施工時(shí)要專人跟班檢查其鑿毛程度、鋼筋焊接質(zhì)量、搭接長度，混凝土澆筑時(shí)要嚴(yán)格按施工縫處理，灑水潤濕。
1.4組合箱梁安裝不能保證每片梁下4個(gè)臨時(shí)支座或永久支座均勻受力。由于組合箱梁支座頂面難以保證完全在一個(gè)平面上，有時(shí)即使在一個(gè)平面上，也有可能因梁底不平造成受力不均，特別是端跨梁因永久支座與橡膠支座變形不一樣，更易造成受力不均，甚至脫空，直接影響以后橋梁使用。
防治措施：
①定期檢測(cè)梁底模板支座處平整度，控制在1m以下。②嚴(yán)格控制臨時(shí)支座頂面高程，發(fā)現(xiàn)誤差及時(shí)調(diào)整。③臨時(shí)支座設(shè)計(jì)時(shí)要考慮施工期間臨時(shí)荷載作用，并進(jìn)行超載預(yù)壓，使用前密封保存。
1.5一聯(lián)內(nèi)濕接頭、濕接縫施工順序沒有按設(shè)計(jì)要求對(duì)稱施工。這主要是由于施工安排不當(dāng)、工期過長造成的。按照設(shè)計(jì)要求，一般一聯(lián)內(nèi)組合箱梁完成體系轉(zhuǎn)換時(shí)，施工順序要求從聯(lián)端向中間對(duì)稱施工，而在實(shí)際施工中有時(shí)受工期制約，往往按安裝順序施工濕接頭，這樣由于施工方法的改變，組合箱梁從簡支變?yōu)檫B續(xù)時(shí)，梁長收縮、溫度應(yīng)力均與設(shè)計(jì)時(shí)考慮有差異。
防治措施：
如果不能做到一聯(lián)內(nèi)濕接頭對(duì)稱施工，一聯(lián)內(nèi)負(fù)彎矩分兩次張拉，張拉負(fù)彎矩時(shí)，相鄰墩濕接頭混凝土均已澆筑，張拉時(shí)先張拉短束，待一聯(lián)內(nèi)濕接頭混凝土均澆筑完成后再張拉長束，完成體系轉(zhuǎn)換。
2、預(yù)應(yīng)力張拉與壓漿
2.1施加預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)應(yīng)力大小控制不準(zhǔn)，實(shí)測(cè)延伸量與理論計(jì)算延伸量超出規(guī)范要求的±6％。其主要原因：①油表讀數(shù)不夠精確。目前，一般油表讀數(shù)至多精確至1Mpa?1Mpa以下讀數(shù)均只能估讀，而且持荷時(shí)油表指針往往來回?cái)[動(dòng)。②千斤頂校驗(yàn)方法有缺陷。千斤頂校驗(yàn)時(shí)無論采用主動(dòng)加壓，還是被動(dòng)加壓，往往都是采用主動(dòng)加壓整數(shù)時(shí)對(duì)應(yīng)的千斤頂讀數(shù)繪出千斤頂校驗(yàn)曲線，施工中將張拉力對(duì)應(yīng)的油表讀數(shù)在曲線上找點(diǎn)或內(nèi)插，這樣得到的油表讀數(shù)與千斤頂實(shí)際拉力存在著系統(tǒng)誤差。另外，還可能由于千斤頂油路故障導(dǎo)致油表讀數(shù)與千斤頂實(shí)際張拉力不對(duì)應(yīng)。③計(jì)算理論延伸量時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼鉸線彈模取值不準(zhǔn)。一般彈模取值主要根據(jù)試驗(yàn)確定，取試驗(yàn)值的中間值，鋼鉸線出廠時(shí)雖然能符合GB要求，但本身彈模離散較大，不太穩(wěn)定，可能導(dǎo)致實(shí)測(cè)延伸量與理論延伸量誤差較大，超出規(guī)范要求。
防治措施：
①張拉人員要相對(duì)固定，張拉時(shí)采用應(yīng)力和伸長量“雙控”。②千斤頂、油表要定期校驗(yàn)，張拉時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)停下來找原因，必要時(shí)重新校驗(yàn)千斤頂、油表。③千斤頂、油表校驗(yàn)時(shí)盡量采用率定值，即按實(shí)際初應(yīng)力、控制應(yīng)力校驗(yàn)對(duì)應(yīng)的油表讀數(shù)。④擴(kuò)大鋼鉸線檢測(cè)頻率，每捆鋼鉸線都要取樣做彈模試驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整鋼鉸線理論延伸量。
2.2應(yīng)力孔道壓漿不及時(shí)、壓漿不飽滿。施工規(guī)范規(guī)定：預(yù)應(yīng)力張拉錨固到壓漿這段時(shí)間最多不超過14天，這主要是防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，但有些施工單位由于施工安排不當(dāng)，工序銜接不好，數(shù)月甚至更長時(shí)間才壓漿，由于張拉后預(yù)應(yīng)力筋毛孔已張拉，比原始鋼材碳素晶體間歇加大，水分子及不良?xì)怏w極易浸入，銹蝕明顯加快，引起預(yù)應(yīng)力損失加大。
防治措施：
張拉后及時(shí)壓漿封錨。
2.3負(fù)彎矩鋼束壓漿不密實(shí)，這除了設(shè)計(jì)時(shí)波紋管尺寸選擇過小外，從施工角度看可能是由于壓漿時(shí)壓力不夠(許多工地壓漿機(jī)無壓力表)或操作不當(dāng)，漏摻膨脹劑或水泥漿流動(dòng)度過大，向低處流淌，導(dǎo)致孔道壓漿不飽滿，降低了預(yù)應(yīng)力筋與混凝土間的握裹力。
防治措施：
經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意，略加大波紋管內(nèi)徑；壓漿時(shí)技術(shù)人員必須跟班檢查，控制灰漿壓力，當(dāng)孔道較長或采用一次壓漿時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大壓力，壓漿時(shí)應(yīng)達(dá)到孔道另外一端飽滿出漿，并應(yīng)達(dá)到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。
3、箱梁頂面調(diào)平層
由于箱梁張拉起拱，安裝誤差等原因，造成箱梁頂面調(diào)平層厚度不均勻，箱梁頂面調(diào)平層特別是負(fù)彎矩區(qū)橋面調(diào)平層縱、橫向產(chǎn)生不規(guī)則裂紋。由于組合箱梁橋面調(diào)平層只有50～60mm厚，在中墩支座處是負(fù)彎矩區(qū)，上緣受拉，有的設(shè)計(jì)要求調(diào)平層與箱梁頂板必須按施工縫處理，這樣即使橋面鋪裝與組合箱梁形成整體后，鋪裝層參與受力，按三角形應(yīng)力分布圖式，越是距中性軸越遠(yuǎn)的地方，應(yīng)力越大，越容易開裂，而且箱梁是預(yù)應(yīng)力混凝土，調(diào)平層是普通鋼筋混凝土，熱膨脹系數(shù)不一樣，因此隨著時(shí)間的推移，5cm厚的混凝土調(diào)平層開裂是不可避免的。現(xiàn)在有的設(shè)計(jì)考慮將5cm調(diào)平層改為6cm調(diào)平層，也有人提出在調(diào)平層中摻聚丙烯纖維，但究竟如何避免調(diào)平層開裂，尚需進(jìn)一步研究。
篇3
關(guān)鍵詞: PHC 高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁; 鉆孔灌注樁; 摩擦樁; 端承樁; 貫入度
中圖分類號(hào)：U41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、 PHC 管樁概述
高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(簡稱 PHC 樁), 是上世紀(jì)八十年代我國引進(jìn)日本、美國等發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)而研究開發(fā)的一種新型預(yù)制樁。該產(chǎn)品按照國標(biāo) GB13476- 92《先張法予應(yīng)力混凝土管樁》 設(shè)計(jì)制造, 是采用預(yù)應(yīng)力工藝、經(jīng)離心成型、常壓―――高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝在工廠標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化生產(chǎn)制造的預(yù)應(yīng)力中空?qǐng)A筒體細(xì)長混凝土預(yù)制件, 運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)后, 可采用鉆孔插樁、中掘法、半中掘法等不同沉樁工藝或通過錘擊、靜壓的方法沉入地下作為建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)。管樁外徑為 Ф40~60 cm,主要由圓筒形樁身、端頭板合鋼套箍等組成。按預(yù)應(yīng)力施加方法可分為先張法預(yù)應(yīng)力管樁和后張法預(yù)應(yīng)力管樁。PHC 管樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C80。經(jīng)過近十幾年的實(shí)踐發(fā)展, PHC 管樁作為高強(qiáng)混凝土水泥制品在我國生產(chǎn)制造已經(jīng)非常成熟, 其產(chǎn)品工藝技術(shù)與機(jī)械設(shè)備裝備水平先進(jìn),設(shè)計(jì)、施工與檢測(cè)方法也日臻完善。PHC 樁以其樁身混凝土強(qiáng)度高, 耐沖擊性能好, 貫穿能力強(qiáng),對(duì)不同地質(zhì)條件適應(yīng)性廣; 具有單樁承載力高,抗彎抗裂性能好, 產(chǎn)品工廠流水線生產(chǎn), 質(zhì)量穩(wěn)定可靠, 耐久性好; 運(yùn)輸?shù)跹b輕便, 施工速度快,工期短, 施工現(xiàn)場(chǎng)簡潔文明以及成樁質(zhì)量監(jiān)測(cè)方便等一系列優(yōu)點(diǎn), 而被廣泛應(yīng)用于各種建筑物和構(gòu)筑物的基礎(chǔ)。如工業(yè)和民用建筑、高層建筑、高速公路和橋梁、鐵路、機(jī)場(chǎng)、港口碼頭等基礎(chǔ)工程。現(xiàn)在國內(nèi)研制生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力管樁 70% 以上都是 PHC 管樁, 廣東地區(qū)幾乎 100% 都是 PHC管樁, 目前國內(nèi)已有生產(chǎn)廠近百家, 年產(chǎn)量超過1000 萬 m, 在國家建設(shè)中發(fā)揮著愈來愈大的作用。
二、PHC 管樁優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
（一）PHC管樁優(yōu)點(diǎn)如下：
1、單樁承載力高: 由于采用精心設(shè)計(jì)的混凝土配合比并使用超塑化劑, 加之應(yīng)用了高速離心成型工藝和二次濕熱養(yǎng)護(hù)工藝, PHC 樁混凝土抗壓強(qiáng)度大于 C80, 因此單樁容許承載力高(見表 1),單位承載力造價(jià)低。
2、抗 彎 、抗 拉 性 能 好 : 由 于 管 樁 樁 身 混 凝土強(qiáng)度高, 加上使用了高強(qiáng)度、低松馳率的預(yù)應(yīng)力 專 用 鋼 筋 , 使 樁 身 具 有 較 高 的 有 效 預(yù) 壓 力(3～8 MPa), 因此 PHC 管樁具有相當(dāng)大的抗彎和抗拉能力(見表 1)。
3、 耐久性好: 由于采用了高速離心成型工藝(離心加速度高達(dá) 30～35 g, g 為重力加速度)和高溫高壓(壓力 1 MPa; 溫度 180 ℃)蒸汽養(yǎng)護(hù), 因此樁身混凝土密實(shí)性好 (混凝土容重為 26 kN/m3左右)。其抗?jié)B性、抗硫酸鹽腐蝕性、耐碳化性均優(yōu)于普通混凝土。
