折线先张预应力混凝土BULB-T梁受弯性能试验研究

发布时间：2020-10-25 02:45

　　 随着社会和经济发展,我国对桥梁建设质量、建设速度以及耐久性的要求越来越高,基于标准化、装配化的预制结构成为新时期桥梁建设的首选结构形式。BULB-T梁桥由BULB-T梁、横梁、混凝土桥面板及连接系构成,各构件均可实现预制装配化,能够有效提高现场施工速度,保证结构耐久性要求。其中BULB-T梁为折线先张法预应力混凝土构件,克服了传统直线先张法预应力混凝土构件不能适用于大跨度的缺点,同时避免了后张法由于灌浆产生的耐久性问题。在国外中小跨径桥梁建设中得到了广泛的应用。本文结合30m折线先张法预应力混凝土BULB-T梁足尺模型预制与受弯性能试验,梳理总结BULB-T梁桥构造特点,为折线先张BULB-T梁的推广和应用提供依据。论文主要完成工作有:1.系统梳理了 BULB-T梁桥基本构造特点,包括桥梁纵、向布置形式,BULB-T梁截面设计要点、配筋要点及预制方式,桥面板和横梁构造形式,各构件连接形式等。对比分析了适用于不同条件的构造形式及预制方式。2.对BULB-T梁在预制过程中预应力摩擦损失试验以及放张后BULB-T梁反拱及端部主应力进行实测,验证了适用于拉板式弯起器弯折钢束时预应力摩擦损失计算方法,提出了合理的预应力放张顺序。3.对30m折线先张预应力混凝土 BULB-T梁足尺模型进行静力加载试验,从试验梁破坏形态、破坏机理、受弯极限承载能力、刚度及抗裂性等方面对BULB-T梁的受弯性能进行综合评价,结果表明梁体有良好的抗弯承载能力及位移延性。4.根据中、美现行预应力混凝土桥梁设计规范,对试验BULB-T梁受弯指标进行理论计算,计算结果与试验结果吻合较好,中国规范能够适用于BUBL-T梁受弯性能设计。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U441
【部分图文】：

后将预应力钢筋穿入孔道内，再由千斤顶在梁端张拉预应力。后张法预应力混凝土构件在预制时无需设置专门的预应力张拉台座，可以根据预应力钢筋布置需要方便布置成直线形和曲线形。后张法预制预应力混凝土梁在我国公路、铁路桥梁建设中得到了广泛应用，但随着建造及使用，出现了诸多缺陷[1]~[4]：① 后张法施工工序繁琐，要经过钢筋施工、孔道预留、混凝土浇筑、养护、穿束、张拉、锚固、压浆、封锚等 9 道工序，使预制工序复杂，降低了预制效率。同时后张法难以实现工厂自动化生产，需要大量人力。② 后张法压浆存在压浆不密实、堵孔等问题，同时又有检测困难且难以修补的问题。预应力孔道压浆不密实，尤其在腐蚀环境中会出现钢筋锈蚀，从而引起预应力钢筋有效面积减少，直接影响到结构安全，如图 1. 1（a）所示。③ 预应力通过锚具固定在设计位置，将预应力传递给混凝土结构，锚具是一次性使用构件，较高的锚具花费提高了预制梁造价。同时端部锚具位置有很大的锚下压应力，施工中常常会出现混凝土局部破坏的现象，如图 1. 1（b）所示。

图 1. 2 BULB-T 梁桥一般构造形式预应力混凝土 BULB-T 梁采用折线配束，先张法施工预应力。具有跨越能力好，耐久性好的特点，同时还具有以下优点：① BULB-T 梁桥设计桥面板构件以承受汽车荷载，桥面板可以是预制形式，使整个BULB-T 梁桥实现全预制装配化施工，减少桥位现场作业量，从而提高桥梁建设效率，减少对桥位交通的影响。在桥面板内可以施加预应力，从而改善结构使用性能，提高结构耐久性。同时桥面板方便后期更换，可以延长结构使用年限[17]~[18]。② BULB-T 梁适用于高性能混凝土材料（HPC），HPC 能够很大程度上改善预制结构的性能。由于其很低的氯渗透提升了材料耐久性，从而提高了结构使用寿命，降低养护成本。同时能够提高结构承载能力，减少截面尺寸从而提升结构跨越能力[19]。③ BULB-T 梁可以采用焊接钢筋，焊接钢筋是将水平钢筋与竖向钢筋通过焊接连接而成，常用于 BULB-T 梁腹板箍筋。如图 1. 3 所示。焊接钢筋由于需要可靠的焊接，会增加制作成本，但会节省钢筋绑扎及检查的人力。更重要的是焊接钢筋能够保证钢筋

久性好的特点，同时还具有以下优点：① BULB-T 梁桥设计桥面板构件以承受汽车荷载，桥面板可以是预制形式，使BULB-T 梁桥实现全预制装配化施工，减少桥位现场作业量，从而提高桥梁建设效减少对桥位交通的影响。在桥面板内可以施加预应力，从而改善结构使用性能，提构耐久性。同时桥面板方便后期更换，可以延长结构使用年限[17]~[18]。② BULB-T 梁适用于高性能混凝土材料（HPC），HPC 能够很大程度上改善预构的性能。由于其很低的氯渗透提升了材料耐久性，从而提高了结构使用寿命，降护成本。同时能够提高结构承载能力，减少截面尺寸从而提升结构跨越能力[19]。③ BULB-T 梁可以采用焊接钢筋，焊接钢筋是将水平钢筋与竖向钢筋通过焊接而成，常用于 BULB-T 梁腹板箍筋。如图 1. 3 所示。焊接钢筋由于需要可靠的焊会增加制作成本，但会节省钢筋绑扎及检查的人力。更重要的是焊接钢筋能够保证位置的准确，提高预制结构的质量，焊接形成的整体钢筋其受力性能也优于传统绑筋[20]。
【参考文献】

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本文编号：2855338