預彎預應力混凝土梁結構分析與應用預彎預應力梁是利用鋼梁自身的變形，對下翼緣施加預應力的一種鋼一混凝土組合結構，它由預彎鋼梁、一期混凝土、二期混凝土共同組成組合梁，見圖1所示。預彎預應力混凝土梁主要有建筑高度小、剛度大，承載能力大，抗裂性能好，抗疲勞性能好，安全可靠等優點。圖1預彎組合梁1.預彎組合梁的基本原理預彎組合梁是將一片高強度鋼梁按照設計的曲線加工成具有拱度的鋼梁，然后把鋼梁兩端放在支座上，在保持鋼梁簡支狀態下，在距梁端1/4一1/3跨度的位置上作用一對大小相等的預彎力，從而使鋼梁產生預彎變形。在預彎力作用下，鋼梁的下翼緣處于受拉狀態。保持預彎力不變，在鋼梁下翼緣澆筑高強度等級混凝土(一期混凝土)。待混凝土強度和彈性模量達到設計值的95%后，卸去預彎力，鋼梁發生回彈，從而使鋼梁的下翼緣混凝土產生預壓應力?；貜椡瓿珊?，在預彎組合梁的上翼緣和腹板上澆筑二期混凝土，構成完整的預彎組合梁，見圖2。因此，預彎組合梁是利用鋼梁卸預彎力時所釋放出來的預彎彎矩對一期混凝土施加預應力的，從而達到限制混凝土開裂和提高承載能力的目的。圖2預彎組合梁的基本原理預彎預應力混凝土構件第一次澆筑的混凝土，是直接得到預加應力的混凝土截面部分，在后期混凝土澆筑之前，隨著混凝土徐變、收縮及鋼材應力松弛，組合梁的鋼與混凝土截面之間將發生內力及應力重分布，鋼梁的預加預彎預應力開始損失。預彎組合梁與預應力鋼筋混凝土梁有很大差別，預彎組合梁的鋼梁具有很大的抗彎剛度，它除了在卸預彎力作用下對一期混凝土施加壓應力，鋼梁自身的剛度可承擔一部分彎矩，當預彎組合梁的下翼緣混凝土開裂后，由于鋼梁的作用，梁體應力發生重分配，減緩了混凝土裂縫的發展。而預應力鋼筋混凝土需要通過張拉、壓漿等設備將高強鋼束張拉，混凝土在偏心受壓狀態下產生預壓應力。當預應力鋼筋混凝土梁下翼緣混凝土開裂后，梁體則基本失去承載能力而導致構件破壞。2.預彎預應力梁的結構受力性能由竺存宏先生做得關于“預彎復合梁的試驗”中詳細地描述了預彎預應力混凝土梁受力過程中裂縫形成與發展規律[1][2]。預彎預應力梁的裂縫特征預彎預應力混凝土梁下緣一期澆筑的混凝土開裂前，應變沿梁縱向分布均勻；混凝土開裂后裂縫分布的主要特點是細密、間隔均勻，主裂縫特征不明顯，當下緣混凝土開裂后，混凝土與鋼梁截面產生應力重分布，但鋼梁的抗彎能力抑制了裂縫加寬和加深，當荷載繼續增大時，老裂縫之間因混凝土應力加大而產生新裂縫。只要混凝土開裂位置鋼梁未進入塑性狀態，卸載后裂縫將完全閉合，由試驗結果可知一期澆筑混凝土的最大和平均裂縫寬度與荷載之間的變化規律近似為雙直線。2.2．預彎預應力梁的剛度變化由預彎預應力混凝土梁在重復荷載作用的試驗，可以知道下面幾點知識：eq\o\ac(○,1)由于鋼梁具有較大的抗彎剛度，當荷載小于消壓值后鋼梁反彈可使裂縫閉合、壓緊；eq\o\ac(○,2)一期荷載澆筑的混凝土開裂后，開裂部分混凝土仍處于彈性階段，致使跨中撓度和荷載近似保持線性關系。因而關于預彎預應力混凝土梁的截面剛度，我們可以得到結論：槍當荷載壯小于消立壓值時其，預彎劍預應力妥混凝土鵲梁的截那面剛度效，近似扁認為與率截面混卡凝土是棵否曾經柴開裂無現關；當總荷載引么起的彎欠矩大于繭消壓彎睬矩但小井于曾受港到的最冶大彎矩它時，預盾彎預應兵力混凝脈土梁的腰截面剛葡度將近霉似保持趨一常數皂。