4、 對(duì)不同地質(zhì)條件和不同沉樁施工工藝的適用性好: PHC 樁可采用鉆孔插樁、中掘法、半中掘法等不同沉樁工藝或通過錘擊、靜壓的方法施工, 可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和試樁情況選用不同長度和規(guī)格的單節(jié)靈活配樁, 現(xiàn)場(chǎng)焊接, 最大限度地減少截樁量。PHC 樁配有十字形、錐形、開口形等樁尖可供選用, 適合不同地層貫入作用。若使用開口樁尖, 沉樁過程中內(nèi)腔可進(jìn)土約 2/5 樁長, 大大減小了擠土效應(yīng), 減輕了對(duì)周圍建筑物的擠壓作用。
5、 質(zhì)量穩(wěn)定可靠: 由于采用工廠預(yù)制的生產(chǎn)方式, 可利用先進(jìn)的工藝和設(shè)備, 產(chǎn)品質(zhì)量容易控制。
6、 應(yīng)用范圍廣: 工廠生產(chǎn)、商品供應(yīng), 可以有不同的規(guī)格, 長度供選擇, 設(shè)計(jì)選用范圍廣, 容易布樁, 對(duì)樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。
7、 施工速度快, 工期短: PHC 樁在工廠商品化生產(chǎn), 能按施工要求及時(shí)供樁, 施工前期準(zhǔn)備時(shí)間短, 一般能縮短工期 1～2 月。
8、施工現(xiàn)場(chǎng)文明: 施工現(xiàn)場(chǎng)無砂石、水泥, 無泥漿污染, 對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)狹窄的工程特別有利。
9、PHC 樁符合建設(shè)部制定的《建筑基礎(chǔ)工程技術(shù)政策》中關(guān)于“積極發(fā)展高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的制作和沉樁技術(shù)”規(guī)范要求。
10、 經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn), PHC 管樁在抗震方面具有明顯優(yōu)勢(shì), 因此, 目前日本樁基礎(chǔ)普遍使用 PHC管樁。
11、PHC 樁為中空?qǐng)A筒體細(xì)長混凝土預(yù)制件, 樁身耗材較低、單樁造價(jià)低。
PHC 管樁力學(xué)性能見表 1。
PHC管樁缺點(diǎn)如下：
1、用柴油錘施打管樁時(shí)，震動(dòng)劇烈，噪音大，擠土量大，會(huì)造成一定的環(huán)境污染和影響。采用靜壓法施工可解決震動(dòng)劇烈和噪音大問題，但擠土作用仍然存在。
2、打樁時(shí)送樁深度受限制，在深基坑開挖后截去余樁較多，但用靜壓法施工，送樁深度可加大，余樁就較少。
3、在石灰?guī)r作持力層、“上軟下硬，軟硬突變”等地質(zhì)條件下，不宜采用錘擊法施工。
三、PHC管樁與鉆孔灌注樁的比較
1、施工時(shí)無噪音、無震動(dòng)，適合在市區(qū)及其他對(duì)噪音有限制的地點(diǎn)施工，確保附近單位和居民的正常工作、生活環(huán)境不受噪音和震動(dòng)的干擾，且靜壓施工引起的土體隆起和水平擠動(dòng)比錘擊樁小一些。
2、單樁承載力高，預(yù)應(yīng)力管樁樁身混凝土強(qiáng)度高，并可打入密實(shí)的砂層及強(qiáng)風(fēng)化巖層，樁尖進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層后，經(jīng)過強(qiáng)烈的擠壓，樁端承載力可比原狀態(tài)明顯提高。
3、沉樁質(zhì)量可靠PHC管樁是工廠化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，樁身質(zhì)量可靠；運(yùn)輸?shù)跹b方便，接樁快捷；機(jī)械化施工程度高，操作簡單，易控制；在承載力，抗彎性能、抗波性能上均易得到保證。搭配靈活，接長方便，在施工現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件的變化調(diào)整接樁長度。
4、工程造價(jià)低，施工速度快，工效高，工期短，在諸多樁型中是較經(jīng)濟(jì)的一種。
5、鉆孔灌注樁混凝土方量大，施工中產(chǎn)生大量的泥漿，污染環(huán)境；施工工藝要求高、噪音大；鉆孔灌注樁屬隱蔽工程，易發(fā)生塌孔、賭管及夾層等質(zhì)量事故，控制難度大；造價(jià)不夠經(jīng)濟(jì)，工期長。
四、PHC 樁施工
PHC 管樁主要施工方法、步驟及質(zhì)量控制詳見有關(guān)規(guī)范及文獻(xiàn), 本文主要介紹 PHC 管樁施工中與設(shè)計(jì)有關(guān)注意事項(xiàng)。
1、 樁機(jī)施工終止條件: 對(duì)純摩擦樁, 終止條件應(yīng)以設(shè)計(jì)樁長為主要控制條件。實(shí)際施工中, 當(dāng)樁長已達(dá)設(shè)計(jì)要求, 而貫入度仍較大時(shí), 應(yīng)繼續(xù)錘擊, 使貫入度接近控制貫入度。當(dāng)貫入度已達(dá)控制貫入度, 而樁長未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí), 應(yīng)繼續(xù)錘擊100 mm 左右( 或錘擊 30～50 擊) , 如無異常變化時(shí), 即可停錘, 或樁進(jìn)入持力層且最后三次貫入阻力達(dá) 1.8～2.0 倍單樁設(shè)計(jì)承載力而累積下沉≤10 m m 時(shí)為停壓控制標(biāo)準(zhǔn); 對(duì)長度大于 21m 的端承摩擦樁, 宜以設(shè)計(jì)樁長控制為主, 終壓力值作對(duì)照; 對(duì)長 14 ～21 m 靜壓樁, 應(yīng)以終壓力達(dá)滿載值為控制條件, 開挖后采用截樁處理, 當(dāng)壓力值未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求, 但樁底標(biāo)高已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高, 宜繼續(xù)送樁( 1 m 范圍內(nèi)) , 直至壓力值達(dá)到設(shè)計(jì)要求, 施工結(jié)束后及時(shí)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系, 出具處理方案。
2、盡量減少接樁, 預(yù)制管樁接頭不宜超過 3個(gè), 接樁宜在樁尖進(jìn)入硬土層后進(jìn)行。接樁時(shí)上、下段樁的中心線偏差不宜大于 2 mm, 節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不得大于樁段的 0.1%,同一承臺(tái)下不同樁不宜在同一截面進(jìn)行接長。
3、合理布置樁位, 樁與樁的中心距不宜小于3 倍樁徑。
4、施工過程中要嚴(yán)格控制好樁身垂直度, 重點(diǎn)應(yīng)放在第一節(jié)樁上, 控制傾斜度在 1%之內(nèi), 垂直度偏差不得超過樁長的 0.5% 。
5、制定樁基合理施工順序, 使地基應(yīng)力擴(kuò)散均勻, 減輕樁擠土效應(yīng)及對(duì)鄰近地基基礎(chǔ)的影響。
結(jié)束語
經(jīng)過近十幾年的實(shí)踐發(fā)展, PHC 管樁的設(shè)計(jì)、施工與檢測(cè)方法日臻完善, PHC 樁技術(shù)性能好,綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)佳, 施工文明、便捷、速度快, 在國內(nèi)工業(yè)與民用建筑、港口碼頭等工程基礎(chǔ)建設(shè)中得到了迅猛發(fā)展與應(yīng)用, 受到越來越多的設(shè)計(jì)人員和建設(shè)單位的歡迎。相信在未來幾年內(nèi), 在橋梁基礎(chǔ)工程建設(shè)中將會(huì)更為廣泛得到應(yīng)用和推廣,特別是在中、小橋、人行天橋及城市立交橋、高架橋基礎(chǔ)中的應(yīng)用前景廣闊, 值得推薦。
參考文獻(xiàn)
[1]JTG 024- 85,公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
篇4
論文摘要：隨著交通量的迅猛增長和車輛的重型化，原有橋梁承載力明顯不足；各種病害影響發(fā)生強(qiáng)度、剛度降低；采取粘FRP的方法對(duì)鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁進(jìn)行加固取得較好的效果。
引言
各種鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)在我國公路建設(shè)中被大量采用。近年來，隨著交通量的迅猛增長和車輛的重型化，許多原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低的橋梁承載力明顯不足；一些橋梁受各種病害影響發(fā)生強(qiáng)度、剛度降低；還有許多立交橋的梁跨結(jié)構(gòu)被超高車撞壞，混凝土大塊脫落，主筋被撞彎甚至折斷，嚴(yán)重威脅運(yùn)營安全。當(dāng)梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不能提供足夠的強(qiáng)度和使用性能時(shí)，必須進(jìn)行加固。根據(jù)實(shí)際情況，可選用不同加固方法，如預(yù)應(yīng)力加固、噴射混凝土加固、聚合物浸漬加固、粘鋼加固、粘FRP板加固等。其中粘鋼加固由于具有方便快速、增加自重少、所需施工場(chǎng)地小等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。
一、加大截面加固法
加大截面加固法、顧名思義，是采用同種材料——鋼筋混凝土，來增大原混結(jié)構(gòu)截面面積，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載力的目的。基本要求是：原結(jié)構(gòu)結(jié)合面基層應(yīng)堅(jiān)實(shí)，表面應(yīng)粗糙、清潔，新澆混凝土收縮小，粘結(jié)性能好。在梁底分段剝開縱向鋼筋的保護(hù)層，焊上短鋼筋后再焊上新增受力鋼筋，新加受力鋼筋與原受力鋼筋比較靠近，通過焊接短筋進(jìn)行連接，短筋直徑應(yīng)不小于5d，間距不大于500mm。
混凝土梁底面暴露出主筋工作量大，施工操作復(fù)雜，且對(duì)原梁有一不定期的損傷。現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護(hù)期長，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響，截面增大對(duì)結(jié)構(gòu)外觀及房屋凈空也有一定的影響。該法施工工藝簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)；適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固；但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長，對(duì)生產(chǎn)生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
二、預(yù)應(yīng)力加固法
