文献综述
一、国内外研究现状及发展趋势
纵观世界桥梁建筑发展的历史,与社会生产力的发展、工业水平的提高、施工技术的进步、力学理论的进展、计算能力的提高等方面都有关系,但其中,与建筑材料的革新最为密切。
1928年,法国弗雷西内工程师经过20年的研究,用高强钢丝和混凝土制成预应力钢筋混凝土。这种材料,克服了钢筋混凝土易产生裂纹的缺点,使桥梁可以用悬臂安装法、顶推法施工。随后又产生了高强度钢材、钢丝,于是钢结构得到蓬勃发展。结构的跨度也不断扩大,以至能修建几百米到千米以上特大跨度的跨海大桥。20世纪初,钢筋混凝土的广泛应用,以及至30年代开始兴起的预应力混凝土技术,大大提高了混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,使土木工程发生了又一次飞跃。实践证明,预应力混凝土桥梁已经能与200-300m甚至更大跨径的钢桥相抗衡。
混凝土是脆性材料,抗压强度很高,但抗拉和抗弯强度较低。混凝土受拉或受弯,在很小的拉应力和拉应变状态就会开裂。普通钢筋混凝土结构,如梁、板,一般处于受弯状态,往往钢筋还没有承受很大弯拉应力,混凝土受弯区已经出现裂缝,甚至可能使钢筋暴露进而锈蚀。因此,普通钢筋混凝土的梁板结构中,钢筋的承载能力远远没有发挥出来。预应力混凝土是将钢筋或高强钢绞线沿受弯拉方向预先进行张拉,并且张拉后钢筋是锚固在混凝土上,这样就沿结构受弯拉的方向对混凝土施加了预压应力。控制预压应力的大小,可以保证预应力梁板在承受设计弯曲荷载时,混凝土受弯区基本不产生拉应力,不出现裂缝,从而大幅度提高梁板的承载能力。预应力技术充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的特性,材料使用上扬长避短,大大拓宽这种复合工程材料应用范围。目前,能够建造大跨度钢筋混凝土桥梁、楼板,高耸建筑如电视塔,等等,都依赖于预应力混凝土技术。
预应力混凝土梁桥有结构简单,受力明确、节省材料、架设安装方便,跨越能力较大等优点。这种桥型在我国桥梁建筑上占有重要的地位,在目前,对于中小跨径的永久性桥梁,无论是公路桥梁或者城市桥梁,都在尽量采用预应力混凝土梁式桥,因为这种桥梁具有就地取材,工业化施工,耐久性好,适应性强。整体性好以及美观等多种优点。早在50、60年代,我国就建造了许多T型梁桥,这种桥型对改善我国公路交通起到了重要作用。近年来,随着我国高速公路建设的迅猛发展,预制预应力混凝土T形梁在我国高速公路建设中得到了广泛应用。
预应力混凝土梁桥除了具有前述的优点外,还具有一些缺点。要建造好一座预应力混凝土桥梁,首先要采用可作为预应力筋的优质高强钢筋材料和保证高强混凝土的制备质量;同时需要有一套专门的预应力张拉设备,以制作精度高的锚具,并且要掌握较复杂的施工工艺。预应力钢筋可按照设计要求,配合弯矩和剪力的变化而布置成合理的曲线形式。预应力混凝凝土梁桥的主要缺点是工序多、预留孔道、穿筋、压力灌浆、施工复杂时造价高。
不过在T形梁的设计中很少采用钢筋混凝土结构,从16m到50m跨径,大多都是采用预制拼装后张法预应力混凝土T形梁。预应力体系采用钢绞线群锚,在工地预制,吊装架设。其发展趋势为:采用高强、低松弛钢绞线群锚:混凝土标号40-60号;T形梁的翼缘板加宽,25m是合适的;吊装重量增加;为了减少接缝,改善行车,采用工型梁,现浇梁端横梁湿接头和桥面,在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢束,形成比桥面连续更进一步的“准连续”结构。其最大跨径以不超过50m为宜,再加大跨径不论从受力、构造、经济上都不太合理。
资料编号:[679596]
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