预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 1
报 告 内 容 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 预 应 力 的 基 本 原 理 身 边 的 预 应 力 技 术 施 加 预 应 力 的 方 法 先 张 法 后 张 法 电 热 法 预 弯 钢 筋 混 凝 土 梁 预 弯 复 合 梁 横 张 预 应 力 混 凝 土 梁 强 迫 位 移 法 2
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 预 应 力 的 基 本 原 理 ep N pc q ct N 预 应 力 的 预 应 力 混 凝 土, 就 是 事 先 人 为 地 在 混 凝 土 或 钢 筋 混 凝 土 结 构 中 引 入 内 部 应 力, 且 其 数 值 和 分 布 恰 好 能 将 使 用 荷 载 产 生 的 应 力 抵 消 到 一 个 合 理 程 度 的 配 筋 混 凝 土 3
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 预 应 力 的 基 本 原 理 ct pc 0 由 于 预 加 应 力 pc 较 大, 受 拉 边 缘 仍 处 于 受 压 状 态, 不 会 出 现 开 裂 ; 受 拉 边 缘 应 力 虽 然 受 拉, 但 拉 应 力 小 于 混 凝 土 的 抗 拉 强 度, 一 般 不 会 出 现 开 裂 ; 0 ct pc f tk 受 拉 边 缘 应 力 超 过 混 凝 土 的 抗 拉 强 度, 虽 然 会 产 生 裂 缝, 但 比 钢 筋 混 凝 土 构 件 (Np =0) 的 开 裂 明 显 推 迟, 裂 缝 宽 度 也 显 著 减 小 ct pc f tk 4
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 身 边 的 预 应 力 技 术 如 果 预 压 力 不 够, 则 木 桶 会 漏 水, 书 会 掉 下 来 5
身 边 的 预 应 力 技 术 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 如 果 预 拉 力 不 够, 钢 圈 就 会 变 形 6
身 边 的 预 应 力 技 术 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 如 果 预 拉 力 不 够, 则 锯 条 可 能 受 压 失 稳 而 脆 断 7
施 加 预 应 力 的 方 法 先 张 法 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 1928 年 法 国 杰 出 的 土 木 工 程 师 E.Freyssnet 发 明 了 预 应 力 混 凝 土 1 先 张 法 : 先 张 拉 钢 筋, 后 浇 筑 混 凝 土, 依 靠 钢 筋 和 混 凝 土 之 间 的 黏 结 力 传 递 预 应 力 的 施 工 方 法 先 张 法 8
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 先 张 法 特 点 : (1) 放 松 预 应 力 筋 后, 构 件 要 回 缩 ; (2) 预 应 力 的 传 递 靠 混 凝 土 与 钢 筋 间 的 粘 结 力 工 艺 : 绑 扎 非 预 应 力 筋 张 拉 预 应 力 筋 浇 筑 混 凝 土 养 护 放 张 优 缺 点 : 经 济 质 量 稳 定 ; 但 需 配 置 庞 大 的 张 拉 台 座, 仅 适 用 于 中 小 型 构 件 对 大 型 构 件 的 曲 线 配 筋 使 施 工 设 备 和 工 艺 复 杂 化 9
施 加 预 应 力 的 方 法 先 张 法 ( 空 心 板 梁 ) 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 10
施 加 预 应 力 的 方 法 先 张 法 ( 空 心 板 梁 ) 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 11
施 加 预 应 力 的 方 法 先 张 法 ( 轨 枕 ) 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 12
施 加 预 应 力 的 方 法 先 张 法 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 13
施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 2. 后 张 法 : 先 浇 注 混 凝 土, 后 张 拉 预 应 力 钢 筋, 依 靠 专 业 的 锚 具 锚 固 预 应 力 钢 筋 14
施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 工 艺 : 绑 扎 非 预 应 力 筋 预 留 孔 道 浇 筑 混 凝 土 养 护 张 拉 预 应 力 筋 灌 浆 封 锚 特 点 : (1) 张 拉 力 由 构 件 自 身 支 承, 不 需 要 台 座 ; (2) 张 拉 预 应 力 筋 时 构 件 同 时 要 回 缩 ; (3) 预 应 力 靠 专 门 的 锚 具 传 递 和 维 持 (4) 配 筋 灵 活 15
施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 简 支 梁 ) 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 16
施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 先 简 支 后 连 续 ) 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 17
