・基盈童工与其他专业技术・ 后张法35m预应力混凝土T形梁施工预拱度设计 李守喜 (广州市市政工程监理有限公司,广州 51 0060) 摘要:后张法预应力混凝土在我国得到广泛应用,但在台座制作时,构件预拱度的设计特别重要。 关键词:预拱度;计算 中图分类号:TU378.2 文献标识码:B 文章编号:1002-3607(2007)03—0044—02 1工程概况 广州市广园东延长线II标段全长2.1km。上部结构采 用35m预应力T梁和空心板梁,主桥半幅桥面T梁6片,梁 高2.3m,每片梁重80.2~95.3t。T形梁采用C50混凝土。 预应力钢绞线采用低松弛钢绞线,m yb=1860MPa ,锚具采用@P ̄IOVM锚。钢绞线管道采用预埋波纹管。 1.7 2预拱度计算 2.1构件的预拱度 预应力受弯构件的挠度由两部分叠加而成:一部分 是由外荷载(永久荷载和施工荷载)产生的挠度f ,另 一图1梁体截面(单位:m) 2.2.2截面几何特征。经计算,跨中截面几何特性 如下:钢铰线重心至截面下边缘的距离J, =0.21 m;换 算截面重心至截面下边缘的距离 =1.256m;换算截面 惯性矩厶=0.49427m ;竞截面重心至截面下边缘的距离 部分是预应力产生的反拱 ,两者的差值就是本文定 义的受弯构件的挠度 即 f 一 yn=1.296m;净截面惯性矩I =O.46333m 。 2.2.5由外荷载产生的挠度f,。跨中截面挠度 可按 一为了保证在外荷载和预应力作用下,梁体既不上弯 也不下凹,就必须在梁体预制过程中设一个预拱度,其 般材料力学的公式计算,即:fl=5/48 X MLJB 式中: 梁重作用下的跨中弯矩; 8_抗弯刚度,B=O.85Eci ,0.85 ̄J度折减系数。 将有关数值代入,求得f,=3.07cm。 2.2.4由预应力产生的反拱 。梁体施加预应力后,预应 值与挠度钛小相等,但方向相反。 2.2预拱度计算 2.2.1计算模型。以35m中跨梁梁体在预制、吊 运、存放阶段的拱度变化作为研究对象,梁体所受外 力荷载为梁体自重。假定梁体为等截面(见图1), 梁的已知条件如下:梁体全截面共配钢铰线30束,分 3个孔道,上中下3个孔道钢铰线的束数分加为9、9、 力在梁体中产生偏心预压力,梁体产生反拱 在本例中, 梁体内钢束的布置为两段直线夹一段半径为5000m的圆曲 线,钢束布置可近似为图2所示的三段直线。 换算截面重, 钢绞线合力中, 1 2束,钢铰线直径 产1 5.24mm,公称截面积1 40mm2,弹 性模量Ep=1.95X 10 Pa,标准强度R=1 vb 860MPa ,控制应力6 con=O.75R. b=1 395MPa,混凝土标号为C50,弹 性模量Ec=3.45 X 1 OlOpa,张拉时混凝土的立方体抗 epl L LI L2 L3 ̄1 压强度fcu=4OPa,梁体自重q=2.07 X 1 04N/m,计算跨度 L=33.9m。 图2钢绞线布置 维普资讯 http://www.cqvip.com
