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预应力孔道材料对桥梁性能的影响

时间:2018-08-14   来源:预应力孔道   作者:预应力金属波纹管   点击:

  对孔道压浆饱满度不同的4根金属波纹管预应力混凝土梁和4根塑料波纹管预应力混凝土梁进行了抗弯性能试验,其中孔道压浆饱满度分别为压浆全空、压浆1/3密实、压浆2/3密实和压浆密实四种情况。

预应力孔道材料对桥梁性能的影响

  通过对试验过程、试验现象的观察以及试验数据的处理,分析了孔道成型材料和孔道压浆饱满度对预应力混凝土梁的破坏形态、裂缝开展、刚度退化、挠度及位移延性等的影响规律,主要得出以下结论:

  (1)随着孔道压浆饱满度的提高,梁的开裂荷载和极限荷载呈增大趋势;当孔道成型材料相同时,孔道压浆密实的预应力混凝土梁的抗弯承载能力比孔道压浆全空的预应力混凝土梁提高25%左右;当孔道成型材料不相同时,金属波纹管预应力混凝土梁的承载能力高于塑料波纹管预应力混凝土梁5%左右,由此可见在工程设计中,对于承载力要求高的预应力混凝土结构优先选用金属波纹管有粘结预应力混凝土结构,应严格控制孔道压浆质量,提高孔道压浆密实度。

  (2)在孔道成型材料相同的情况下,预应力混凝土梁的位移延性系数随着孔道压浆饱满度的提高呈下降趋势,孔道压浆全空的预应力混凝土梁的位移延性系数大于孔道压浆密实的预应力混凝土梁约14%~19%。在孔道压浆饱满度相同的情况下,塑料波纹管预应力混凝土梁的延性优于金属波纹管预应力混凝土梁的延性,位移延性系数增大幅度在10%以内,随着孔道压浆饱满度的提高,位移延性系数增大幅度越来越小。孔道压浆越接近饱满,孔道成型材料和孔道压浆饱满度对预应力混凝土梁的位移延性系数影响就越小。

  (3)通过引入压浆饱满度系数来考虑孔道不同压浆饱满度对预应力混凝土梁受力性能的影响,采用线性回归方法对平均裂缝间距计算式进行了修正,得到不同压浆饱满度预应力混凝土梁的平均裂缝间距计算公式,并基于等效惯性矩法对预应力混凝土梁的刚度和挠度计算方法进行了修正,实现了不同压浆饱满度预应力混凝土梁的刚度和挠度计算方法的协调统一,其能更好地体现梁体裂缝开展、抗弯刚度和挠度的实际变化规律,对工程实际有一定的参考意义。

  孔道压浆饱满度对预应力混凝土梁开裂前后影响程度有所不同,在考虑孔道压浆饱满度和孔道成型材料的影响下,对各试验梁跨中挠度、钢筋应变、裂缝开展和刚度退化规律进行了分析,结果表明:在梁开裂之前,孔道压浆饱满度和孔道成型材料对梁跨中挠度、钢筋应变和刚度的影响不明显;梁开裂以后,随着孔道压浆饱满度的提高,梁跨中挠度、纵向受拉钢筋应变和刚度退化速率呈减小趋势,裂缝分布变的较为集中,间距减小。当孔道压浆饱满度相同时,金属波纹管预应力混凝土梁较塑料波纹管预应力混凝土梁的刚度退化速率小,裂缝分布集中,间距较小。

  综上所述,预应力混凝土梁的刚度退化主要发生在梁开裂到钢筋屈服阶段,如果能够有效地控制预应力混凝土梁在这一阶段的刚度退化速率,则能有效地提高预应力混凝土梁的承载能力。

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