施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 连 续 构 ) 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 18
施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 连 续 刚 构 ) 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 19
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 组 合 结 构 ) 20
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 中 承 式 拱 桥 ) 21
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 中 承 式 拱 桥 ) 22
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 中 规 中 矩 的 斜 拉 桥 ) 23
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 矮 塔 斜 拉 桥 ) 24
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 奇 形 怪 状 的 斜 拉 桥 ) 25
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 奇 形 怪 状 的 斜 拉 桥 ) 26
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 悬 索 桥 ) 27
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 悬 索 桥 ) 湖 南 矮 寨 大 桥 南 宁 英 华 大 桥 28
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 自 锚 式 悬 索 桥 ) 29
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 网 架 结 构 ) 30
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 网 架 结 构 体 育 馆 ) 31
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 网 架 结 构 机 场 ) 32
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 后 张 法 ( 薄 膜 结 构 ) 33
施 加 预 应 力 的 方 法 边 坡 治 理 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 34
施 加 预 应 力 的 方 法 电 热 法 电 热 法 是 利 用 钢 材 热 胀 冷 缩 的 原 理, 在 预 应 力 筋 中 通 入 强 大 的 电 流, 短 时 间 内 使 钢 筋 受 热 伸 长, 待 锚 固 后 降 温 回 缩 使 梁 体 获 得 预 压 应 力 的 一 种 方 法 施 工 工 艺 : 制 作 梁 体, 安 装 预 应 力 钢 筋 ; 通 电 加 热 ; 锚 固 预 应 力 钢 筋 ; 断 电 降 温 35
施 加 预 应 力 的 方 法 预 弯 钢 筋 混 凝 土 梁 预 弯 钢 筋 混 凝 土 梁 是 在 预 先 设 置 反 拱 的 钢 筋 混 凝 土 梁 受 拉 区 设 置 预 留 明 槽, 使 预 加 载 时 的 裂 缝 集 中 开 展 后 浇 筑 混 凝 土, 待 卸 除 预 加 荷 载 后, 后 浇 混 凝 土 获 得 预 压 应 力 的 一 种 预 应 力 混 凝 土 梁 施 工 工 艺 1 按 钢 筋 混 凝 土 梁 制 作 具 有 适 当 预 拱 度 的 梁 体, 主 钢 筋 采 用 高 强 钢 筋, 并 在 梁 的 受 拉 边 缘 可 能 出 现 开 裂 的 区 域 预 先 设 置 槽 口 ; 2 在 预 弯 梁 上 施 加 预 定 的 竖 向 荷 载, 在 受 拉 去 预 留 明 槽 内 将 集 中 产 生 裂 缝, 3 绑 扎 受 拉 侧 钢 筋, 并 浇 筑 混 凝 土 ; 4 在 受 拉 区 后 浇 混 凝 土 达 到 设 计 强 度 后, 拆 除 预 加 荷 载, 梁 体 本 能 地 向 上 反 弹 使 得 受 拉 区 后 浇 混 凝 土 获 得 预 压 应 力 在 四 川 名 山 民 生 桥 (3*20m 连 续 梁 ), 重 庆 永 川 通 兴 桥 (2*23.4m), 德 阳 旌 湖 大 桥 36
施 加 预 应 力 的 方 法 预 弯 复 合 梁 预 弯 复 合 梁 是 在 预 先 设 置 反 拱 的 钢 梁 受 拉 区 浇 筑 混 凝 土 翼 缘 板, 待 卸 除 预 加 荷 载 后, 后 浇 混 凝 土 获 得 预 压 应 力 的 一 种 预 应 力 钢 - 混 组 合 梁 施 工 工 艺 制 作 预 弯 钢 梁 预 加 载 预 拉 区 浇 筑 混 凝 土 卸 除 预 加 载 浇 筑 其 余 部 分 混 凝 土 37
施 加 预 应 力 的 方 法 横 张 预 应 力 混 凝 土 梁 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 横 张 预 应 力 砼 梁 常 规 预 应 力 砼 梁 1 改 预 留 孔 道 为 预 留 明 槽 : 节 省 成 孔 穿 束 灌 浆 等 工 序 及 材 料, 避 免 灌 浆 问 题 2 改 纵 向 张 拉 为 横 向 张 拉 : 无 分 张 和 摩 阻 损 失, 效 率 高, 操 作 安 全, 便 于 邻 跨 施 工 3 改 专 用 锚 具 锚 固 为 粘 结 力 自 锚 : 节 省 锚 具 锚 下 加 强 钢 材 及 预 应 力 束 的 操 作 长 度 38