預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿多結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法，特點(diǎn)是通過預(yù)應(yīng)力手段強(qiáng)迫后加部分——拉桿或撐桿受力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，致使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力滯后現(xiàn)象得以完全消除。因此，后加部分與原結(jié)構(gòu)能更好的共同工作，結(jié)構(gòu)的總體承載力可顯著的提高。預(yù)應(yīng)力加固法具有加固、卸載、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果。適用于大跨結(jié)構(gòu)加固，以及采用一般方法無法加固或加固效果很不理想的較高應(yīng)力狀態(tài)下的加固，施工設(shè)備簡單，可有效的提高梁的抗彎剛度，缺點(diǎn)是減小建筑凈空、影響建筑外立面，影響上層樓蓋結(jié)構(gòu)或屋面防水構(gòu)造。
三、粘鋼加固法
粘鋼加固法是在混凝土構(gòu)件表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，以提高承載力的一種加固法。混凝土結(jié)構(gòu)加固用膠、強(qiáng)度高，粘結(jié)力強(qiáng)，耐老化，彈性模量高，線膨脹系數(shù)小，具有一定的彈性，膠本身強(qiáng)度及其粘結(jié)強(qiáng)度總是大于混凝土的強(qiáng)度。與其他加固方法相比，粘鋼加固技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如不減小建筑凈空、不影響建筑外立面，不影響上層樓蓋結(jié)構(gòu)或屋面防水構(gòu)造，施工時(shí)對(duì)生產(chǎn)和冬小麥影響較小，無現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土的濕作業(yè)，施工設(shè)備簡單，可有效的提高梁的抗彎剛度，粘鋼加固后幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重，因此不會(huì)引起基礎(chǔ)等其它構(gòu)件的連鎖加固。采用構(gòu)件外部粘鋼加法，鋼板厚4mm，材質(zhì)A3，粘結(jié)劑采用冶金建筑研究院的YJS結(jié)構(gòu)膠，對(duì)于這類梁的加固是在梁底面粘貼鋼板，鋼板固定起初設(shè)計(jì)是用的射釘，但是由于鋼板較薄和混凝土強(qiáng)度低，所以射釘又無鋼質(zhì)墊圈，錨固不力，而導(dǎo)致鋼板剝落，并且易造成鋼板翹曲。后來采用了木架板加對(duì)頭楔頂緊帶鋼，效果很好，既經(jīng)濟(jì)又安全可靠。
采用粘鋼技術(shù)加固砼梁，技術(shù)可靠，工藝簡單，不增加結(jié)構(gòu)自重，不會(huì)引起基礎(chǔ)等其他構(gòu)件的連續(xù)加固，不影響建筑使用功能。施工靈活，不占獨(dú)立工期，做到了對(duì)建筑質(zhì)量缺陷的處理，不影響施工進(jìn)度。具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
該法施工快速、現(xiàn)場(chǎng)無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。
四、粘FRP板加固法
粘FRP板的施工工藝分以下幾個(gè)步驟：首先用噴砂機(jī)打磨混表面，去掉1-2mm表面疏松層；然后用噴氣機(jī)清除混凝土表面的混凝土碎裂屑；環(huán)氧樹脂和固化劑按一定的比例混合，然后均勻地涂于FRP板的板面和混凝土梁的表面上，粘貼時(shí)要趕出氣泡并壓平；粘貼后對(duì)粘貼面施加壓力，直到粘結(jié)劑養(yǎng)護(hù)完成。本文建議粘FRS板加固用的FRP板的厚度取為2—4m，且FRP板與加固的梁等長。從加固的效果出發(fā)，進(jìn)行抗彎加固時(shí)，宜在梁的受拉面粘貼FRP板，進(jìn)行抗剪加固時(shí)，宜在梁的底面和側(cè)面粘貼的FRP板以形成U型加固方案，提高試件的延性。為了保證加固梁的FRP板與混凝土在使用過程中粘結(jié)完好，還可在FRP的端部采用錨固加強(qiáng)措施。
FRP板直到破壞均表現(xiàn)出線彈性特征，其力學(xué)性能與加固纖維的種類和纖維的排列方向有關(guān)，因而可通過改變纖維的排列方向得到某一特定方向上最大的材料強(qiáng)度。粘FRP板進(jìn)行抗彎加固和抗剪加固的效果均與FRP板纖維的布置方向有關(guān)。
由粘FRP的抗彎加固和抗剪加固的試驗(yàn)研究可知：在對(duì)梁進(jìn)行加固時(shí)，一般可同時(shí)提高梁的受彎承載力和受剪承載力，亦即抗彎加固和抗剪加固是相關(guān)聯(lián)的。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，應(yīng)針對(duì)結(jié)構(gòu)的具體情況，重點(diǎn)進(jìn)行某一方面的加固。
結(jié)束語
由于FRP板應(yīng)力應(yīng)變曲線沒有屈服平臺(tái)，存在脆性性能，因而加固梁 的延性問題被提出來了，但只要設(shè)計(jì)合理，粘FRP板加固梁的延性可以得到滿足。且粘FRP板加固對(duì)提高隨重復(fù)荷載的構(gòu)件（如吊車梁）的正截面和斜截面疲勞強(qiáng)度效果都較好，尤其是對(duì)斜截面疲勞強(qiáng)度的提高效果更大。粘FRP板不僅可用于梁的加固，而且可用于樁和砌體的加固；還可用于新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過改進(jìn)FRP板的材料性能和粘結(jié)劑的性能可進(jìn)一步提高粘FRP板的加固效果。粘FRP板技術(shù)是一種有效的結(jié)構(gòu)加固形式。
篇5
【關(guān)鍵詞】：預(yù)應(yīng)力;損失;控制方法
中圖分類號(hào)：TK223.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
1、前言
普通鋼筋混凝土受拉或受彎構(gòu)件中,由于混凝土的抗拉強(qiáng)度及極限拉應(yīng)變都很低,即使混凝土發(fā)生體積變化時(shí)沒有受到外部的約束,混凝土內(nèi)部已經(jīng)有了微裂縫。在使用荷載作用下,通常是帶裂縫工作。由于混凝土終凝后,隨時(shí)間的推移而出現(xiàn)的因變形而引起的裂縫(如溫度的變化、收縮、膨脹;不均勻沉陷;因外部荷載作用引起的裂縫;因化學(xué)作用引起的裂縫等等),此類裂縫產(chǎn)生的根源是由于混凝土發(fā)生體積變化受到約束,在其內(nèi)部引起了過大拉應(yīng)力(或拉應(yīng)變)而產(chǎn)生的。為了避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫過早出現(xiàn),并充分利用其高強(qiáng)度鋼筋及高強(qiáng)混凝土,可以在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載前,使它產(chǎn)生預(yù)壓力來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應(yīng)力,從而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應(yīng)力不大,甚至處于受壓狀態(tài),因而產(chǎn)生了預(yù)應(yīng)力混凝土。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)截面小,剛度大,抗裂性和耐久性好,在當(dāng)今世界各地的建筑領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,促進(jìn)了混凝土的結(jié)構(gòu)發(fā)展,因而,面對(duì)現(xiàn)在實(shí)況,我們有必要對(duì)其進(jìn)行深入細(xì)致研究與分析,充分認(rèn)識(shí)并發(fā)揮預(yù)應(yīng)力混凝土的自身優(yōu)點(diǎn),從而進(jìn)一步提高預(yù)應(yīng)力混凝土在工程中的應(yīng)用,延長其使用壽命,提高綜合效益。
2、引起預(yù)應(yīng)力損失的因素
2.1由于施工設(shè)備引起的預(yù)應(yīng)力損失
由于臺(tái)座的強(qiáng)度和剛度不足,穩(wěn)定性較差,從而導(dǎo)致臺(tái)座發(fā)生變形,傾覆和滑移引起預(yù)應(yīng)力損失。由于夾具本身的自鎖和自錨能力差,錐銷的強(qiáng)度、硬度小于預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度、硬度,從而引起預(yù)應(yīng)力的損失。
2.2由于混凝土材料引起的預(yù)應(yīng)力的損失
由于混凝土的強(qiáng)度不高,預(yù)壓力大于混凝土抗壓應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土被壓碎,從而引起預(yù)應(yīng)力的損失。由于混凝土自身具有收縮和徐變的特征,在混凝土收縮和徐變過大時(shí)引起預(yù)應(yīng)力的損失。由于粗骨料粒徑的大小不當(dāng),引起預(yù)應(yīng)力的損失。鋼筋(鋼絲)的強(qiáng)度不高引起預(yù)應(yīng)力的損失。鋼筋(鋼絲)的塑性較差引起預(yù)應(yīng)力的損失。鋼筋(鋼絲)表面粗糙程度不足引起預(yù)應(yīng)力的損失。
2.3由于張拉控制應(yīng)力引起的預(yù)應(yīng)力損失
張拉控制應(yīng)力的取值,直接影響預(yù)應(yīng)力混凝土的使用效果。假若張拉控制應(yīng)力取值過低,則預(yù)應(yīng)力鋼筋經(jīng)過幾種損失后對(duì)混凝土產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力過小,不能有效提高預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂度和剛度。
2.4由于溫度差引起的預(yù)應(yīng)力損失
由于混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí),受張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫度差別從而引起的預(yù)應(yīng)力損失。由于張拉時(shí)鋼筋與臺(tái)座的溫度相同均為t1,混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)的最高溫度為t2,此時(shí)由于鋼筋尚未與混凝土粘結(jié),溫度由t1升為t2后可在混凝土中自由變形。當(dāng)停溫養(yǎng)護(hù)時(shí),混凝土已與鋼筋粘結(jié)在一起,鋼筋和混凝土將同時(shí)隨溫度變化而共同伸縮。因養(yǎng)護(hù)升溫所降低的應(yīng)力已不可恢復(fù),于是形成溫差應(yīng)力損失。
2.5時(shí)間引起的損失
因混凝土徐變和收縮及鋼束的松弛，隨時(shí)間的推移將發(fā)生預(yù)應(yīng)力的損失。在每個(gè)施工階段內(nèi)考慮混凝土構(gòu)件的時(shí)間依存性來計(jì)算由徐變及收縮引起的變形。然后用計(jì)算得到的變形量來考慮鋼束張拉應(yīng)力的損失效應(yīng)。在每個(gè)階段可以通過圖表來確認(rèn)預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算結(jié)果。當(dāng)鋼束施加張拉應(yīng)力，維持其一定的應(yīng)變時(shí)，作用到鋼束上的張拉應(yīng)力隨時(shí)間的推移逐漸地減小，這個(gè)現(xiàn)象稱之為松弛。由松弛引起的損失隨作用到的初始應(yīng)力的大小、經(jīng)歷的時(shí)間、制品的性質(zhì)，其結(jié)果也是各不相同的。
