摘要：作者依據(jù)預(yù)彎復(fù)合梁原理研制出一種新的預(yù)應(yīng)力砼梁——預(yù)彎應(yīng)務(wù)鋼筋砼梁（以下簡記為 PFRC梁，中國專利號(hào)Z942272220103），該橋基于普通鋼筋砼梁的施工方式，經(jīng)過預(yù)加載條件下，二次優(yōu)做受拉邊砼的技術(shù)處理來達(dá)到預(yù)應(yīng)力效果。本文簡述了PFRC梁的制作工藝及原理，介紹了實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果及其在三跨連續(xù)橋（四川省各山縣民生橋）的應(yīng)用情況及效益分析。
關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力新技術(shù) 連續(xù)梁橋 試驗(yàn)研究 應(yīng)用 效益
1 引言
預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)較普通鋼筋筋結(jié)構(gòu)不僅用料省，且使用性能好，但其施瓜工藝復(fù)雜，技術(shù)要求甚高，在一定程度上阻礙了預(yù)應(yīng)力的進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用。為簡化預(yù)應(yīng)力砼的施工工藝人們?cè)M(jìn)行多方面的努力，預(yù)彎復(fù)合梁[1] 即是其中之一，該梁既具有預(yù)應(yīng)力梁良好的使用性能，又省去了常規(guī)預(yù)應(yīng)力所必須的留孔、穿索、張拉、錨固、壓漿、封錨等一整套工序，施工工充得到簡化，但其用鋼量卻急刪增加，以致在大多數(shù)國家和地區(qū)難以推廣應(yīng)用。可見，現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)左良好的使用性能、用料的經(jīng)濟(jì)性及施工的簡易性三方面并未達(dá)到完美的統(tǒng)一，尚需我們做出不斷的努力，為此周志詳副教授提出預(yù)彎預(yù)應(yīng)力鋼筋砼（以下簡記為PFRC）梁的設(shè)想，并在三跨連續(xù)梁橋上進(jìn)行應(yīng)用研究，以期求得一種更合理和經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力施工工藝。
2 PFRC梁的工藝及原理
現(xiàn)以簡支梁為例，說明PFRC梁的施工工藝及預(yù)應(yīng)力原理：
（1）按鋼筋砼梁方式制作，具有適當(dāng)預(yù)拱度的梁體，與鋼筋砼梁所不同的是PFRC梁受拉主筋宜采用冷拉粗鋼筋，并需在梁的受拉邊可能出現(xiàn)裂縫兇區(qū)域設(shè)置預(yù)留槽口該區(qū)段內(nèi)的主筋凈保護(hù)層厚度取為箍筋的直徑。
（2）對(duì)許梁施加預(yù)定的豎向荷載p，此時(shí)，在預(yù)留槽口的頂端會(huì)出現(xiàn)裂縫。
（3）綁扎受拉邊翼緣的構(gòu)造鋼筋（注意插入式馬蹄箍筋應(yīng)通過預(yù)留槽口插入先澆梁體內(nèi)澆注該翼緣的砼）。
（4）待后澆受拉邊翼緣砼達(dá)到強(qiáng)度后，卸除預(yù)加荷載P.
