标准规范下载简介和预览

②折线配筋预应力砼先张梁设计及荷载试验研究

黑龙江省火电第一工程公司亮子河项目部佳木斯第二发电厂一期工程汽轮机拆除施工方案研究重点折线配筋预应力混凝土先张梁的预应力损失计算自锚段局部应力分析与应力消除设计预应力折线束的强度折减与弯起处混凝土局部应力分析预应力混凝土桥梁计算程序在折线配筋预应力混凝土先张梁计算中的应用

试验初期腹板钢绞线锚固区的裂缝

采取措施前箱梁腹板外侧截面应力分布

采取措施后箱梁腹板外侧截面应力分布

钢绞线传力锚固长度及梁端弯起处局部应力分析

钢绞线弯折区混凝土竖向应力分布

钢绞线弯折区混凝土横向应力分布

钢绞线弯折区混凝土水平向应力分布

弯起器摩擦损失试验实景

弯起器摩擦损失试验结果

　　考虑到预应力损失值的大小主要影响预应力梁的抗裂性能，为保证梁的抗裂性能，弯起器摩擦损失的计算值σl1不宜偏小，根据试验研究结果课题组建议在实际工程中弯起器摩擦损失按下式计算：

弯起器的摩擦损失试验及结果

钢绞线弯折极限抗拉强度试验

折线钢筋破断强度折减率的试验研究

钢绞线弯折受拉破坏（钢绞线的弯折受拉破坏均发生在弯折处）

③折线配筋预应力混凝土先张梁施工工艺

35m先张箱梁荷载试验现场

50m跨T梁荷载试验实景

课题组研制的拉板式弯起器（1）构造简单、各部件受力明确；（2）材料用量少，费用较低；（3）安装、拆卸容易；（4）能满足弯起器作微量弯转、纵移的要求；（5）可用于直腹板亦可用于斜腹板。

长线台座及上、下张拉横梁

短线台座及上、下张拉横梁

鄄城桥先张50mT梁生产实景

鄄城黄河桥张拉横梁和张拉系统

主要技术创新点① 首次在我国提出折线配筋预应力混凝土先张梁在公路工程中的应用问题，并建成了我国第一座35m跨折线配筋先张箱梁桥（桐柏淮河桥桥）、50m跨折线先张T梁桥（鄄城黄河桥）；② 发明了拉板式弯起器，与国际上常用的辊轴式弯起器相比，构造简单、拆装方便、受力明确、造价低廉，已获得发明专利；③ 创造性地提出了小千斤顶单根张拉，大千斤顶整体补充张拉放张预留量的张拉工艺和大千斤顶整体分次放张的放张工艺，既简化了施工工艺，又保证了张拉和放张的安全，已获得实用新型专利。

5. 知识产权与获奖情况

专利发明专利“折线配筋预应力混凝土先张梁施工工艺”

实用新型专利“预应力束拉板式弯起器”

6. 与国内外同类技术比较

与后张梁相比，折线配筋先张梁的主要优点有：①不需预留管道、无锚具和波纹管，省去成孔、穿束、压浆工艺的工艺；②无压浆工艺，质量易得到保证，提高结构耐久性；③应力控制更为精确，张拉效果容易得到保证。④折线配筋先张预应力砼梁还具有工艺简单、工序少、制造速度快、成本低，能改善梁端应力状态、技术成熟，施工质量更易得到保证等诸多优点。另外，折线配筋先张梁还可在一定程度上节约砼、预应力钢束的用量，降低梁高，节省工程造价。

折线配筋先张梁的主要技术特点和优势

经济社会效益桥梁建设经济效益随着国民经济的发展，中国发展为世界桥梁大国，以近年我国每年新建公路桥梁总里程3000公里做估计，其中70%即2100公里为中小跨预应力混凝土梁式桥，可采用折线配筋预应力先张梁研究成果先张较后张节省建安费8~10%，每年可望节省桥梁工程投资50亿左右，经济效益显著桥梁寿命安全保障提高了预应力梁的耐久性，使桥梁结构寿命增长，为交通安全提供了保障，社会效益显著

