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无粘结部分预应力混凝土梁在铁路桥梁上的应用研究初探

甘平  
【摘要】:无粘结部分预应力混凝土同普通预应力混凝土相比具有很多有优点,在公路和铁路桥梁工程中得到广泛应用。由于无粘结预应力混凝土构件中预应力钢筋与周围混凝土之间可以相对滑动,导致了构件受力和变形不同于有粘结预应力混凝土构件。 论文结合无粘结部分预应力混凝土模型梁,通过六片A类和三片B类模型梁静载、破坏和疲劳试验,对无粘结部分预应力混凝土结构的计算理论及受力行为等进行了深入的研究。本文所做的工作如下: 1.模型梁试验研究。为了探讨无粘结部分预应力混凝土铁路梁在静力及重复荷载作用下的有关性能,对模型梁进行静载破坏和重复荷载试验,为铁路无粘结部分预应力混凝土梁的设计提供有关参数,为无粘结预应力混凝土梁在铁路上的应用提供依据。 2.无粘结部分预应力混凝土结构理论及结构性能的研究。无粘结筋的应力随荷载的变化与整个构件的变形有关而与截面位置无关,无粘结部分预应力混凝土梁基本上具有有粘结部分预应力混凝土梁的变形性能。在设计荷载作用下模型梁具有良好的受力性能,通过合理的设计能有效地控制结构的变形、应力和裂缝。 3.无粘结部分预应力混凝土结构锚下应力增量和锚下控制应力的取值的研究。通过对预应力筋锚下传感器的观测,可以测出荷载作用下锚下预应力钢铰线的应力。由于管道摩擦等因素的影响,使用荷载作用下,钢铰线的应力增量不大,比计算值小,但随荷载的加大,应力增量呈明显递增趋势,到加载后期,钢铰线个别钢丝被拉断,梁体破坏。 4.无粘结部分预应力混凝土结构极限承载力和使用阶段应力计算方法的研究。无粘结筋的强度设计值、裂缝宽度与挠度检算与有粘结梁不同,应按专门的公式进行计算。强度、应力、变形的计算公式,经与模型实测值比较,误差的绝对值在5%以内,可以在无粘结部分预应力混凝土梁设计计算时采用。 5.重复荷载作用对无粘结部分预应力混凝土梁影响的研究。重复荷载对A类梁的影响不大,B类梁的影响则较大。A类梁在设计应力力幅下,经200~300万次重复荷载作用后没有开裂,性能稳定。B类梁随着重复荷载作用次数的增加,梁的消压弯矩降低,裂缝宽度及高度不断扩展,刚度明显降低。


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