体外预应力索自由长度分析.pdf

54 桥梁结构 城市道桥与防洪 2012年3月第 3期 体外预应力索 自由长度分析 王寿生 (上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海市 200092) 摘 要 ：转向块 (锚 固端 )间的体外预应力索可能产生独立于梁的振动 ，若其频率与梁的固有频率接近 ，就可能发生共振。当频 率相近时，改变粱的截面特性或体外索的正常使用应力都不是好的解决办法，而通过改变体外索的约束长度来改变其固有频 率 ，在经济、效果及可行性方面，都不失为一个理想的方法。体外索的无侧向支承的 自由长度不应过大，根据常见桥梁频率和 我国钢绞线的使用情况，体外索可控制在 12m之内，这样桥梁和体外索的自振频率就相互错开，也就避免了共振问题 。 关键词 ：体外预应力；共振；频率 ；自由长度 中图分类号 ：U441．5 文献标识码 ：A 文章编号：1009—7716(2012)03—0054—04 外 ，自然成为一个相对于组成结构整体的单独构 0 前言 件。所以在承受动力荷载的体外预应力结构设计 当体外预应力桥梁结构 自振频率处于某些范 中，必须考虑到体外索与结构是独立振动的，应防 围时 ，外荷载 ，包括行驶车辆 、行人、地震风载 、海 止二者共振，而且当体外预应力索在动力荷载 (如 浪冲击等可能会引起体外预应力结构共振，使得 车辆等)作用下发生共振时，就易发生锚具的疲劳 乘客和行人感觉不舒服 ，甚至振幅过大危及体外 破坏和转向构件处的预应力筋的弯折疲劳破坏。 预应力桥梁安全运营。利用结构的 自振频率与其 也就是说，体外预应力索仅在锚固和转向块处 刚度和质量有着确定的关系，在设计时就要避免 受到约束 ，当梁受到活载作用时，转向块 (锚固端) 引起体外预应力混凝土结构共振的强迫振动振 间的预应力筋索可能产生独立于梁的振动，如果 源，如风、车辆等的频率与桥跨 自振频率耦合。特 体外索的固有频率和梁的固有频率接近 ，就可能 别应指 出的是若要研究体外预应力结构病害诊 发生共振。共振不仅影响梁的正常使用，甚至导致 断，实际也可以体外预应力结构或构件固有频率 体外索断裂，梁破坏。所以应该采取构造上的措施 的改变为依据的。体外和体 内预应力结构在结构 来避免体外索和梁发生共振 ，其中体外索锚固块 构造上的根本区别就是预应力索位于混凝土结构 与转向块之间或两个转向块之间的自由段长度的 的外部，仅在锚固及转向块处可能与结构相连，因 确定就是非常重要的一个问题 ，以确保体外索的 此，体外索的应力是由结构的整体变形所决定的； 自振频率和结构本身的频率相互错开，从而避免 而在体内有粘结预应力结构中，力筋位于混凝土 共振和疲劳破坏的发生。 结构的内部 ，与结构完全粘结，在任意截面处都与 1体外索自由长度的确定 结构变形协调，因此力筋的应力是与某个混凝土 截面息息相关的。一般的研究对体 内预应力筋是 下面作者就将通过较为详细的理论分析，得出 不被看作一个单独构件的。而体外索在混凝土体 在实际工程设计中，体外索锚固块与转向块之间 或两个转向块之间的自由长度的建议取值。 收稿 日期：2011-12—19 1．1常用体外索的频率 作者简介：王寿生(1978一)，男 ，安徽桐城人 ，工程师 ，从事桥 体外预应力索固定于转向块(或锚固端)之间，不