2.6混凝土彈性變形引起的損失
給混凝土施加預(yù)應(yīng)力，混凝土受壓，其長度變小。這樣，錨固于混凝土的鋼束的長度也會(huì)變小，鋼束的張拉應(yīng)力也隨之變小。這樣的由彈性變形引起的損失在先張法和后張法都發(fā)生，只是其形態(tài)略有不同。采用先張法施工的時(shí)候，在把張拉力施加到構(gòu)件的瞬間，鋼束就會(huì)發(fā)生彈性收縮，隨之長度變短，這樣就產(chǎn)生了預(yù)應(yīng)力損失。后張法是與先張法不同，它是沒有專門的固定支架的，而是以已經(jīng)凝固的混凝土為支撐，來張拉鋼束。這樣，混凝土構(gòu)件收縮現(xiàn)象是與先張法相同的，只是因?yàn)殇撌膹埩Φ臏y(cè)量是混凝土構(gòu)件彈性收縮后進(jìn)行的，因此不會(huì)有混凝土彈性變形引起的張力損失。
2.7預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道間壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失
彎道引起的摩擦力。管道偏差引起的摩擦力。張拉曲線鋼筋時(shí),由于預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間的法向正應(yīng)力引起摩擦阻力;預(yù)留孔道施工中某些發(fā)生凸凹不平,偏離設(shè)計(jì)位置,張拉鋼筋時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間產(chǎn)生法向正應(yīng)力引起摩阻力。
3、減少預(yù)應(yīng)力損失的方法
選用強(qiáng)度高,剛度大,穩(wěn)定性良好的臺(tái)座,從而減少臺(tái)座發(fā)生變形,滑移和傾覆。使用自身和自錨能力均好的夾具,同時(shí)應(yīng)使錐銷的強(qiáng)硬度大于預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)硬度。在先張拉法中盡量少使用墊板,因?yàn)槊吭黾右粔K墊板,錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值就增加1mm。盡可能增加(在條件允許下)臺(tái)座的長度。
選用強(qiáng)度高的混凝土。因?yàn)閺?qiáng)度高的混凝土對(duì)采用先張法的構(gòu)件可以提高鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力;對(duì)采用后張法的構(gòu)件可提高錨固端的局部承壓承載力。采用高標(biāo)號(hào)水泥,減少水泥用量,降低水灰比;采用級(jí)配較好的骨料,加強(qiáng)混凝土的振搗,提高混凝土密實(shí)性,從而減少混凝土的收縮徐變。
在允許范圍內(nèi),盡可能采用粒徑較大,表面粗糙的粗骨料,從而增強(qiáng)混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力。混凝土預(yù)應(yīng)力的大小,取決于預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉壓力的大小,當(dāng)采用高強(qiáng)度的鋼筋(鋼絲)時(shí),由于超拉張,鋼筋(鋼絲)因強(qiáng)度不足產(chǎn)生斷裂,從而引起預(yù)應(yīng)力損失。
盡量采用塑性良好的鋼筋(鋼絲)增強(qiáng)張拉應(yīng)力,當(dāng)去除張拉應(yīng)力后,鋼筋(鋼絲)的收縮量與鋼筋(鋼絲)塑性有關(guān),塑性好,收縮量大,從而產(chǎn)生預(yù)壓力大。在先張法構(gòu)件中,當(dāng)采用高強(qiáng)度鋼筋(鋼絲)時(shí),在其表面應(yīng)刻痕或壓波,采用普通鋼筋時(shí),最好是變形鋼筋,從而增強(qiáng)混凝土與鋼筋(鋼絲)之間摩擦。
施工中為了減少應(yīng)力松弛等原因造成的預(yù)應(yīng)力損失,一般要進(jìn)行超拉張,先控制張拉應(yīng)力為1.05σ-1.1σ,持續(xù)荷載2-5min然后卸掉荷載,再施加張拉應(yīng)力至σ,同時(shí)盡量使用熱軋鋼筋,少用碳素鋼絲,從而減少由于應(yīng)力松弛引起預(yù)應(yīng)力損失值。對(duì)于較長的構(gòu)件可在兩端張拉,則在計(jì)算孔洞的長度時(shí)可以按構(gòu)件一半長度計(jì)算,兩端張拉可以減少由于摩擦引起的損失。
在有彎道的構(gòu)件中,預(yù)應(yīng)力鋼絲表面應(yīng)該盡可能光滑,必要時(shí)可以涂上油脂,從而減少由于彎道引起摩擦阻力。在預(yù)留孔道時(shí),嚴(yán)格按照規(guī)范操作,盡可能減少孔道表面的凸凹不平,從而減少預(yù)應(yīng)力損失。由于預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土的擠壓,使環(huán)形構(gòu)件的直徑有所減小,預(yù)應(yīng)力筋中的拉應(yīng)力就會(huì)降低,從而引起預(yù)應(yīng)力損失。故盡可能采用較大直徑的環(huán)形構(gòu)件,從而減少預(yù)應(yīng)力損失。
參考文獻(xiàn)：
【1】樓云仙;斯穎華;常波;程勤功，大跨度后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)力損失控制技術(shù)，浙江建筑，2006-01
篇6
關(guān)鍵詞：混凝土路面；斜向預(yù)應(yīng)力；設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
路面接縫是素水泥混凝土路面和配筋較少的間斷鋼筋混凝土路面結(jié)構(gòu)缺陷的根源，混凝土路面的許多問題常常發(fā)生在接縫處，反過來又影響了路面的行車質(zhì)量。解決路面接縫問題的一種方法是連續(xù)鋼筋混凝土路面；另一種方法是預(yù)應(yīng)力混凝土路面。
連續(xù)鋼筋混凝土路面一般允許出現(xiàn)裂縫，盡管在這種路面結(jié)構(gòu)中配有大量的縱向鋼筋使這些裂縫挨的很緊，但隨著時(shí)間的推移，如果在裂縫寬度發(fā)展到比較寬的情況下，仍會(huì)出現(xiàn)破碎，有時(shí)甚至出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，并因此會(huì)影響路面行車的舒適性。因此解決裂縫的有效方法是預(yù)應(yīng)力混凝土路面。
國外從上世紀(jì)40年代后期開始對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土路面的研究和應(yīng)用，取得了大量的科研成果，我國是從1997年開始對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土路面進(jìn)行研究。這種縱向預(yù)應(yīng)力混凝土路面雖然能在路面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定的預(yù)加力，但是對(duì)于承受復(fù)雜應(yīng)力的混凝土路面不能解決其受力后路面開裂等問題，且無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的有效張拉長度一般不超過60m，要鋪筑100～200m的預(yù)應(yīng)力混凝土路面板，就必須用連接器將預(yù)應(yīng)力筋連接起來，以使預(yù)應(yīng)力傳遞連續(xù)。因此，縱向預(yù)應(yīng)力技術(shù)從理論和施工工藝上很難適應(yīng)混凝土路面大面積鋪筑。
針對(duì)縱向預(yù)應(yīng)力混凝土路面的缺點(diǎn)，本文提出了斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面的新技術(shù)，即在水泥混凝土路面兩側(cè)同時(shí)施加雙向預(yù)應(yīng)力（如圖1），克服路面各方向力的影響，使路面在較長范圍內(nèi)不設(shè)置縮縫，這樣可以實(shí)現(xiàn)不用連接器而一次性建造長度超過100m的連續(xù)混凝土路面，也可以徹底解決水泥混凝土路面由于接縫產(chǎn)生的損害現(xiàn)象，有效地延長水泥混凝土路面的使用壽命。斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面在理論與設(shè)計(jì)上是全新的探索。
圖1斜向預(yù)應(yīng)力路面示意圖
1斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面的優(yōu)勢(shì)
相比于傳統(tǒng)縱向預(yù)應(yīng)力混凝土路面，斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面比單一方向的預(yù)應(yīng)力更適合路面的受力狀況，使路面板的受力特性得到改善。
（2）由于采用斜向布預(yù)應(yīng)力筋方式，預(yù)應(yīng)力筋張拉在路面兩側(cè)進(jìn)行，避免了留設(shè)后澆帶，實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土路面施工的連續(xù)性，并簡化了施工程序。
（3）斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面只需在路面錨固區(qū)布置少量構(gòu)造鋼筋，大大節(jié)省了鋼筋用量。
2 斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
一般認(rèn)為，路面中所施加的預(yù)應(yīng)力大小主要由以下3個(gè)因素決定:交通荷載、溫度和濕度引起的翹曲約束、板收縮期間的板底摩擦約束。
對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土路面而言，路面板厚度和板內(nèi)預(yù)應(yīng)力應(yīng)滿足式（1）的要求：
（1）
式中：
——由預(yù)應(yīng)力引起的混凝土中的縱向預(yù)壓應(yīng)力；
——混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；
——由荷載引起的彎曲應(yīng)力；
——由溫度差引起的應(yīng)力；
——由路基摩阻引起的應(yīng)力；
——可靠度系數(shù)。
2.2 斜向預(yù)應(yīng)力筋布置間距
圖2預(yù)應(yīng)力筋布置示意圖
通過對(duì)斜向預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行受力分析，可得出預(yù)應(yīng)力筋布置間距計(jì)算如式（2）所示。
（2）
式中：—預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力；
—總預(yù)應(yīng)力損失值；
—預(yù)應(yīng)力筋截面面積；
—混凝土路面板厚度；
—斜向預(yù)應(yīng)力筋間水平距離；
—斜向預(yù)應(yīng)力筋沿路面縱向的間距；
—斜向預(yù)應(yīng)力筋縱向傾角。
由上式分析可知，斜向預(yù)應(yīng)力筋的間距與傾角有關(guān)，越大，斜向預(yù)應(yīng)力筋間水平距離越小，斜向預(yù)應(yīng)力筋沿路面縱向的間距越小，預(yù)應(yīng)力筋布置越密集；越小，斜向預(yù)應(yīng)力筋間水平距離越大，斜向預(yù)應(yīng)力筋沿路面縱向的間距越大，預(yù)應(yīng)力筋布置越稀疏。因此，設(shè)計(jì)斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面時(shí)，在保證預(yù)壓應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，還要從路面的經(jīng)濟(jì)性考慮。