根据结构力学公式,跨中截面反拱为: Np2ep2 1 =——(2112+61ll2+312 )一——× E 8 式中 ̄n,为扣除预应力损失后预应力钢筋在跨中截面 的总拉力;e ,为跨中截面构件合力点至净截面重心轴的 偏心矩,在本例中e =1.086m;N 为扣除预应力损失后 预应力筋在端截面的总拉力;e 为端截面构件合力点至 净截面重心轴的偏心矩,在本例中e =O.054m;l、7,、 7分别为各段钢铰线的长度,在本例中分别为8.09m、 9.02m、34.22m。 梁体施加预应力后,混凝土的徐变变形会使 梁的反拱值增大,故《混凝土结构设计规范》( GB1 O一89)中规定刚度E 求得的反拱值应乘以增 大系数2.O。 扣除 茹镀 拓扶后,端 总垃力 ̄n1=5.47 x 106N, 而跨中截面的总拉力 ,一4.68 x l O N。 将以上各相关数值代入计算公式,求得f ̄=7.57cm。 2.2.5总挠度: 一 =3.07—7.57=一4.50cm。这就 是需要设置的跨中处的反拱值。 3预拱度的设置及效果 3.1预制梁台座顶面处置 设置预拱度的方法,是将预制梁台座顶面作成下 凹曲面。如果曲线设置得当,则梁体在自重和预应。 力作用下经过一段时间的变形,梁体将既不上拱也不 下凹。 考虑到每个台座的循环次数较多,施加预应力后台 座两端受力下压,有部分变形不易恢复,故决定在施 工中将台座下凹5.40cm,下挠曲线形式为二次抛物 线,抛物线方程为y=O.01 75x 一5.4O(式中X单位为m, y单位为cm),台座形式如图3。 台座顶面下挠曲线 图3台座立面简图(单位:m) 3.2预拱度观测 由于设计的梁型较多,而实际施工中各种梁型都是按 种预拱度进行控制的,为了使观测结果更具有代表性,我 们选取了两片跨铁路梁、四片跨公路梁共六片进行观测。 观测时间分别为存梁的第1、第1O、第3O、第6O、第9O、第 120、第180天共七个时间点进行观测,观测数据如表1 表1粱体跨中预拱度值/c-lI 观测时间/d l l0 30 60 90 l20 l80 备注 l 3.2 2.5 2.0 1.7 1.4 1.2 0.8 中粱 跨铁 2 2.9 2.1 1.8 1.5 1.0 0.8 0.5 边粱 l 4.1 3.0 2.5 2.4 2.0 1.8 1.5 中粱 2 4.0 3.0 2.5 2.2 1.8 1.5 1.2 中粱 跨公 3社 4.0 3.1 2.6 2.1 1.7 1.5 1.0 边粱 4 3.8 3.0 2.4 2.0 1.8 1.6 1.0 边粱 3.3数据分析 5.5.1观测数据的特点:以存梁时间为横坐标,预 拱度为纵坐标,绘制出梁体预拱度变化如图4,由表1及 图4可以看出,梁体预拱度变化有以下特点: (1)经过80d的存梁期后,梁体的挠曲变形仍未停 止,部分预拱度将在使用阶段完成。 (2)梁体预拱度随时间增加而减小,但预拱度变化与 时间并不成线性关系。在施加预应力初期,预拱度变化较 快,随梁体混凝土龄期的延长,预拱度变化越来越慢。 (3)跨铁路梁的预拱度变化要比同条件下跨公路 梁要大。一般情况下,在梁体施加完预应力后,跨铁路 梁的预拱度要减少2.5cm左右,而跨公路梁的预拱度减少 1.5cm左右,在经过相同的存梁期后,跨铁路梁的剩余预 拱度值要小于跨公路梁。 (4)同为跨铁路梁或同为跨公路梁,施加完预应力 后梁体的预拱度值经过相同存梁时间后剩余的预拱度值 亦不相同。 1 10 30 60 90 l20 180 时间/a 图4梁体预拱度变化图 5.5.2原因分析: (1)梁体预拱度变化除与梁体自重、施加预应力 艏 维普资讯 http://www.cqvip.com