獨2.3打.晨錄預彎預枝應力混晴凝土梁段的受力光過程抗由竺存熄宏做的棚預彎復隙合梁試規驗表明投：eq\o\ac(○,復1它)大當鋼梁各與混凝慘土之間旱結合處互理良好株時，預玩彎預應殼力混凝叛土梁在筐整個受猾力過程偽中，未呼開裂混制凝土與勻鋼梁將顫整體共孩同作用鐘；eq\o\ac(○,醒2堂)頸一期混腹凝土開嬸裂前，耕梁的截叫面變形吹符合平腔截面假唇定，應移變沿梁涌高呈線的性分布跟；eq\o\ac(○,司3碼)赴一期混球凝土第裙一次開塵裂時，背由于混肝凝土開瓦裂所釋扛放的應必力使梁奶截面應含力發生堆重分布揀，但已旨開裂的傲梁在重庸復荷載況作用下狡就沒有笛這種現佳象；eq\o\ac(○,含4糧)步開裂過美一期混宴凝土，犧當荷載造小于消磚壓荷載戀時，裂六縫完全傭閉合而歸應變仍永可認為憲恢復到要開裂前應的狀態新。用另外在啦參考文諷獻集3杜中通過艇根預彎伯梁的靜胳載和疲伶勞加載甲試倉驗值印,筋對預彎折梁的破晨壞特征咱、截面哨應變、服混凝土營極限壓絨應變等者進行探憂討。濫預彎梁永在接近提破壞時著已退化也成勁性屠鋼筋混下凝土梁凡，試驗飼表息明猾,擊預彎梁鹽的受力箭性能具鎖有預應成力混凝想土梁和遞型鋼梁自的受力名性邀能遷,毛在正常乏情況咬下劇保,水受力過惹程大致膊分為彈堪性工作浩階段、學帶裂縫變工作階漆段換歉、彈塑過性工作逐階段和疾破壞階堪段。在崖荷載作強用糞下絞,牲出現裂統縫以足前愁,蹄撓度較羽小烤,歷一關系愚呈線袖性惰掠圖瞇3霧出現裂犧縫以店后揭偏,殲撓度增故長加肥快賀頁,違特別是菌由電測奴結果顯未示受拉譯區型鋼設開始屈公服以旁后翻盒,寇一關系虜呈現明冶顯的非痰線性。銷破壞促前合,拋裂縫不化斷發薯展煉,吊條數增希多氏,那但裂縫腹較為細曾密策具,慨間距均姨勻中性責軸持續謠上強升畢,蘿壓區高哄度減委小碰,節破壞前屬的主裂迅縫特征鞠不明醉顯密示,鬼而撓度花顯著增檔大且不卡能穩帥定乞,匙最后壓閘區混凝糖土壓碎非。型鋼斧上翼緣校與混凝奏土交接似處也出位現縱向解水平裂愧縫雕桑,劍表明二定者之間棍的粘結寺力同周時也遭哲到破足壞蒼混,供這種情脈況可通貸過增加燭型鋼上漿緣抗剪胳器加以心防止。騰圖情3登收預彎梁角的荷錘載僑—柏撓度關狂系曲線夏2.4麻.黃紫結構分將析關鍵千點傲預彎預練應力混商凝土梁粘的組合誤截面成必型過程甚和各部鍛分截面畫作用對慰其結構盼分析很平重要。忘預彎預治應力混狀凝土構匙件是一曾種鋼骨納混凝土心組合構球件，剛批與混凝蝶土之間寨將發生翅較大的超內力及雁應力重笛分布，懸同時各亂部分截貌面的混庫凝土之淹間也因浴應力狀斷態、徐互變與收塔縮規律濟不同而師發生內童力及應非力重分釋布，之器后，截博面的應跌力分布希將發生翠較大的啞變化。卸在分析港截面應駁力分布瘡隨時間窮的變化劣的過程騎中，每稀個工況勤計算得桑到的預名彎預應掏力混凝暗土構件犬組合截貫面的內槐力，應醫分解至身截面的辰各組成山部分。苦3.速純關于預免彎預應蓮力梁的柳施工方俱面煩預彎組忌合梁一爽般有兩榨種施工煤工藝，悉一種是棒單片梁跪加載預誘壓方式克，工藝冒過程見艇圖漫4抄，另一餡種是雙獎梁對彎膨同時加探載預壓孕的方式雀，工藝事過程見生圖惡5現。單片唉梁加載鈴預壓的鵲施工方綿法簡單劈，結構謀受力過先程容易龜分析，虹但在預偽彎組合萍梁的數當量較多蜓或成規棵模生產涌時，預慧制場地頑的占用撞面積大黨，而且批需對地紫基進行蔬加固，行并打入辦錨樁處陣理，施趴工場地理的要求蒸條件高叮，不利來于在繁耕華的城棗區內施拼工。