2.3 斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面設(shè)計(jì)步驟
對(duì)于修筑一定長度的斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面，其板厚和施加預(yù)應(yīng)力值的大小均為未知，因此必須給定一個(gè)量，才能求解計(jì)算。設(shè)計(jì)方法及具體步驟如下：
（1）軸載調(diào)查和軸載譜分析
收集交通資料，計(jì)算設(shè)計(jì)車道使用年限內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)。我國剛性路面設(shè)計(jì)規(guī)范將后軸重100KN定為標(biāo)準(zhǔn)軸載。為形成統(tǒng)一的剛性路面設(shè)計(jì)體系，在進(jìn)行斜向預(yù)應(yīng)力路面的設(shè)計(jì)時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)軸載定為100KN。標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)計(jì)算可按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行。
（2）初擬路面結(jié)構(gòu)和確定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)
結(jié)合路面的交通量、公路等級(jí)、環(huán)境，根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋所需的最小保護(hù)層厚度，假定一個(gè)初始路面板厚。根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境狀況，初擬路面板長，建議在較熱和干燥的氣候條件下選用較小的長度。
根據(jù)環(huán)境、土基和材料供應(yīng)情況，選擇路面結(jié)構(gòu)合理的層次組合，各層的類型和材料組成，擬定基層以下層次的厚度。
確定混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度，進(jìn)行混凝土面層及基層的配合比設(shè)計(jì)，確定面層、基層和土基的回彈模量，計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量，確定基層頂面的摩擦系數(shù)，確定混凝土面板的最大溫度梯度。
（3）根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行路面設(shè)計(jì)
分別計(jì)算荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力和摩阻應(yīng)力，根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則計(jì)算縱向預(yù)應(yīng)力值，并驗(yàn)算扣除摩阻應(yīng)力后，板中剩余的預(yù)應(yīng)力是否大于或等于0.69MPa,，以保證在長板的中部不出現(xiàn)橫向的裂縫[2]。
（4）確定預(yù)應(yīng)力筋的布置角度和間距
根據(jù)板厚和預(yù)應(yīng)力值的大小，擬定預(yù)應(yīng)力筋布置角度，通過式（1）計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋布置間距。
此外，還需進(jìn)行板端設(shè)計(jì)和錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算，可參照現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范公式進(jìn)行。
3 結(jié)語
斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面具有傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土路面不可比擬的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景，本文為斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面的設(shè)計(jì)提供參考。
[1] 李娜, 斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面研究[D], 西安：長安大學(xué)，2011
[2]Sindel J. A., Design Procedure for Post-tensioned Concrete Pavements, Concrete International, Feb. 1983, pp. 51-57.
[3] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002). 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.3
篇7
關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；混凝土箱梁；裂縫
1使用混凝土箱梁的優(yōu)點(diǎn)
在已建成的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中，當(dāng)跨度超過40m后，橫截面大多采用箱形截面。其主要優(yōu)點(diǎn)是：
①箱形截面是一種閉口薄壁截面，其抗扭剛度大，截面效率指標(biāo)較T形截面高，結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中都具有良好的穩(wěn)定性。②頂板和底板面積較大，能有效地承擔(dān)正負(fù)彎矩，并能滿足配筋的需要，適應(yīng)具有正負(fù)彎矩的結(jié)構(gòu)，也更適應(yīng)于主要承受負(fù)彎矩的懸臂梁、T形剛構(gòu)等橋型。③適應(yīng)現(xiàn)代化施工方法的要求。④承重結(jié)構(gòu)和傳力結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使各部件共同受力，截面效率高并適合預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的空間布束，因此具有較好的經(jīng)濟(jì)性。⑤對(duì)于寬橋，由于抗扭剛度大，內(nèi)力分布比較均勻，跨中無需設(shè)置橫隔板就能獲得滿意的荷載橫向分布。⑥適合于修建曲線橋，并具有較大的適應(yīng)性。⑦能很好適應(yīng)布置管線等設(shè)施。在設(shè)計(jì)上，箱形截面可極大地發(fā)揮預(yù)應(yīng)力地效用。可提供很大地混凝土面積用于預(yù)應(yīng)力束地通過，更關(guān)鍵地是可提供較大地截面高度，使預(yù)應(yīng)力束有較大的力臂。因此，橋梁設(shè)計(jì)師可發(fā)揮箱梁和預(yù)應(yīng)力地特點(diǎn)，頂?shù)装蹇v向鋼束采用平彎和豎彎相結(jié)合的空間曲線，集中錨固在腹板頂部的承托中（或錨固在腹板中），底板鋼束盡可能靠近腹板加厚板（齒板）并在其上錨固。
2預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁裂縫的產(chǎn)因
預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的裂縫類型主要有：邊跨斜裂縫，邊跨水平裂縫，中跨斜裂縫，中跨水平裂縫，邊跨的水平裂縫、斜裂縫同時(shí)發(fā)生，中跨的水平裂縫、斜裂縫同時(shí)發(fā)生，底板、頂板縱向裂縫，底板、頂板橫向裂縫、箱梁橫隔板的放射性裂縫，預(yù)應(yīng)力錨固部位齒板附近裂縫。
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁裂縫從成因角度可分為：由荷載效應(yīng)（如彎矩、剪力、扭矩及拉力等）引起的裂縫、由外加變形或約束引起的裂縫，主要包括“基巖效應(yīng)”、地基不均勻沉降、混凝土收縮、外界溫度的變化等、鋼筋銹蝕裂縫、預(yù)加力次效應(yīng)引起的裂縫、建材原因引起的裂縫。
根據(jù)裂縫產(chǎn)生部位的不同我們可將其分為：翼緣板橫向裂縫和腹板斜裂縫兩種。
①翼緣板橫向裂縫一般發(fā)生在箱梁受縱向彎矩較大處的受拉翼緣板處，橫向裂縫一般均發(fā)生在跨中底板翼緣。對(duì)于連續(xù)箱梁，橫向裂縫還發(fā)生在支座負(fù)彎矩處的頂板翼緣，并且大部分出現(xiàn)在距支點(diǎn)1/3跨徑范圍以內(nèi)，越靠近支點(diǎn)裂縫越嚴(yán)重，對(duì)于該類型裂縫，主要有以下原因引起，首先，設(shè)計(jì)時(shí)翼緣板有效分布寬度考慮不足，薄壁箱梁翼緣板有效分布寬度問題實(shí)際上就是剪力滯問題，由于理論計(jì)算剪力滯效應(yīng)較為繁瑣，不適于工程應(yīng)用，各國普遍采用有效分布寬度的概念。由于剪力滯效應(yīng)的考慮不足或計(jì)算值安全儲(chǔ)備較低，在一些特殊荷載工況下容易發(fā)生應(yīng)力過度集中，腹板處翼緣應(yīng)力波峰超過允許值，因而首先在該處發(fā)生橫向裂縫。在多年反復(fù)荷載的作用下，裂縫橫向發(fā)展，向翼緣板中部擴(kuò)展，以至于形成橫向通縫。對(duì)于薄壁箱梁橋的翼緣板橫向裂縫，病害原因多歸于此。其次，混凝土徐變引起橫向裂縫，在長期荷載作用下，受混凝土徐變影響，箱梁在運(yùn)營6年～7年后跨中均有不同程度的下?lián)犀F(xiàn)象。較大的形變引起箱梁應(yīng)力重分布，給結(jié)構(gòu)帶來附加被動(dòng)應(yīng)力。由于結(jié)構(gòu)所受到的外荷載不變，各截面應(yīng)力增加是由附加彎矩不斷變化引起的，附加彎矩隨時(shí)間不斷增加，直到混凝土徐變停滯為止。
同時(shí)，預(yù)應(yīng)力松弛也會(huì)引起橫向裂縫，對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，箱梁內(nèi)部預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)有較大的影響，隨著橋梁運(yùn)營時(shí)間的增長，預(yù)應(yīng)力鋼束發(fā)生松弛效應(yīng)，并且越來越明顯。在現(xiàn)代施工中一般采用低松弛鋼絞線材料，并且規(guī)范張拉工藝，但在具體操作中難免會(huì)出現(xiàn)與規(guī)范不相吻合的情況，力筋長期持荷加之混凝土收縮徐變影響，預(yù)應(yīng)力損失也是相當(dāng)嚴(yán)重的。同時(shí)，選用鋼筋不合理也會(huì)引起橫向裂縫，對(duì)于普通鋼筋混凝土箱梁，鋼筋與混凝土的粘結(jié)力對(duì)結(jié)構(gòu)的整體剛度和裂縫的擴(kuò)展有較大的影響。我們應(yīng)該選用表面不光滑、化學(xué)吸附作用和握裹力都較強(qiáng)的預(yù)應(yīng)力鋼筋。