・蝉接技术・ 焊接拖罩的制作与应用 胡皖华’齐兼治 (1.安徽省工业设备安装公司,合肥250022;2.合肥科瑞耐蚀合金应用技术有限公司,合肥230000) 摘要:焊接拖罩的制作及其对特种有色金属耐蚀材料在焊接中的应用。 关键词:焊接拖罩;制作;应用 中图分类号:TG431 文献标识码:B 文章编号:1002-3607(2007)03—0046—01 和纵线,在交点处钻巾1mm孔均匀密布,此面为紧贴焊缝保护 面,以此面为基础做紫铜板外壳进气管和匀气管用巾6mm、  ̄58mm或 ̄10mm的紫铜管制作,连接处采用氩弧焊焊接。拖 随着新技术、新材料、新工艺的发展与进步,在化]:设备 中越来越多地采用钽、锆、钛、镍基等贵重有色金属耐蚀材料 制作压力容器及压力管道,为解决这些金属材料在焊接过程 中 ̄J-400 ̄C以上的焊缝和热影响区的保护问题,使焊接接头 呈银白色的满意状态,保护拖罩的应用也显得极为重要。 焊接保护拖罩常由容器厂自行制造,应能保护温度在 400 ̄C以上的焊缝和热影响区,拖罩的形状和尺寸应随焊件 罩可贴在焊接区随焊一起移动。 焊缝背面用铜垫板加速焊接区的冷却和隔绝空气,铜垫 板中可吹送保护气,也可用拖罩贴在焊接区背面一起移动。 焊角焊缝时可随焊缝背面放一根一侧锯 J、槽或钻有 小孔的铜管吹送氩气保护,也可根据角焊缝的形状、弧度做 成半圆、圆柱等各种形状的焊接保护拖罩。 厚度、冷却方式、焊接电流及焊缝形状等因素而定。对于直 焊缝,拖罩的有效宽度约为60mm至80mm,长度约为100mm至 12Omm,(焊锆材应 ̄400mm至500mm),高度为20mm至30mm。 拖罩常用厚度为lmm左右的紫铜板制作外壳,要求流出的氩 气分布均匀,呈层流而不是紊流。拖罩内部的过渡处应圆 滑,尽量减少死角。气流由进气管进入匀气管,匀气管的一 边开有一排小孔或槽,由匀气管初步分布后向上喷出。经拖 罩的外壳反射向下,再经过几层细孔铜丝网均匀分布后吹向 焊件。也可用—块0.8mm至lmm厚的紫铜板以每隔5mm: ̄,J横线 大小有关外,还与混凝土的收缩徐变有关,而后者又与 张拉时梁体的混凝土强度、养护和加载龄期以及采访过 程中外部环境条件等有关。施加预应力大小是跨铁路梁 与跨公路梁预拱度变化相差较大的主要原因,因为这两 种梁自重相差很小,但钢绞线的配置却相差较大,跨铁 路梁要比跨公路梁多配置3~5根钢绞线,控制张拉力相 差585.9~976.5kN。(2)不同的台座或同一台座预制不 同的梁时,其下挠曲线与设计的并不完全相同,这是造 成同一种梁型,施加相同的预应力后,经过相同的时间 剩余的预拱度各不相同的主要原因。 直焊缝保护拖罩 参考文献:JB/T 4745—2oO2《钛制焊接容器》。 24片梁的预拱度剩余量为0~1.6cm不等,说明这种预拱 度的设置是符合施工和使用要求的。通过此前的施工实 践,对预拱度设置有如下体会: 施工中应经常测量底模的下挠曲线,最好在每片梁 出模后立即测量,重点检查台座两端部分,如果预拱度 误差超过±0.5cm,应立即进行调整: 存梁场的存梁台座应距梁端0.6m左右,梁底其它部 分不得接触地面或有其它物品支撑,以使梁体的受力状 态接近于使用阶段和简支梁计算模型; 施加预应力时一定要求梁体混凝土强度达到设计强 度的80%以上: 4几点体会 按上述方法,我们共设计8套35m台座,现已完成的 在今后的施工中,应针对不同的梁型设置不同的预 拱度,使预拱度的设置进一步趋于合理。 加
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