雙儉梁對彎輛同時加嬌載預壓談的施工輪步驟多魯，需要曲增加翻括轉設備余，結構搜受力分漢析較為迎復雜，魄國內外蹦缺乏關涌于兩片墾預彎組孫合梁同譜時加載謹預壓的參參考資區料和借箏鑒的經妨驗，但伙雙梁對總彎加載遼預壓能量有效減濫少場地慮占用面津積，場聽內基礎含不需要遵錨樁等左處理方敞式，而赴且一次巡能同時貞制作兩脈片預彎摸組合梁區，施工盯速度快鐵，效率禿高。紹圖敘4舞距單片梁剩加載預續壓工藝育流程錢圖獨5狼趴雙梁加態載預壓柔工藝流媽程怪文遼獻僚4韻中對預榨彎組合岔梁的施見工技術緊做了詳籍細的分昨析研究徑，主要義有施工診工藝、凡施工的六穩定性辨包括整阻體穩定察性和局賽部穩定持性、施庫工階段借的應力控和變形崖分析、百預彎組糕合梁式叢橋的荷壽載試驗蠅分析等喇。從這漲些分析報中我學虹到了很治多并結判合其他鏈學習資慰料，總普結如下概：拉（踐1充）預彎屢組合梁砍整體性圣能穩定條，施工寇現場只燥要嚴把姜材料關蠅，按設袖計的要丙求做好腎混凝土幕配合比悄試驗和隙鋼材加功工，加茫強現場潑監控，悠現場的棵實測值義基本能漢反映設名計的具創體要求愈。蠟（其2晚）預彎握組合梁此在相同忠使用荷熔載作用稈下，由警于含鋼喚量大，艘梁的建曠筑高度軌較一般牌預應力洞混凝土趣梁小，謙吊裝重曬量輕，林承載力導高，外快型美觀溉，有利塔降低工谷程用地脅范圍及羽減小施逝工設備椅的投入還，增強示城市橋腔梁的觀爺賞性。兄（蹄3癢）預彎呈組合梁酷的加工豪費用較愁高，對礙材料的吹性能要傳求嚴格列，在相羞同荷載擋和跨徑易的條件跡下，單果跨的預該彎組合使梁同出比轎P迎C匙箱梁痕和伙PC.哀T爪梁的造跌價要高亦出膠10裙%鄭左右，筋但比鋼宰箱梁的狼造價要尺低件35旨%研以上，時在一座軟橋梁上致全部采碰用預彎扮組合梁稻顯然是揀不經濟制的礦;往在一座賀橋梁上壘采衛用宇1俊一殘2察跨預彎塵組合梁頁要比采障用晨P傷C辛箱梁罵和癢PC.戰T矛梁的工標程總造夕價降惠低竟5平一摔10毒%給以透上予;貢在多層粥立交橋零上的標本高控制抗橋跨上紀采用預目彎組合悅梁要比凱采紡用度P龜C娛箱梁襯和暑PC.求T嘆梁的工源程總造賠價降低僻得更多燙，說明史預彎組示合梁結善構的經服濟性較索一般預誦應力混柱凝土梁貢好。盜（鮮4澡）預彎最組合梁光施工工葬藝的選邁用根據妹場地和噸工期的桃具體可屈采用單雅梁預壓膝和雙梁倒對彎兩嬸種方法參，單梁迎預壓工揚藝施工礙方法簡災單、施替工工期套長、場呆地占用驗面積大飛、對地守基基礎聾的要求站高焦;仇雙梁對雹彎工藝辰施工速士度快、套可適用餃于各種劫場地、竹無需特騙別處理即地基基荷礎，但欣施工步鼻驟繁多負，需進廈行復雜據的施工賭過程分納析。萬（屢5極）橋梁限荷載試蝕驗進一滅步證明北，預彎肌組合梁瀉在具備牲建筑高塘度小、環自身重梳量輕、志施工速從度快、嗽外型優泉美等特狐點的同量時，橋燦梁的承策載力、撫穩定性爹、結構數的安全殃性和耐欲久性都逝能得到負滿足。梨預彎組叼合梁雙仰梁對彎獲的施工穿工藝在個技術上棚可行，扛經濟效貧益優越范，工藝暮的適用如性強，氏施工設梢備可多鋸次周轉刪使用。玉4.憶皂預彎組襪合梁在化橋梁上怪的應用紐鋼駱—平混凝土厘組合結道構，以養充分發爐揮鋼和綠混凝土錫材性為屑特點，粉成為一寒種具有砌一定優秀勢的橋拋梁結構慰。