現(xiàn)依據(jù)容許應(yīng)力法理論對(duì)梁在上述預(yù)加載和卸載過程中跨中截面應(yīng)力的變化分析如下。
對(duì)設(shè)有預(yù)留糟口的鋼筋砼梁作預(yù)加載時(shí)的計(jì)算截面及應(yīng)力分布，此時(shí)梁的受拉力已開裂（預(yù)留槽口的存在即人為地規(guī)定了裂縫出現(xiàn)的位置及間距），受拉區(qū)僅計(jì)入主筋的作用。若換算截面對(duì)其重心軸的慣性距為I01，則在預(yù)加荷載彎矩MY的作用下上緣砼的壓應(yīng)力σh1和受拉鋼筋的應(yīng)力σg1分別為：
σh1=MYX1/I01 （壓）
σg1=nMY（h-X1）/I01 （拉）
式中n表示鋼筋彈性模量與砼彈性模量之比，X1為上緣至中性軸的距離。
在后澆下翼緣砼到強(qiáng)度后，卸除預(yù)加荷載p相當(dāng)于梁施加了反向的預(yù)加載p，因此跨中截面受到了負(fù)彎矩MY的作用，此時(shí)梁的下半部分后澆下罷緣砼將參與受力，其計(jì)算載面及應(yīng)力分布，設(shè)換算截面對(duì)其重心軸的性矩這I02，則梁緣上下邊緣砼的應(yīng)力σh2、σh3和鋼筋的應(yīng)力σg2分別為：
h2=MYX2/I02 （拉）
σh3=nMY（h-X2）/I02 （壓）
σg2=nMY（h0-X2）/I02 （壓）
式中X2為上緣到中性軸的距離。
梁截面的實(shí)際應(yīng)力分布為單獨(dú)考慮預(yù)加載和卸除預(yù)加載兩種情況載面應(yīng)力的迭加，幫梁的上、下邊緣砼應(yīng)力σhs和σhx及主筋應(yīng)力σg分別為：
σhs=σh1-σh2=MY（X1/I01-X2/I02） （壓） （1）
σhs=σh3=MY（h-X2）/I02 （壓） （2）
σg=σg1-σg2=nMY[（h0-X1）/I01-（h0-X2）/I02] （拉） （3）
若梁在使用荷載作用下所受到的彎矩為M，則梁上、下邊緣鹼的應(yīng)力分別為：
σhs=MY（X1/I01-X2/I02） MX2/I02 （4）
σhs=（MY-M）（h-X2）/I02 （5）
由（5）式可見梁在不大于預(yù)0加荷載彎上MY，的作用下，其后澆下翼緣砼內(nèi)不出現(xiàn)拉應(yīng)，（暫不計(jì)砼收縮，徐變及鋼筋松馳的影響），即該梁的下翼緣右以具有足夠大的抗裂度，故梁，主筋得到可靠的保護(hù)，在使用荷載作用下梁截面的抗彎剛度因下翼緣砼參與工作而得到顯著提高，其計(jì)算剛度與同截面的常規(guī)預(yù)應(yīng)力砼梁相差元幾，該梁的梁腹雖然尚存裂縫，但這些，縫并不穿過梁內(nèi)受力鋼筋（受拉主筋和箍筋）且不影響結(jié)構(gòu)的受力狀況，從鋼筋砼的觀點(diǎn)看，念些裂縫是允許存在的。
由此可見PFRC 梁是通過在鋼筋砼梁受載條件下二次澆注受拉邊翼緣砼來代替常規(guī)預(yù)應(yīng)力砼中的張拉鋼盤，使后澆翼緣砼借助卸載時(shí)梁內(nèi)主筋的彈性恢復(fù)獲得所需要的預(yù)應(yīng)力。為此，在先澆梁體的受拉邊設(shè)看預(yù)留槽口是十分必要的，它具有如下凡個(gè)作用：①充當(dāng)新、舊砼結(jié)合界面的剪力槽；②人為地控制荷載下裂縫出現(xiàn)的位置及間距，③便于后澆翼緣的插入式馬蹄箍伸人先澆梁體內(nèi)，進(jìn)一步保證新、舊砼結(jié)合的整體性；④確保受控邊翼緣范圍內(nèi)封無原發(fā)裂紋存在，使整個(gè)翼緣都受到應(yīng)力的作用。
3 試驗(yàn)研究簡況
3.1 試驗(yàn)梁的制作
第一批試驗(yàn)梁共5片，用于短期靜載試驗(yàn)，其中4片為
PFRC梁，余下的一片為與之比較，鋼筋砼梁（一次澆成，不作預(yù)加載處理），編號(hào)為RCL10-00.0.在 PFRC先澆粱體中，以高5cm，厚2-3cm的楔形木板形成預(yù)留槽口，在預(yù)加載條件下4片PF梁的純彎段及其附近區(qū)域內(nèi)每一個(gè)預(yù)留槽口的頂端都對(duì)應(yīng)有一條裂縫（其寬度＜0.04cm），在兩相鄰預(yù)留槽口之間未發(fā)現(xiàn)新的裂縫產(chǎn)生，表明預(yù)留槽口達(dá)到了人為控制裂縫出現(xiàn)的位置及間距的目的，對(duì)梁下緣砼表面進(jìn)行打毛后邦扎
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