无粘结预应力钢棒施工技术介绍.pdf

第32卷第3期
公路交通技术
Vol 32 No
2016年6月
Technology of Highway and Transport
Jun.2016
D0:10.13607/j.cnki.gji.2016.03.020
无粘结预应力钢棒施工技术介绍
雷兴勇,肖贤炎
(中交二航局第二工程有限公司,重庆401121)
摘要:以新建成贵铁路越溪河大桥连缤箱梁竖向预应力体系为依托,对无粘结预应力钢棒的材料特性、结构设计
特点及施工方法进行分析,对比精軋螺纹钢的构造和施工工艺,探讨造成竖向预应力损失严重的主要原因,论证预
应力钢棒满足设计及施工要求
关键词:无粘结预应力钢棒;连续箱梁;施工应用
文章编号:1009-64772016)03-0089-06中图分类号:448.21+3文献标识码:B
Introduction of Construction Techniques for
Unbonded Prestressed Steel Bars
.EI Xingyong. XIAO Xianvan
Abstract: Based on the vertical prestressed system of continuous box girders in Yuexi River Bridge on the
newly constructed Chengdu-guiyang Railway, this paper analyzes material characteristics, structural design
features and construction methods of unbonded prestressed steel bars, compares structures and construction
processes of well finished rolling screw-thread steel, probes into main reasons causing serious vertical
prestress loss, and validates that the prestressed steel bars satisfy design and construction requirements
Keywords: unbounded prestressed steel bar; continuous box girder; application in construction
预应力混凝土连续箱梁桥不仅具有整体性能土箱梁,梁部采用悬臂施工。梁体为单箱单室变截
好、结构刚度大、変形小抗震性能好等优点,而且设面箱梁,梁高9.8~5.4m,腹板厚50~90cm。梁体
计及施工工艺也较成熟,质量和工期可得到有效控按纵向和竖向预应力,两向预应力设计。其中竖向
制,成桥后养护工作量小,故在公路和铁路桥梁工程预应力采用16mm无粘结预应力钢棒,下料长度
中得到广泛应用。然而该桥型在实际工作状态下,为1474.8~527cm
其竖向预应力损失往往与理论计算不符,致使梁体
下挠和腹板开裂,对预应力混凝土连续箱梁的使用2无粘结预应力钢棒机械特征与分析
安全和寿命造成较大隐患。
2.1构造形式与机械特性
越来越多的工程案例表明,竖向预应力损失主
在构造方面,无粘结预应力钢棒与精轧螺纹钢
要与我国桥梁工程设计中预应力钢筋采用的传统材等预应力材料有相似之处,其主要由受力杆件和钠
料性能和施工工艺有关。本文以新建成贵铁路越溪固系统组成。受力杆为表面涂有油脂、外壁有保护
河大桥连续箱梁竖向预应力体系为依托,对其构造套的预应力钢棒。锵固系统由固螺母,垫板,
特点、施工工艺与精轧螺纹钢进行对比分析,并结合固备母,错固挡板,螺旋筋5部分组成。本文以16
有限元分析各部件的机械性能,论证无粘结预应力mm-2无粘结预应力钢棒为例,对其构造进行介
钢棒使用的安全性和可靠性。
绍,具体结构见图1。各构件名称、所用材料材质及
数量见表1。
1工程概况
无粘结预应力钢棒通过冷拔遄质工艺,其析出
新建成贵铁路越溪河大桥主桥为迮绫灲构混凝的碳化物呈球状弥散分布于基体中,使其具有更
收稿日期:2016-01-04
作者简介:雷兴勇(1982-),男,重庆市人,本科,工程师。
公路交通技术
第32卷
固各
预应力钢棒
終、蜡式中:H为螺纹三角形高度,mm;P为螺距,mm
联立式(2)~(4)可得到螺纹的应力截面积。
由于首扣螺纹承载力为30%,故钢棒螺纹受力
图116mm-2无粘结预应力钢棒结构示意
的最小截面积为3。
螺纹承载力按下式计算:
表116mm-2无粘结预应力钢棒
2=3A、
名称
材料
数量
式中:F2为螺纹承载力,kN;S。为保证应力,MPa
无粘结预应力钢棒
中、低碳合金钢
3)锚固螺母承载力计算。
備固螺母
45号优质碳素结构钢调质
锚固螺母支撑截面积按下式计算
锚垫板
0235
(6)
備固备45号优质碳素结构钢调质
式中:S1为锚固螺母支撑截面积,mm2;l为对边长
锚固挡板
O235
度,m;d4为螺纹最大直径,mm。
螺旋筋
低碳冷拔钢丝
固螺母极限承载力按下式计算
好的综合机械性能。钢棒采用高强度标准螺纹锚式中:F3为锚固螺母极限承载力,kN;为碳素结构
固,其锵固回缩量为0.1mm,应力损失小;固螺钢抗拉强度,MPa。
距为1.5mm,施工精度高,张拉应力及伸长量一致
4)锚垫板承载力计算
性强
垫板受力截面积按下式计算:
2.2机械性能分析
S2=B×L
NT
8)
为使无粘结预应力钢棒机械性能满足要求
首先对钢棒进行了カ学分析,以便得出钢棒设计式中:S:为垫板受力截面积,mm2:B.L为鏽垫板
安全系数,确保钢棒机械性能稳定。机械性能分外形尺寸宽和长,mm;n为垫板孔数;d为垫板
析包括计算单支钢棒承载力、螺纹承载力、错固螺
定位孔直径,mm。
母承载力、锚垫板承载力和锚下混凝土的抗裂和
极限承载力按下式计算
局部承压强度,以及对钢棒各部件进行有限元
(9)
分析。
式中:F4为锚垫板极限承载力,kN。
2.2.1无粘结预应力钢棒受力计算
2.2.2錨下混凝土抗裂和局部承压强度校核
1)单支钢棒承载力计算
钢棒下混凝土抗裂性和局部承压强度可按公
单支钢棒承载力按下式计算
式(10)和(11)进行验算。
F2,=R
B?J.?A.=K
(10)
式中:F1为单支钢棒承载力,kN;P。为钢棒抗拉强式中:B为泥凝土局部承乐时的强度提高系数,其值
为A/A。,其中A为影响混凝土局部承斥的计算底面
度,MPa;S为钢棒公称橫面积,mm
2)螺纹承载力计算。
积
为局部承压面积,m2:/.为混凝土轴心抗
螺纹应力截面积,按下述公式计算
压极限强度,MPa;K为局部承压抗裂安全系数,取
5;N为预加应力时的预压力,MN
6f)>K。?NV。
式中:4、为螺纹应力截面积,