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 横 张 预 应 力 混 凝 土 梁 30 米 跨 径 横 张 预 应 力 砼 梁 荷 载 试 验 39
预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 施 加 预 应 力 的 方 法 横 张 预 应 力 混 凝 土 梁 40
施 加 预 应 力 的 方 法 横 张 预 应 力 混 凝 土 梁 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 首 次 成 功 地 应 用 于 T 型 梁 桥 中 建 设 中 的 红 槽 房 大 桥 从 预 拱 度 测 试 结 果 表 明 : 横 张 梁 受 力 明 确 (2.3-.27) 常 规 梁 变 化 大 (1.5-4.5CM) 41
施 加 预 应 力 的 方 法 横 张 预 应 力 混 凝 土 梁 横 张 预 应 力 混 凝 土 箱 梁 在 加 固 工 程 中 的 应 用 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 桥 梁 加 宽 部 分 施 工 时 的 保 通 桥 梁 整 体 横 梁 施 工 时 的 保 通 42
施 加 预 应 力 的 方 法 横 张 预 应 力 混 凝 土 梁 预 应 力 技 术 在 桥 梁 中 的 应 用 43
施 加 预 应 力 的 方 法 强 迫 位 移 法 强 迫 位 移 法 是 指 在 连 续 梁 负 弯 矩 区 段 的 混 凝 土 浇 筑 之 后, 在 中 支 点 产 生 向 下 的 支 座 位 移 或 在 边 支 点 产 生 向 上 的 支 座 位 移 ( 图 1), 使 得 负 弯 矩 区 段 获 得 预 压 应 力 可 简 化 负 弯 矩 区 段 的 施 工 工 艺, 节 省 材 料 ; 可 节 省 工 期 ; 可 确 保 负 弯 矩 区 段 的 施 工 质 量 ; 确 保 支 座 的 安 装 质 量 对 这 种 新 工 艺 的 合 理 体 系 及 配 套 的 施 工 技 术 进 行 系 统 深 入 的 研 究, 可 望 明 显 改 善 结 构 体 系, 简 化 施 工 工 艺, 降 低 成 本, 提 高 桥 梁 的 使 用 性 能, 延 长 结 构 寿 命 44
施 加 预 应 力 的 方 法 强 迫 位 移 法 强 迫 位 移 法 在 单 跨 桥 梁 中 的 应 用 (1) 安 装 简 支 梁 Down (2) 下 沉 右 端 支 座, 并 固 结 左 端 (3) 浇 筑 桥 面 混 凝 土 Up (4) 上 抬 右 端 支 座, 左 端 截 面 上 缘 获 得 预 压 应 力 45
施 加 预 应 力 的 方 法 强 迫 位 移 法 简 支 梁 存 在 的 缺 陷 强 迫 位 移 法 在 单 跨 桥 梁 中 的 应 用 截 面 尺 寸 大 弯 矩 作 用 下 的 变 形 大 伸 缩 缝 较 多, 后 期 维 护 费 用 高 强 迫 位 移 法 形 成 的 改 进 型 结 构 可 减 小 二 期 恒 载 和 活 载 作 用 下 的 正 弯 矩 可 一 定 程 度 减 小 梁 高 减 小 伸 缩 缝 数 量 46
施 加 预 应 力 的 方 法 强 迫 位 移 法 强 迫 位 移 法 在 单 跨 桥 梁 中 的 应 用 47
施 加 预 应 力 的 方 法 强 迫 位 移 法 强 迫 位 移 法 在 单 跨 桥 梁 中 的 应 用 (1) Laying cast steel bars (fixed end) (2) Casted girder (3) Fixed end abutment under construction (4) Roller supports abutment 48
施 加 预 应 力 的 方 法 强 迫 位 移 法 强 迫 位 移 法 在 两 跨 连 续 梁 桥 中 的 应 用 (1) 安 装 各 跨 简 支 梁 并 结 构 连 续 Up (2) 中 支 点 施 加 向 上 的 强 迫 位 移 (3) 浇 筑 桥 面 铺 装 混 凝 土 Down (4) 中 支 点 处 施 加 向 下 的 强 迫 位 移 49
施 加 预 应 力 的 方 法 强 迫 位 移 法 强 迫 位 移 法 在 三 跨 连 续 梁 桥 中 的 应 用 (1) 安 装 预 制 梁 并 结 构 连 续 Up Up (2) 中 间 支 点 施 加 向 上 的 强 迫 位 移 (3) 浇 筑 桥 面 铺 装 Down Down (4) 中 间 支 点 施 加 向 下 的 强 迫 位 移 负 弯 矩 区 段 获 得 预 压 应 力 50
施 加 预 应 力 的 方 法 强 迫 位 移 法 强 迫 位 移 法 在 三 跨 连 续 梁 桥 中 的 应 用 (1) 安 装 预 制 梁 并 结 构 连 续 Down Down (2) 边 支 点 施 加 向 下 的 强 迫 位 移 (3) 浇 筑 桥 面 铺 装 Down Down (4) 中 间 支 点 施 加 向 下 的 强 迫 位 移 负 弯 矩 区 段 获 得 预 压 应 力 51
PSC composite bridge L=39m, H=1.6m 52
PSC composite bridge L=40m, H=1.7m 53
PSC composite bridge L=2@45=90m, H=2.0m 54
PSC composite bridge L=7@33=231m, H=1.5m 55
PREFLEX composite bridge L=3@30=90m, H=1.2m 56
PREFLEX composite bridge L=3@38=114m, H=1.5m 57
Steel Box composite bridge L=3@40+45+60+45+2@40=350m, B=15.7m 58