大跨径PC连续刚构桥长弯束预应力摩阻损失及张拉方式研究

摘要

近年来，大跨径PC连续刚构桥得到广泛应用，然而，受到设计、施工、施工控制及运营等方面的诸多因素制约，很多连续刚构桥在投入使用后出现了不同程度的病害。结合众多专家学者研究成果和结构分析结果,一致认为有效预应力的储备不足是造成跨中下挠和梁体裂缝等病害的重要原因。对于大跨度连续刚构桥来说，由于预应力损失的影响，桥梁结构实际应力值与设计文件中的应力值很难完全一致，即结构的实际应力状态与设计应力值相差很大，从而一开始就留下了安全隐患。与短束的预应力损失相比，长弯束预应力损失随着束长度的影响，不断增加。同时，有效预应力的储备与预应力的损失直接相关，而预应力损失的大小直接影响着结构的抗裂度和挠度，进而影响耐久性。
　　以武汉城市圈环线高速公路孝感段第三合同段汉江特大桥为依托工程，围绕大跨度连续刚构桥长弯束（后张法）预应力损失及张拉方式，通过对实桥做摩阻试验及采用整体穿束+单根张拉方案做现场张拉试验研究预应力损失，并结合Midas有限元软件进行计算分析。为了正确分析长弯束预应力损失情况，本文进行了以下研究：
　　（1）分析了连续刚构桥的预应力损失的原理。结合国内外学者对连续刚构桥结构的研究，阐述了连续刚构桥存在的主要病害，从理论上探讨了长弯束（后张法）孔道弯曲、孔道偏差所引起的预应力损失，对现有的弯曲孔道预应力摩阻损失理论进行了分析。
　　（2）结合大跨度连续刚构桥实桥摩阻试验，实桥测得长弯束μ值、κ值与规范取值比较分析了预应力损失。以工程实际摩阻试验为出发点，研究长弯束的有效预应力储备情况，运用最小二乘法、敏感性分析和结合现场摩阻试验采集的张拉力、应变、伸长量等数据，测得μ值和κ值，并参考类似实桥试验数据和众多专家学者的研究成果对长弯束摩阻损失造成有效预应力不足进行了分析研究。
　　（3）结合现场张拉试验数据分析了长弯束在不同张拉方式下的预应力损失情况。针对长弯预应力束（后张法）的穿束张拉方式，《公路桥涵施工技术规范规》(JTG/T F50-2011）要求采取整体穿束+整体张拉的方式，由于施工现场的特殊要求，有时采取整体穿束+逐根张拉的方式比较适宜，本文依托实际工程现场采用整体穿束+单根张拉的方案进行了现场试验研究。

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