高效预应力高强混凝土在桥梁工程中的应用.pdfVIP

高效预应力高强混凝土在桥梁工程中的应用 张习贤 赵顺波 焦作市公路局 华北水利水电学院 王健 王用中 河南省交通规划勘察设计院河南海威工程咨询有限公司 提要高强混凝土的应用是桥梁工程领域中引入注目的课题。本文介绍了桥面空心板梁采 用高强混凝土和高均匀延1申率优质钢绞线后所作的断面彤式与尺寸、结构延性构造 措施等方面的俐艺结果，以及由此获得的技术经济效益。通过16m跨原型试验板 的破坏试验验证了各项结构受力性能指标均满足设计要求。从而得到了断面新颖、 经济效益优良的高效预应力高强度混凝土空心板梁。该研究成果可推广应用于其它 桥粱结构。 关键调高强混凝土高均匀延伸率钢绞线结构延性 我国工程结构安全贮备总体低于发达国家，但结构材料用量并不少，究其原因是发达国 家多藉高强、高效材料来提高结构安全贮备，而我国无论是结构用钢材或是混凝土其总体强 度水平均低于发达国家，因此建设部最近提出的钢筋混凝土结构设计规范讨论稿中将混凝土 强度等级提高到c80(相当于桥梁规范混凝土标号80号，为统一起见，下述均采用强度等 级)，并安排了}ⅡLB，00级钢筋应用研究，试图在这一方面缩短我们与发达国家的差距。围 绕这一规范，意图于桥梁工程中开展高效预应力高强混凝土应用研究，我们做了些工作，现 概括介绍如下。 一、高强混凝土的研究与应用现状 随着近加年来混凝土材料科学研究的深入发展，采用常规的水泥和砂石作原材料、使 用常规的制作工艺、主要依靠外加高效减水剂或同时外加一定数量的活性矿物材料、使拌合 料具有良好的工作度、并在硬化后具有高强性能的水泥混凝土，在我国已发展成为比较成熟 的技术。高强混凝土应用于桥梁结构，对有效地降低结构自重和结构高度、增大结构刚度和 桥梁跨度、增加结构耐久性并降低维修费用起到了重要作用，但我国桥梁工程混凝土强度等 级一般在C50一G60之间。相对而言，高强混凝土在城市建筑结构中则得到了比较广泛的应 用，据统计有数十座高层建筑采用了c60一c80高强混凝土，混凝土强度等级最高达到 90硼P丑，这些工程经验为在桥梁结构中进一步提高混凝土强度等级提供了有益的参考”，2l。 高强混凝土的重要特点是耐久、强度高、变形小，能适应现代工程结构向大跨、重载、 高耸发展和承受恶劣环境条件的需要。用高效减水剂配制的高强混凝土一般具有坍落度大和 早强的性能，因而便于浇注和加快模板周转速度。 高强混凝士的抗压强度很高。应用于钢筋混凝土受弯构件能够带来很大好处。尽管提高 623 混凝土强度并不能明显增加构件的抗弯能力，但是它能降低受弯构件截面的压区混凝土高 度，故能提高构件的延性，允许有较高的配筋率，进而通过提高配筋宰来增加构件的抗弯能 力或降低构件的截面高度。高强混凝土还由于弹性模量较大，可以提高构件的刚度。预应力 混凝士构件则能从高强混凝土获得三重好处：可以施加更大的预应力，可以更早地施加预应 力以及因徐变较小而导致较低的预应力损失。配置适量受压钢筋的高强混凝土与高均匀延伸 率优质预应力钢材组成的高效预应力高强混凝土，可兼顾两种材料优点，提高结构延性，取 得更佳结构效果。 对于结构物来说，减小截面尺寸意味着降低结构自重。对结构自重占全部荷载比例很大 的大跨度公路桥梁，应用高强混凝土就有着特殊的意义，并且能减轻地基基础的负担。 高强混凝土材料致密坚硬，抗渗抗冻性能均优于普通强度混凝土，所以在露天的、遭海 水侵蚀的、受高速流体冲刷的、或易遭碰撞损害的工程构筑物中具有广泛的应用前景。 国内外部分桥梁采用高强混凝土的工程实例有： 美国，19科年建成的从西弗吉尼亚至俄亥俄的EastHu唧赠l帆公路桥，包括一个主跨为 274m的不对称斜拉梁结构，混凝土强度相当于伍5；而后在华盛顿州跨越T缸le河的一座预 应力混凝土公路桥(T钿erR0ad)，大粱高1．5m，主跨49m，总长86m，采用强度接近于c75 的混凝土和连续后张施加预应力，使桥粱大粱结构的跨高比达到了30：l的程度。路易斯安 娜州对美国^As硼[．0先张法标准截面预制公路桥梁采用高强混