②腹板斜裂縫一般發(fā)生在支點(diǎn)至1/4跨之間。對(duì)于預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力箱梁，在施工階段以及在運(yùn)營階段，腹板經(jīng)常出現(xiàn)斜裂縫，斜裂縫同樣有多種因素引起，有設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)構(gòu)造配筋、施工工藝、氣候條件、日常維護(hù)、荷載工況等。部分因素在導(dǎo)致翼緣板出現(xiàn)橫向裂縫的同時(shí)也是腹板斜裂縫的主要原因，首先，預(yù)應(yīng)力損失過大導(dǎo)致腹板主拉應(yīng)力過大，由于縱向預(yù)應(yīng)力損失的存在，部分預(yù)應(yīng)力損失超過設(shè)計(jì)計(jì)算值導(dǎo)致截面抗彎承載力嚴(yán)重下降，從而產(chǎn)生翼緣板橫向裂縫。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁箱梁結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力損失也是腹板斜裂縫的主要病害原因，預(yù)應(yīng)力損失量估計(jì)不足或者在實(shí)際張拉過程中操作不當(dāng)引起應(yīng)力損失量加大等情況經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致力筋的有效預(yù)應(yīng)力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，從而腹板因主拉應(yīng)力超過容許值而發(fā)生開裂。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋較短，張拉后少量的回縮即可產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力損失，分批張拉產(chǎn)生的彈性壓縮可以使預(yù)應(yīng)力損失達(dá)11％，如果有超張拉情況，其損失率更大。懸臂對(duì)稱施工時(shí)，掛籃一般后錨于豎向預(yù)應(yīng)力螺紋鋼上，在施工荷載的作用下，預(yù)應(yīng)力損失也比較大。其次，溫度梯度過大會(huì)導(dǎo)致腹板剪切應(yīng)力過大，從而產(chǎn)生腹板斜裂縫。在陽光充足的地區(qū)，太陽直射橋面，因而橋面板溫度急劇升高，靠近水面的底板溫度較低，兩者形成溫度梯度。對(duì)于目前普遍采用的大跨度、變截面箱梁，隨著截面高度變化幅度的增加及箱梁長度和支撐約束的增加，溫度梯度應(yīng)力沿梁長方向變化較快，對(duì)于氣溫變化較為強(qiáng)烈的地區(qū)，由于頂板翼緣受外界溫度影響較大，隨外界氣溫變化波動(dòng)較為明顯，導(dǎo)致腹板拉壓應(yīng)力交替頻繁，在應(yīng)力幅度變化較大的區(qū)域也容易出現(xiàn)斜裂縫。同時(shí)，腹板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值不足也會(huì)造成腹板斜裂縫的出現(xiàn)。設(shè)計(jì)薄壁箱梁的首要目的是減輕結(jié)構(gòu)自重，降低材料使用量，所以其腹板與翼緣板設(shè)計(jì)厚度較薄。箱梁腹板面積與抗剪承載力有密切的關(guān)系，而薄壁箱梁腹板面積與普通箱梁相比是小得多得，在無預(yù)應(yīng)力作用情況下，腹板依靠提高腹板的箍筋配筋率和彎起鋼筋得數(shù)量來提高其抗剪能力。但是在腹板厚度有限的條件下，其提高值亦是有限的。所以，薄壁箱梁腹板抗剪能力相對(duì)于普通混凝土箱梁較小，斜裂縫容易發(fā)生。
3結(jié)語
預(yù)應(yīng)力箱梁在正常使用極限狀態(tài)下不應(yīng)該出現(xiàn)梁體裂縫，但是已建預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋上的開裂情況卻非常普遍，因此我對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋典型裂縫成因進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，望能為混凝土箱梁的設(shè)計(jì)和施工起到一定的參考價(jià)值。
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篇8
[關(guān)鍵詞]預(yù)應(yīng)力混凝土梁 剛度計(jì)算
中圖分類號(hào)：TU378.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）18-0327-01
預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)是混凝土技術(shù)出現(xiàn)以來的一次質(zhì)的提升，它在施工的過程中可以實(shí)現(xiàn)施工的便捷化與抗震化，而如何去應(yīng)用與研究這種混凝土技術(shù)的新數(shù)據(jù)將是一個(gè)難點(diǎn)，本文將主要以混凝土梁剛度的計(jì)算方法為基礎(chǔ)研究，來討論預(yù)設(shè)力混凝土在實(shí)際過程中的應(yīng)用。
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
為了精確的得出預(yù)應(yīng)力混凝土梁剛度計(jì)算公式，我們?cè)O(shè)計(jì)了以下試驗(yàn)來幫助觀察具體情況，在觀察的過程中采用了63組梁加荷直至被破壞的全過程，此外還使用了雙面對(duì)比的方式來進(jìn)行剛度計(jì)算。
（一） 試驗(yàn)梁的采用情況
我們采取了三種形式的試驗(yàn)梁，分別為T字形、I字形跟矩形。由T字形搭配后張高強(qiáng)鋼絲作為模擬T形橋梁的具體情況，I字形搭配先張粗鋼筋作為模擬空心板橋的情況，試驗(yàn)過程分別設(shè)置普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)比組，在試驗(yàn)梁的具體配筋形式上采取6種不同的搭配。試驗(yàn)梁按預(yù)應(yīng)力定義：。
（二） 試驗(yàn)的觀測(cè)過程
本實(shí)驗(yàn)在專業(yè)的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試，對(duì)每片對(duì)比梁進(jìn)行逐級(jí)加載過程直至破壞，加載過程采用3分點(diǎn)平均加載。其主要目的是為了研究在不同的預(yù)應(yīng)力梁進(jìn)行不同力度的加載情況下會(huì)有什么不同。主要觀察點(diǎn)在研究不同的加載力度對(duì)試驗(yàn)梁抗彎強(qiáng)度和破壞的機(jī)理、觀察預(yù)應(yīng)力梁在不同加載力度中應(yīng)力和撓度變化的過程、觀察預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度對(duì)試驗(yàn)梁變形起到的作用、研究不同梁在預(yù)應(yīng)力不同的情況下形成的裂縫情況。
由實(shí)驗(yàn)觀察到的結(jié)果得出，試驗(yàn)梁在不同預(yù)應(yīng)力的加載過程中，荷載-撓度曲線呈現(xiàn)出三折線情況，數(shù)據(jù)受到三部分影響，分別為：試驗(yàn)梁開裂前階段、開裂到屈服前階段與鋼筋屈服后階段。試驗(yàn)梁在開裂前階段屬于彈性工作階段，撓度隨著荷載的增長而出現(xiàn)較小增長，隨著后續(xù)預(yù)應(yīng)力的增加，梁截面的中和軸上移，試驗(yàn)梁的開裂剛度減小，所以梁的撓度增長率加大。在后期非預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到屈服階段后，試驗(yàn)梁的裂縫明顯增寬，剛度大幅度減少，撓度大幅度升高，這一階段試驗(yàn)梁產(chǎn)生了較大變形。達(dá)到極限狀態(tài)后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋完全屈服，試驗(yàn)梁發(fā)生較大位移。
二、結(jié)合現(xiàn)有公式進(jìn)行實(shí)際對(duì)照
目前建筑業(yè)常用混凝土計(jì)算公式分為4種：直接雙線性法、解析剛度法、有效慣性矩法、曲率積分法。我們結(jié)合了試驗(yàn)梁的具體試驗(yàn)情況，進(jìn)行了數(shù)據(jù)的檢算與研究，得出以下結(jié)論。
（一）撓度較小階段，梁沒有達(dá)到開裂過程，各種公式的計(jì)算數(shù)值比較接近，觀察的預(yù)計(jì)值相對(duì)吻合。當(dāng)梁達(dá)到開裂階段之后，撓度呈增倍放大，公式之間的計(jì)算值出現(xiàn)較大差異，最大值與最小值的對(duì)比超過2，觀察到的預(yù)計(jì)值差距較大。
（二）混凝土梁開裂之后剛度變化屬于隨機(jī)性變化，測(cè)量結(jié)果與預(yù)計(jì)觀察值區(qū)別較大，對(duì)比4種計(jì)算方式得出的結(jié)果，取其中最接近變化值的公式進(jìn)行計(jì)算，收集計(jì)算過程中的預(yù)計(jì)觀察值與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比。
（三）綜合所有對(duì)比結(jié)果得出有效的計(jì)算公式，其中較符合的是直接雙線性計(jì)算公式，這種計(jì)算方式在我國的PR W011-86基本公式以及WXB-QIR基本公式中就已經(jīng)開始進(jìn)行應(yīng)用，但是通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在開裂前與開裂后撓度的計(jì)算值并不統(tǒng)一，雙線性計(jì)算法則在開裂后的撓度計(jì)算上并不吻合。
（四）在對(duì)于普通混凝土梁與微預(yù)應(yīng)力混凝土梁的計(jì)算工程中，采用有效慣性計(jì)算公式比較準(zhǔn)確，但是這種計(jì)算公式會(huì)隨著預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度的增加而變得不準(zhǔn)確。
（五）解析剛度法的精確性不高，在不考慮荷載的數(shù)據(jù)修正過程下，開裂后的計(jì)算值明顯發(fā)生偏差。
（六）由上述計(jì)算結(jié)果的出，目前單一使用現(xiàn)有公式的計(jì)算是不準(zhǔn)確的，要想正確的計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土梁的剛度，可以采用雙線性法與有效慣性矩法相結(jié)合的計(jì)算方法，這兩種方法相結(jié)合所計(jì)算出的剛度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率在90%以上，多偏向與安全計(jì)算方面。
三、根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的剛度計(jì)算公式