波形钢腹板PC箱形梁桥

1.波形钢腹板PC箱梁桥的技术优点

顾名思义，波形钢腹板预应力混凝土箱形梁就是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其显著特点是用10mm左右厚的钢板取代厚30～80cm厚的混凝土腹板。鉴于顶底板预应力束放置空间有限，导致体外索的应用则是波形钢腹板预应力混凝土箱梁的第二个特点。

(1)自重降低,抗震性能好：其桥梁自重与一般的预应力混凝土箱梁桥相比大为减轻,地震激励作用效果显著降低。　　(2)节约建筑材料,改善经济指标：大幅度减轻了上部结构的自重,减少于混凝土、预应力钢材、钢筋用量，并使下部结构的工程量获得减少,从而降低了工程总造价；　　(3)改善结构性能,提高预应力效率：波形钢腹板的纵向刚度较小,几乎不抵抗轴向力,因而在不承受预应力,纵向预应力束可以集中加载于上、下翼缘板,从而有效地提高预应力效率；　　(4)各种材料各尽所能,充分发挥其效率：在波形钢腹板PC箱梁桥中,混凝土用来抗弯,而波形钢腹板用来抗剪,几乎所有的弯矩与剪力分别由混凝土顶、底板和波形钢腹板承担,而且其腹板内的应力分布近似为均布图形,而非传统意义上的三角形,有利于材料发挥作用；　　(5)增加了截面回转半径,提高了结构效率：波形钢腹板PC箱梁桥中的混凝土均集中在顶、底板处,回转半径几乎增加到最大值,大大地提高了截面的结构效率；

波形钢腹板PC箱梁桥的优点

(6)减少现场作业,加快施工进程：波形钢腹板PC箱梁桥在施工过程中,可以减少大量的模板、支架和混凝土浇注工程,免除在混凝土腹板内预埋管道的烦杂工艺,而且波形钢腹板可以工厂化生产,现场拼装施工,且能作为施工挂篮、导梁等承重构件，从而简化施工设施，快了施工进程。　　(7)减少了节段数量,缩短了工期：由于梁体自重的减轻,悬臂施工时,可减少节段数量,因而可以大大地加快施工速度,缩短工期；　　(8)体外力筋可以替换,便于桥梁的维修和补强：波形钢腹板PC箱梁桥采用体外预应力,因而即使在长期运营后,体外预应力索出现磨损或断裂时,也可以在夜间停止车辆通行后对其进行更换；　　(9)避免了腹板开裂问题,耐久性能好：传统的预应力混凝土箱梁桥受外力荷载以及混凝土收缩、徐变的影响,常常在腹板出现裂缝,造成了混凝土截面削弱、钢筋腐蚀乃至于要进行维修补强等一系列问题,而波形钢腹板PC箱梁桥则不会出现上述问题,耐久性能较好。　　(10)造型美观：波形钢腹板具有优良的外观,可使桥梁获得较强的美感，是山区、风景区较好的桥型选择。

2.波形钢腹板PC箱梁桥在国内外的应用

波形钢腹板组合箱梁桥—发展沿革

◇混凝土箱梁腹板厚度、自重较大，需要设置弯起或竖向预应力筋。◇腹板与顶底板形成一体，顶底板的温差及其腹板的干燥收缩引起的应力问题比较突出，会出现各种各样的裂缝，严重地影响了承载性能及其耐久性。◇预应力筋外移、即采用体外索后，自重能得到部分减轻。◇法国的桥梁工程界在这方面作了许多开创性的工作，即通过用预制混凝土腹板、平板钢腹板或波折钢板腹板，来改善力学性能及其减轻上部结构自重的目的。

