摘要： 通過4根雙預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的試驗(yàn)，驗(yàn)證了預(yù)壓鋼筋的有效性。在梁端錨固和梁間開洞錨固基礎(chǔ)上提出了一種立足于國產(chǎn)材料和設(shè)備的新型錨固體系，大大減少了傳力錨固后的反拱值。對(duì)傳力錨固前后洞口局部的混凝土應(yīng)力進(jìn)行了有限元分析，指出了預(yù)拉鋼筋對(duì)減小預(yù)壓過程中較大的局部拉應(yīng)力是必不可少的。
　　關(guān)鍵詞： 預(yù)應(yīng)力混凝土梁；雙預(yù)應(yīng)力；錨固；預(yù)拱度；模型試驗(yàn)
　　1　概述
　　隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，建造跨徑大、建筑高度小的低高度梁越來越受到人們的重視。雙預(yù)應(yīng)力混凝土梁是降低建筑高度的有效方法之一。采用雙預(yù)應(yīng)力法修建的預(yù)應(yīng)力混凝土梁，與只用后張或先張法修建的預(yù)應(yīng)力梁比，梁高可降低25%。1977年奧地利教授H.Reiffenstahl用此法設(shè)計(jì)建造了Alm橋［1］，跨徑為76 m，高跨比僅為1/30.4。80年代以來，日本在預(yù)壓鋼筋的錨固方式［2］上做了大量的研究，建造了高跨比為1/37.1的川端橋等一批雙預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，這些橋均成功地采用預(yù)拉、預(yù)壓混凝土達(dá)到低高度梁的目的。同濟(jì)大學(xué)在90年代前后進(jìn)行過先壓法預(yù)拉混凝土的研究。滬杭高速公路上建成的香長公路立交橋和用曹公路立交橋是世界上首次采用先壓法［3］預(yù)壓應(yīng)力鋼筋的兩座低高度梁橋。
　　本文在Alm橋端部錨固方式和日本的梁間開槽錨固方式(見圖1)的基礎(chǔ)上，提出了一種立足于我國現(xiàn)有設(shè)備和材料的預(yù)壓粗鋼筋錨固體系(見圖2)，它包括作為預(yù)壓元件的高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋、錨墊板、螺帽和錨筋，用普通波紋管代替特制的緊縮套管，開洞的數(shù)量比日本的減少一半。在施加預(yù)壓應(yīng)力階段，洞口處混凝土局部壓應(yīng)力的分布和拉應(yīng)力的傳遞途徑與用日本的錨固方式產(chǎn)生的結(jié)果相同，但是，傳力錨固后的受力情況則不同，在獲得相同預(yù)加應(yīng)力效果的前提下，反拱度比日本的減少很多。
　　
　　摘要： 通過4根雙預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的試驗(yàn)，驗(yàn)證了預(yù)壓鋼筋的有效性。在梁端錨固和梁間開洞錨固基礎(chǔ)上提出了一種立足于國產(chǎn)材料和設(shè)備的新型錨固體系，大大減少了傳力錨固后的反拱值。對(duì)傳力錨固前后洞口局部的混凝土應(yīng)力進(jìn)行了有限元分析，指出了預(yù)拉鋼筋對(duì)減小預(yù)壓過程中較大的局部拉應(yīng)力是必不可少的。
　　關(guān)鍵詞： 預(yù)應(yīng)力混凝土梁；雙預(yù)應(yīng)力；錨固；預(yù)拱度；模型試驗(yàn)
　　1　概述
　　隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，建造跨徑大、建筑高度小的低高度梁越來越受到人們的重視。雙預(yù)應(yīng)力混凝土梁是降低建筑高度的有效方法之一。采用雙預(yù)應(yīng)力法修建的預(yù)應(yīng)力混凝土梁，與只用后張或先張法修建的預(yù)應(yīng)力梁比，梁高可降低25%。1977年奧地利教授H.Reiffenstahl用此法設(shè)計(jì)建造了Alm橋［1］，跨徑為76 m，高跨比僅為1/30.4。80年代以來，日本在預(yù)壓鋼筋的錨固方式［2］上做了大量的研究，建造了高跨比為1/37.1的川端橋等一批雙預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，這些橋均成功地采用預(yù)拉、預(yù)壓混凝土達(dá)到低高度梁的目的。同濟(jì)大學(xué)在90年代前后進(jìn)行過先壓法預(yù)拉混凝土的研究。滬杭高速公路上建成的香長公路立交橋和用曹公路立交橋是世界上首次采用先壓法［3］預(yù)壓應(yīng)力鋼筋的兩座低高度梁橋。
　　本文在Alm橋端部錨固方式和日本的梁間開槽錨固方式(見圖1)的基礎(chǔ)上，提出了一種立足于我國現(xiàn)有設(shè)備和材料的預(yù)壓粗鋼筋錨固體系(見圖2)，它包括作為預(yù)壓元件的高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋、錨墊板、螺帽和錨筋，用普通波紋管代替特制的緊縮套管，開洞的數(shù)量比日本的減少一半。在施加預(yù)壓應(yīng)力階段，洞口處混凝土局部壓應(yīng)力的分布和拉應(yīng)力的傳遞途徑與用日本的錨固方式產(chǎn)生的結(jié)果相同，但是，傳力錨固后的受力情況則不同，在獲得相同預(yù)加應(yīng)力效果的前提下，反拱度比日本的減少很多。



圖1　日本的錨固體系



圖2　新的錨固裝置

2　試驗(yàn)結(jié)果和有限元分析
2.1　試驗(yàn)概況
　　梁A和梁B長6.5m，截面為70 cm×50cm，長3m、直徑32mm、抗拉強(qiáng)度735 MPa的高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋直線布置在梁上緣。梁C和D長5.5m，除在梁下緣布置了7φj15.24低松弛鋼絞線作為預(yù)拉鋼筋外，其他條件與梁A和B相同?；炷?8 d的抗壓強(qiáng)度實(shí)測平均值為39.5 MPa。梁A、B和C、D的錨墊板厚度分別為20mm和40mm，4 根直徑25mm的Ⅱ級(jí)熱軋鋼筋作為混凝土中的錨筋焊接在錨墊板上。試驗(yàn)梁的開洞處和跨中貼有應(yīng)變片，千分表用來觀測梁的變形，放置在梁端的壓力傳感器用來觀察鋼筋中的應(yīng)力變化。
2.2　預(yù)壓螺紋粗鋼筋的應(yīng)力損失
2.2.1　預(yù)壓鋼筋的摩阻損失
　　由于試驗(yàn)中的預(yù)壓鋼筋是直線布置的，所以預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁間的摩擦引起的應(yīng)力損失中只包含管道偏差引起的那部分損失，其主要是與鋼筋的長度、應(yīng)力、摩擦系數(shù)和施工中的人為因素有關(guān)。表1中梁A、B和C的預(yù)應(yīng)力損失值是通過加載端和錨固端的應(yīng)力差得出的。對(duì)于采用普通波紋管和高強(qiáng)粗鋼筋作為預(yù)壓元件時(shí)的摩擦系數(shù)，建議取0.04～0.055。
　　2.2.2　預(yù)壓粗鋼筋的錨固損失
　　錨固體系的關(guān)鍵在于螺紋粗鋼筋是否能與螺帽緊密吻合，充分發(fā)揮粗鋼筋強(qiáng)度。在預(yù)加應(yīng)力過程中，螺帽不斷地向錨墊板方向旋進(jìn)，緊緊地依附在錨墊板上。卸掉千斤頂后