我們由實(shí)驗(yàn)得出，可以在試驗(yàn)梁構(gòu)件處于彈性受力階段時(shí)計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土梁的剛度，采取傳統(tǒng)力學(xué)結(jié)構(gòu)的公式，計(jì)算截面慣性矩與試驗(yàn)梁開裂前的剛度，開裂后由于混凝土梁剛度出現(xiàn)大幅度降低，就需要應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件短期剛度計(jì)算公式。以裂縫出現(xiàn)前的試驗(yàn)梁為案例進(jìn)行計(jì)算，短期剛度為Bs=0.85EcI0。而已經(jīng)處于裂縫出現(xiàn)時(shí)期的試驗(yàn)梁，可以假設(shè)彎矩與曲率成雙折線關(guān)系曲線，那么雙折線焦點(diǎn)位于Mcrc開裂彎矩中，在后期的剛度計(jì)算公式與前期不同，出現(xiàn)銹蝕率后，普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力梁的粘結(jié)強(qiáng)度下降，修飾率達(dá)到臨界點(diǎn)ηs1時(shí)，構(gòu)件開裂導(dǎo)致銹蝕筋與混凝土之間沾粘性完全消失，這時(shí)候我們需要利用標(biāo)準(zhǔn)公式進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)預(yù)應(yīng)力混凝土梁的彎矩與曲率關(guān)系滿足雙折線變化，那么混凝土梁的短期剛性公式為，而ξ在0.4～0.6之間變化時(shí)，可以根據(jù)ηs≤ηs1來計(jì)算，得出的公式為，當(dāng)ηs> ηs1時(shí)，ξ=0.6。那么我們?cè)谟?jì)算的過程中就可以假定開裂之后，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的剛度降低系數(shù)為β0.4c，那么根據(jù)試驗(yàn)的出的預(yù)應(yīng)力線性變化可以得出，，這幾個(gè)公式，按照這幾個(gè)公式完全可以得出預(yù)應(yīng)力混凝土梁的剛度。
結(jié)語：
參照試驗(yàn)的出的數(shù)據(jù)，我們?cè)趪乙?guī)定的實(shí)行范圍中，以基本公式為框架，計(jì)算出了混凝土梁的剛度公式，在利用實(shí)驗(yàn)過程中的開裂前過程、開裂至屈服前階段和完全屈服階段，得出了以下結(jié)論，在剛度計(jì)算的公式計(jì)算下，在計(jì)算的過程中應(yīng)多應(yīng)用預(yù)應(yīng)力梁的撓度計(jì)算法則，就上述實(shí)驗(yàn)過程得出的結(jié)論，本次實(shí)驗(yàn)效果優(yōu)異。
參考文獻(xiàn)
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篇9
摘要: 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)逐漸在我國的城市建筑和工業(yè)建筑中應(yīng)用得越來越廣泛。文章根據(jù)某建筑預(yù)應(yīng)力混凝土架梁設(shè)計(jì)，對(duì)預(yù)應(yīng)力架梁的設(shè)計(jì)計(jì)算，抗震結(jié)構(gòu)和構(gòu)造措施進(jìn)行深入的分析，對(duì)類似預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞:框架梁設(shè)計(jì)；計(jì)算；構(gòu)造措施；經(jīng)濟(jì)效益
Abstract: with the development of social economy and the progress of modern technology, prestressed concrete structure in our urban building gradually and industrial buildings to be more and more extensive application. According to a building prestressed concrete frame beam design, the design and calculation of the prestressed frame beams, seismic structure and construction measures for further analysis to the similar prestressed structure have a certain significance.
Keywords: frame beams design; Computing; Structural measures; Economic benefits
近年來，基礎(chǔ)建筑設(shè)施的逐漸增多和普及，提倡綠色建筑成為了如今社會(huì)普遍關(guān)注的問題。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有跨越能力大、耐久性高、節(jié)約材料，造價(jià)相對(duì)低廉和施工難度低的優(yōu)點(diǎn)，正好符合綠色建筑的要求。注重預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁的設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)的抗震性能，對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的推廣和基礎(chǔ)建筑的建設(shè)具有重要的意義。
1 工程概況與結(jié)構(gòu)選型
某4層的建筑局部2層(3層，4層)為大空間結(jié)構(gòu)，平面尺寸為41.6m×24m。因單向跨度較大，經(jīng)多種方案比較，選用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆框架和單向肋梁結(jié)構(gòu)體系。框架采用橫向布置，3層，4層高分別為6.7m和6.2m。根據(jù)建筑平面尺寸及高度的要求，框架梁截面取700mm×1200mm，框架柱截面1000mm×1500mm，樓板厚度150mm。
梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40。框架按6度抗震設(shè)防，地面加速度0.05g，場(chǎng)地類別Ⅲ類。框架抗震等級(jí)為四級(jí)。樓屋面活荷載為4.0kN/m2。
2 預(yù)應(yīng)力框架梁設(shè)計(jì)與計(jì)算
2.1 框架的幾何特征及外荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算
框架的幾何特征見表1。
表1 框架的幾何特征
2.2梁中預(yù)應(yīng)力筋估算
框架梁預(yù)應(yīng)力筋布置盡可能與外彎矩相一致。該工程采用如圖1所示的正反拋物線預(yù)應(yīng)力筋布置形式。預(yù)應(yīng)力筋采用低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，fptk=1860MPa，fpy=1320MPa，預(yù)應(yīng)力的有效應(yīng)力取為張拉控制應(yīng)力的70%。為考慮次彎矩對(duì)支座截面的有利影響，近似取0.9的系數(shù)將外荷載作用下的彎矩減小(支座為控制截面)。
現(xiàn)以樓面框架梁為例，因?yàn)樽饔迷诹荷系幕詈奢d值相對(duì)恒載較小，且梁跨度較大，結(jié)合以往類似工程經(jīng)驗(yàn)，裂縫控制應(yīng)從嚴(yán)要求，按荷載短期效應(yīng)組合下構(gòu)件邊緣混凝土拉應(yīng)力滿足下述限值要求的估算預(yù)應(yīng)力筋:
將上述相應(yīng)數(shù)據(jù)代入計(jì)算得:AP≥2094mm2。
考慮本工程較常規(guī)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)跨度大，取2束9s15.2(200，150，200)(AP=2502mm2)。
2.3預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算
1)張拉控制應(yīng)力σcon=0.7fptk=0.7×1860=1302MPa，預(yù)埋波紋管κ=0.0015，μ=0.25：孔道摩擦損失σL2(采用兩端張拉,對(duì)于每跨梁，相當(dāng)于一端張拉)，計(jì)算結(jié)果見表2。
表2 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算結(jié)果
a=(1400－200－150)×0.15/0.5=315mm：b=(a/0.15)×0.35=(315/0.15)×0.35=735mm。
2)錨具內(nèi)縮損失σL1，采用夾片式錨具，其回縮值為5mm(有頂壓)，根據(jù)公式得:
i1=(1302－1239.5)/3.6=17.35N/mm2/m：
i2=(1329.5－1171.64)/8.4=18.8N/mm2/m：
L0=0.6m：L1=4.2m。
所以，端部支座:σL1=2×17.35×3.6+2×18.8×(7.31－4.2)=241.9N/mm2：跨中:σL1=0N/mm2。
3)第一批預(yù)應(yīng)力損失匯總?cè)缦?端部:σL1=241.9N/mm2，跨中:σL1=1302×10%=130.3N/mm2。
4)鋼筋應(yīng)力松弛損失σL4:σL4=0.125(σcon/fptk－0.5)σcon=32.6N/mm2。
5)混凝土收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失σL5(考慮自重影響，近似取恒載的全部):
支座處:NP=2652.4kN，σPC=1.33N/mm2。
跨中處:NP=2931.6kN，σPC=5.10N/mm2。
假設(shè)非預(yù)應(yīng)力配筋面積，取預(yù)應(yīng)力度:λ=0.6。
As=［Apfpy(1－λ)］/(fyλ)=6116mm2。
支座處:取As=6874mm2(14φ25，Ⅲ級(jí)鋼)：ρ=0.798%。
跨中處:取As=6383mm2(13φ25，Ⅲ級(jí)鋼)：ρ=0.756%。
則收縮徐變損失:
支座處:
σL5=(35+280σPC/fcu')/(1+ρ)=(35+280×1.33/30)/(1+15×0.798%)=42.3N/mm2。
跨中處:
σL5=(35+280σPC/fcu')/(1+15ρ)=(35+280×5.10/30)/(1+15×0.756%)=74.2N/mm2。
6)總預(yù)應(yīng)力損失σL及有效預(yù)加力Np匯總見表3。
表3 總預(yù)應(yīng)力損失σL及有效預(yù)加力Np匯總
平均σpe=1302－(316.8+237.1)/2=1025.1N/mm2。
2.4預(yù)應(yīng)力引起的次彎矩和次剪力計(jì)算
(1)等效荷載
取支座和跨中截面有效預(yù)應(yīng)力的平均值作為跨間的預(yù)應(yīng)力值計(jì)算等效荷載(簡化計(jì)算)，樓面梁預(yù)加力值Np=(2174.2+2190.8)/2=2182.5kN。
該工程等效荷載為:
Mp=2182.5×0.396=864.3kN·m。
q1=(8×182.5×0.735)/16.82=45.5kN/m：
q2=(8×2182.5×0.315)/(2×3.6)2=106.1kN/m。
(2)綜合彎矩、次彎矩及次剪力的計(jì)算
次彎矩等于綜合彎矩減去主彎矩，主彎矩為框架梁中預(yù)應(yīng)力值對(duì)截面的偏心距乘積。因梁中次彎矩接近常數(shù)，故梁中的次剪力可忽略。
篇10
【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力混凝土 管樁 技術(shù)施工
中圖分類號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