法国在80年代末期首先把钢腹板运用于桥梁结构，并建成了第一座波形钢腹板箱梁桥Cognac桥。随着这种结构成功的运用，各国都相继建造了数座此类型的桥梁。如法国的Maup`re桥、Asterix桥、Doie桥、挪威的Tronko桥、委内瑞拉的Caracas桥、Corniche桥。日本在引进这种新结构后，很快就在1993年成功建造了日本第一座波形钢腹板箱梁桥—新开桥。随着科研和实践的进一步的深入，日本建造了一系列的此类桥，成为目前修建此类桥型最多的国家，在建和已建成的桥已超过200座。

波形钢腹板预应力砼箱梁桥在国外的应用

国外具有代表性波形钢腹板预应力砼箱梁桥（不含日本）

日本具有代表性的波形钢腹板桥

栗东桥实景（部分斜拉桥）137.6m＋170.0m＋115.0m＋67.6m

德国Altwipfergrund桥

矢作川斜拉桥：173.4m+2×235.0m+173.4m,已建成的最宽的波形钢腹板桥，桥宽43.8m

日本、日见低塔斜拉桥：91.8m+180m+91.8m

曾宇川桥：23.1m跨波形钢　腹板预应力砼Ｔ梁桥

波形钢腹板预应力砼箱梁桥在国内的应用

山东鄄城黄河公路大桥：70m+11×120m+70m

甘泉大桥［98m（96m）+130m+80m］

南山大桥［80+130m+80m］

3.波形钢腹板PC箱形梁的力学特性与结构要点

（1）波形钢腹板在纵向由于折皱效应，其纵向抗拉压刚度小，故设计时可以认为波形钢腹板不承受轴向力：即近似认为抗弯惯矩计算可仅考虑混凝土顶、底板，而剪力则完全由钢腹板承担，且剪应力在腹板上作均匀分布。波形钢腹板主要作用在于抗剪，故波形钢腹板的厚度与形状取决于抗剪强度与剪切屈曲稳定性的需要。（2）波形钢腹板预应力砼箱梁的另一技术特点是通常采用体内、体外预应力索并用的方式：即在混凝土顶板、底板中配置纵向预应力筋，用以抵抗施工时的荷载及自重。在箱内配置体外预应力束，通过转向块来转向并最终锚固在横隔板上，实现曲线或折线配筋，以体外索来承担外荷载的作用，因此有必要时，可以在使用期间封闭交通来更换体外索。

（3）波形钢腹板节段之间及与上、下混凝土板的连接：波形钢腹板的预制节段之间一般通过高强螺栓或现场焊接的方式连接，波形钢板与混凝土顶底板的连接：一是非埋入式连接，在波形钢板的上下端部焊接钢板，钢板上焊接剪力钉（柱型螺栓），使之与混凝土板结合在一起。二是埋入式连接粉喷桩安全技术交底，在波形钢板上打孔。穿过钢筋（贯通钢筋），再在钢板的上、下端部焊接纵向钢筋（约束钢筋）并埋入混凝土的结合方法。

●　PC箱梁与波形钢腹板PC梁桥的刚度比较表

●　波形钢腹板PC箱梁竖向弯曲符合以下假定（1）忽略波形钢腹的纵向抗弯作用（2）在竖向荷载作用下弯曲平面假定成立（3）弯矩仅由顶底板构成的断面承担（4）剪力由波形钢腹板承担，且剪应力呈均匀分布

波形钢腹板桥自振频率与衰减系数

●　波形钢腹板PC桥的振动特性与衰减系数

●　波形钢腹板PC桥的抗疲劳性能　　由银山御幸桥车辆动载试验得到波形钢腹板桥本身振动加速度最大值为3gal，其值非常小，因此认为其疲劳问题会很少。考虑的重点是波形钢腹桥与翼缘板的连接焊缝2017甬dx-07 公共机构既有建筑改造技术指南，日本曾作过波形钢腹板桥、波形钢腹板PC桥的疲劳模型试验与有限元分析，同时作了（44.25+136+44.25）m三跨连续梁实桥有限元分析，结论是较高应力部分在腹板与砼连接开孔处，但是这里应力幅很小，很难想像会出现疲劳问题。