迎預應力疤混凝土咱結合梁鴉結構由樓于鋼梁冰與混凝刷土板之父間將發償生內力愚重分布疤，造成彼混凝土套截面的蜜預壓應等力部分市釋放、括轉移至插鋼梁截喜面，同斃時預加糠力也使剝鋼梁受紐到了預憂加力，商結果混屢凝土預衛壓應力緣損失較垮大，鋼寸梁承擔東較大的藍壓應力拼、局部芒穩定性過受到影助響。因放此，為約了滿足棋受力和宰穩定要仁求，預壇應力混俘凝土結匆合梁的穿鋼梁需娘要設置展足夠的盒加勁板嚴。饞4.1啄征波形鋼鄙腹壘板蠢—啊混凝土貪組合結劑構雀為改善息上述問耗題朽，姻2挖0鹽世夜紀奴8可0艙年代建趨造的法霉國壤Mpa甘upr跪e來橋，將領鋼梁的村腹板改翁為沿軸紹線方向翼的波紋指形構造課，稱為屬波形鋼碗腹橡板虹—卵混凝土喇組合結徹構。波規形構造想的鋼腹嘆板沿梁代軸向的米剛度很懸小，受摸到壓力灶時主要凝發生橫脾向彎曲微變形，仗由于波坐形鋼腹赴板具有塔這種受楊力性能經，組合芳截面受愁到預加煮力主要后由混凝技土截面套承擔，廟而徐變輝和收縮鋒引起的肝混凝土糕軸向變割形大部限分都自享由釋放灶，波形觀鋼腹板述的另一扒個特點活是橫向忙剛度大線、不需詞要附加騎加勁構及造，且觸所用鋼拾板較薄坑，也就普節省了椒不少鋼帳材用量漆。壘日本是深波形鋼盡腹板發南展最快外的國家釋，這些握橋梁的裳結構形釣式有簡哈支梁、惕連續梁造、連續贈剛構滔及新T豬形剛構納。那4.2菜甩鋼桁在腹叢-圣混凝土善組合梁秧橋串鋼桁扁腹獲-喊混凝土絞組合梁到橋是另減一種泡鋼識—苦混凝土毯組合梁干。這種懇結構的級特點是方將原來膨滿腹的謝鋼板替湊換為空牢心的桁野架構造歡，從而槳使橋梁沖腹部受鈴力更明膽確，避庸免了徐餅變、收耀縮內力盛重分布佩的不利寨影響和之波形鋼串腹可能緣導致的粥混凝土哥裂縫，急另外，揀鋼桁役腹身—然混凝土構組合橋滿輕巧的地外形構沈造和較艇便利的汁施工方符法，也驢使這種律結構的嫌使用范蜂圍越來推越廣。洪4.3漫冤我國的撒預彎組竄合梁橋宋我國的且預彎組特合梁的約設計與男施工也次取得了站很大的活進展，洽如冒表洗1薄列舉了扛己建成頁的具有皂代表性撤的堵2玩座預彎牧組合梁戲橋的主表要情況黑。膚表貍1太唯已建成雜的預彎向組合梁皂的情況醬預彎組仰合梁作眠為橋梁貴結構上喜部構造屑的基本遼形式之聾一，具張有其自卵身獨特講的優越詞性，通丙過國內饑外對這檢種結構懇的大量貢試驗和六研究，吵應用范閘圍越來段越廣泛淺。它具包有結構肥承載力列大、吊棵裝重量潛輕、抗扯震、抗教裂性能件好、施懷工速度區快、結帳構耐久泉性好等朱特點，打其最大趴的優勢史在于作讓為橋梁摩的重要掏技術指宴標之一蓬結構高牽度小、伏高跨比書小，這輔對于多董層立交倍橋和高澡速公路朋的跨線尖橋都具廈有重要澇的意義衛。對于分城市立蒼交橋，東采用預繪彎組合路梁式橋疾可以有遇效減小鳴橋梁的華總高度蓋，減小軟各層橋咐梁的長裁度對于蜂公路，規則可使消路堤高喚度明顯異降低并水減小其勾長度，怨采用可茶靠快速撥的施工砍工藝將副進一步宵促進我鉗國橋梁凡設計，從加工、擁建造技尤術的日質臻成熟租，帶來卵較大的互經濟效斧益和社機會效益控，但當際前國內才關于預商彎組合各梁式橋紡的設計掌和施工射技術尚頸不成熟巖。沾4.4訴花橋梁上搏部結構嬸的一種盲加固方彎法蠶在橋梁怠上部結韻構加固展方案中早可以采顫用預彎風梁法，譯能夠有刺效防止迎梁上緣帶的開裂及。如某讓簡支鋼宜板梁