【引言】隨著國際社會(huì)的科學(xué)技術(shù)正在不斷的提升，其對(duì)于工程的應(yīng)用技術(shù)也在不斷的提升當(dāng)中，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在工地施工方面有著非常廣泛的應(yīng)用并且本身具有設(shè)計(jì)對(duì)地基要求不高，管樁本身質(zhì)量十分可靠保證，工程使用中用時(shí)比較短暫，環(huán)保等明顯優(yōu)點(diǎn)。所以在一些特定的工程中，都會(huì)使用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁代替鋼管樁，因?yàn)檫@樣能夠獲得更好的效果并且同時(shí)取得好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1]。特別是到了我們國家九十年代，在該時(shí)代背景下我國的預(yù)應(yīng)力管樁生產(chǎn)和工程應(yīng)用得到了空前的大發(fā)展，所以這樣就會(huì)導(dǎo)致其預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的制造和實(shí)際工程的生產(chǎn)量也大幅度增加，其中對(duì)于此類管樁的大量的使用辦法與其相關(guān)的設(shè)計(jì)和施工方法的分析也大量產(chǎn)生出現(xiàn)，所以目前預(yù)應(yīng)力混凝土管已經(jīng)漸漸代替了大部分施工工程所需的材料。
1.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施的工作流程
1.1施工前的測(cè)量放線
此過程要求測(cè)量人員利用控制點(diǎn)和軸線控制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量并放出準(zhǔn)確的樁位，同時(shí)施工人員要進(jìn)行復(fù)核跟蹤，并進(jìn)行記錄，待工程結(jié)束之后進(jìn)行歸檔整理。具體的測(cè)量樁位放線步驟可以分為如下步驟：
（1）按照設(shè)計(jì)圖紙中控制點(diǎn)與樁位位置的相對(duì)關(guān)系，測(cè)量人員需要計(jì)算出各項(xiàng)放樣的數(shù)據(jù)，之后把計(jì)算結(jié)果交由施工人員進(jìn)行復(fù)核審查。
（2）施工人員依照控制點(diǎn)與樁位位置的相對(duì)關(guān)系，自行對(duì)放樣數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果與測(cè)量人員所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)，需復(fù)查無誤后才可實(shí)施放樣。
（3）當(dāng)把經(jīng)緯儀在控制點(diǎn)上架設(shè)之后，可以通過對(duì)前、后的視點(diǎn)零度線調(diào)整的運(yùn)用，可以采用已經(jīng)得出的樁位數(shù)據(jù)和極坐標(biāo)方法進(jìn)行準(zhǔn)確的放樣。
（4）待施工人員在進(jìn)行放樣工作結(jié)束之后，應(yīng)使用經(jīng)緯儀對(duì)已經(jīng)放好的樁位進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)復(fù)核數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)無誤后才可開始施工。
（5）在放樣完成之后，應(yīng)在工程的樁點(diǎn)位置中心按照管樁的直徑大小畫出圓圈，以保證后期施工中的對(duì)中和插樁[2]。
1.2進(jìn)場(chǎng)后管樁的堆放
堆放預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的場(chǎng)地必須堅(jiān)實(shí)、平整， 且管樁的堆放層數(shù)應(yīng)低于5層。在設(shè)置承受木墊的過程中，如使用三點(diǎn)支撐，則支撐點(diǎn)應(yīng)分別放在距離管樁長度兩端的0.15倍和中點(diǎn)處；若使用兩點(diǎn)支撐時(shí)，其位置應(yīng)設(shè)置在距離樁長兩端的0.21倍處。需要注意的是，每層所設(shè)置的墊木都應(yīng)該在同一水平面上，且不同層間的墊木要保持在一個(gè)垂直線上。
1.3預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的起吊
在起吊之前，管樁需首先固定在樁機(jī)之上，起吊時(shí)應(yīng)進(jìn)行牢固捆綁且起吊點(diǎn)滿足力學(xué)的原理要求。一般而言，起吊點(diǎn)可以設(shè)置在距離樁頂0.2米處，管樁與吊索之間必須增加襯墊，而且管樁與吊繩之間所保持的夾角應(yīng)不小于15度[3]。
1.4預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的就位與初步加壓
通常情況下，可以使用附加在樁機(jī)之上的吊鉤和起重臂把管樁運(yùn)送到位于樁機(jī)中部的圓形豎向夾具當(dāng)中，進(jìn)而通過夾具與管樁直徑、弧度相吻合的夾片和液壓系統(tǒng)把管樁固定在裝架上。當(dāng)管樁就位之后，對(duì)于第一節(jié)管樁的初步加壓可以使用移動(dòng)樁機(jī)。當(dāng)標(biāo)識(shí)地面樁位的點(diǎn)與管樁的中心點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，且管樁一端初步壓入土地內(nèi)至管身初步穩(wěn)定之后，才能夠進(jìn)行校正垂直度的正式沉樁作業(yè)。、
1.5預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的接樁
接樁的方法可以分為機(jī)械的結(jié)頭連接和端板的焊接連接兩類。目前所普遍使用的是焊接連接的方式，當(dāng)正在下壓的管樁距離地面位置位于0.5米至1米時(shí)，吊起上節(jié)管樁，在與此管樁完好對(duì)接且復(fù)核垂直度無誤之后方可實(shí)施焊接，等到焊縫大致冷且焊接符合要求之后，才可以繼續(xù)進(jìn)行沉樁施壓工序，直至施工過程完成。
需要注意的是，接樁、送樁、沉樁過程應(yīng)該采取連續(xù)的模式進(jìn)行，并且按照相應(yīng)的地質(zhì)資料和管樁的實(shí)際長度進(jìn)行合理安排，防止樁端在進(jìn)入持力層時(shí)進(jìn)行接樁問題的產(chǎn)生。
1.6預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的沉樁記錄和成樁
在進(jìn)行沉樁記錄的過程中需要記錄如：入土深度、垂直度、各節(jié)管樁的長度、管樁的就位記錄、貫入度、接樁長度以及樁頂最后標(biāo)高所對(duì)應(yīng)的壓力值等等參數(shù)，隨后可以完成成樁。在此過程當(dāng)中，如果需要使用送樁器進(jìn)行成樁時(shí)，應(yīng)把高出地面的管樁截出后，方能將機(jī)位移動(dòng)到下一個(gè)樁位。
2.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工過程中常見的問題與處理方法
2.1沉樁時(shí)無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求
管樁的施工過程一般是將最終的貫入度和標(biāo)高當(dāng)作施工最終的控制，通常情況下，是以控制標(biāo)準(zhǔn)為主或作為參考，但有時(shí)在沉樁的過程中還是無法達(dá)到最終要求的沉樁控制設(shè)計(jì)參數(shù)。
2.1.1原因分析
造成此類問題產(chǎn)生的原因主要有兩種：
（1）實(shí)際工程的地質(zhì)與地質(zhì)資料之間存在偏差，造成配樁的長度不準(zhǔn)確，進(jìn)而產(chǎn)生沉樁無法達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求控制值的問題。例如：貫入力、樁頂標(biāo)高、終壓力等數(shù)值存在偏差。
（2）基于設(shè)備出現(xiàn)故障等因素，使得在沉樁過程的突然中斷時(shí)間較長，管樁周圍的阻力增大，進(jìn)而使得沉樁難以達(dá)到持力層的設(shè)計(jì)要求。
2.1.2解決方法
在面對(duì)此類情況時(shí)，首先要查明工程項(xiàng)目所在地的地質(zhì)情況，在必要時(shí)，可以進(jìn)行地質(zhì)的補(bǔ)充勘察，進(jìn)而選擇合理的成樁和持力層的有關(guān)控制數(shù)值，另外，還可以按照現(xiàn)場(chǎng)的有關(guān)施工要求選擇合理的成樁設(shè)備。當(dāng)在沉樁施工的過程中發(fā)生突發(fā)的異常情況時(shí)，必須要冷靜分析問題產(chǎn)生的原因，并找出對(duì)策，切忌對(duì)壓樁力進(jìn)行盲目增大，防止管樁本身出現(xiàn)斷裂。
2.2相鄰管樁樁頭出現(xiàn)位移或上浮
此類問題是指在進(jìn)行沉樁施工的過程當(dāng)中，與之相鄰近的管樁可能因?yàn)槭艿綌D土效應(yīng)的影響而產(chǎn)生的樁身橫向位移或上浮現(xiàn)象。
2.2.1原因分析
這類問題可能的引發(fā)因素包括以下三類：
（1）在施工過程中，由于樁位受到擠壓而造成標(biāo)志丟失或位置偏離，進(jìn)而而成管樁位置的錯(cuò)位過大。
（2）進(jìn)行沉樁施工的行車路線或沉樁順序不合理。
（3）由于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁屬于擠土樁，在進(jìn)行沉樁施工的過程會(huì)出現(xiàn)因擠土效應(yīng)而產(chǎn)生的地面突起，特別是當(dāng)施工土層是樁位數(shù)量較多、管樁距離較密集、飽和性軟土?xí)r，土地因?yàn)槭軘D壓達(dá)到極限的密實(shí)度后而產(chǎn)生向上隆起，后進(jìn)行施工的管樁便會(huì)造成向上的拉力，從而使得與其相鄰或先前施工的管樁出現(xiàn)上浮或橫向偏移的情況。
2.2.2解決方法
如在施工過程中發(fā)現(xiàn)此類問題時(shí)，使用取土引孔壓樁法可以有效地對(duì)此類問題進(jìn)行解決。
所謂取土引孔壓樁法是指，在設(shè)計(jì)的管樁位置上螺旋鉆機(jī)進(jìn)行取土引孔后馬上將管樁壓入。在土體壓縮性能較差的施工環(huán)境下施工時(shí)，引孔孔徑應(yīng)該比管樁直徑小50至100毫米，深度要控制在管樁長度的30%之內(nèi)，而且要保證壓樁工序的同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)而達(dá)到防治因地下水深入而造成的管樁端頭土地承載能力下降或塌孔等問題的產(chǎn)生。
另外，在安排樁機(jī)移動(dòng)線路和沉樁順序時(shí)，應(yīng)該堅(jiān)持“先長后短、先集中后分散”、“先中心后周圍”的順序進(jìn)行壓樁操作和施工。如果按照此類要點(diǎn)采取措施之后依舊無法阻止偏移或上浮現(xiàn)象的發(fā)生時(shí)，則應(yīng)該考慮原裝復(fù)壓等措施，在必要時(shí)可以討論調(diào)整管樁之間的設(shè)計(jì)距離。
3.結(jié)語
鑒于科技的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加速，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工技術(shù)的廣泛應(yīng)用也將逐步受到各方面的重視。隨著對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累、設(shè)計(jì)的不斷完善以及對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的不斷研究，其在實(shí)際使用中的水平與技術(shù)也會(huì)不斷優(yōu)化，在今后的工程建設(shè)當(dāng)中也將產(chǎn)生更強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)效益。
【參考文獻(xiàn)】
[1]譚啟厚.高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2008.