緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)試驗研究

1、文章編號:100128360(2002)0220095205緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)試驗研究趙建昌王起才(蘭州鐵道學(xué)院土木建筑學(xué)院甘肅蘭州730070)摘要:通過緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件實驗研究給出了不同齡期下張拉預(yù)應(yīng)力筋所需克服的摩阻力范圍從開裂彎矩、極限彎矩、裂縫形式和荷載2撓度曲線等各個方面把緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件與傳統(tǒng)的后張法(有粘結(jié)、無粘結(jié))預(yù)應(yīng)力構(gòu)件進(jìn)行了對比分析得出緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在張拉兩個月后其工作性能可等同于有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件

2、的結(jié)論為緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞:緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁實驗研究張拉摩阻力工作性能中圖分類號:TU378.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AExperimentstudyonprestressedconcretebeamsofpostponingcondensationZHAOJian2changWANGQi2cai(SchoolofCivilArchitecturalEngineeringLanzhouRailwayUniversityLa

3、nzhou730070China)Abstract:Onthebasisoftheexperimentofprestressedconcretebeambyplacingmaterialofpostponingcon2densationbetweenconcreteprestressed2bartherangeoffrictionresistancewhichneedstobeovercomewhenprestressedbarsare

4、tensionedispresented.Throughcomparingtheprestressedconcretebeamwiththetraditionalpost2tensionedprestressedconcretebeamintheaspectssuchascrackmomentsultimatemomentscrackformsload2deflectiongraphsoontheconclusionhasbeengai

5、nedthattheperformanceofthepre2stressedconcretebeamisalmostassameasthetraditionalpost2tensionedprestressedconcretebeamwhichhasstickyforcebetweenconcreteprestressed2bar.Theconclusionofthispapercanprovidereferencesforthedes

6、igneroftheprestressedconcretesystem.Keywds:postponingcondensationprestressedconcretebeamexperimentstudyfrictiondragworkperfor2mance預(yù)應(yīng)力混凝土體系按設(shè)計和施工方法不同可分為兩大類即先張法和后張法。在后張法中按預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間有無粘結(jié)又可分為無粘結(jié)和有粘結(jié)。在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系中預(yù)應(yīng)力筋的布置具有靈活方便無

7、成孔和灌漿等煩瑣和復(fù)雜的施工工序一出現(xiàn)就受到工程界的廣泛重視并得到大量使用但由于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在工作中所受的預(yù)應(yīng)力幾乎處處相等易造成預(yù)應(yīng)力筋和錨具疲勞問題同時還存在受拉區(qū)混凝土裂縫數(shù)量少寬度大易使預(yù)應(yīng)力筋銹蝕和強(qiáng)度利用率低的缺點。而有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系克服了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系在工作中表現(xiàn)出來的問題和缺點但施工工藝收稿日期:2001207230修回日期:2001212207基金項目:鐵道部科技發(fā)展計劃項目(96G56)作者簡介:趙建昌(1962

8、—)男陜西咸陽人教授碩士。要求的預(yù)留孔道和孔道灌漿等過程造成施工干擾大孔道灌漿堵塞以及成孔后在灌漿前和灌漿中易形成月牙槽降低灌漿材料與預(yù)應(yīng)力筋的粘結(jié)同時也易造成預(yù)應(yīng)力筋銹蝕等問題。這兩種預(yù)應(yīng)力體系既有優(yōu)點也有自身難以克服的缺點如何把二者相結(jié)合揚(yáng)長避短發(fā)揮各自優(yōu)勢是預(yù)應(yīng)力混凝土研究者一直在探索的問題。鐵道第一勘察設(shè)計院預(yù)應(yīng)力技術(shù)開發(fā)中心在總結(jié)多年預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工實踐的基礎(chǔ)上與蘭州鐵道學(xué)院合作提出了一種新型預(yù)應(yīng)力混凝土體系——緩粘

9、結(jié)預(yù)應(yīng)力體系即不預(yù)留孔道不需孔道灌漿施工時與無粘結(jié)體系一樣而在施工完成后靠包裹于預(yù)應(yīng)力筋上的緩凝砂漿隨時間延長而逐漸凝結(jié)硬化達(dá)到與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋體系幾乎完全相同的效第24卷第2期鐵道學(xué)報Vol.24No.22002年4月JOURNALOFTHECHINARAILWAYSOCIETYApril200227、30、32MPa及錨固共8級并分別記錄張拉端和非張拉端應(yīng)力傳感器的應(yīng)變讀數(shù)。1.4試件支座安裝及加載試驗時支座及加載裝置和儀器布置如圖

10、3。試件就位后用水準(zhǔn)儀觀察調(diào)整支座的水平度盡可能使二者位于同一水平線。采用油壓千斤頂加載以5kN分級加載每級荷載間的時間間隔為5min加載時注意觀察裂縫出現(xiàn)和發(fā)展的情況。圖3加載裝置及儀器布置圖2試驗結(jié)果及分析2.1張拉摩阻力以非張拉端傳感器有反應(yīng)時張拉端所測得的張拉力除以試件長度計算出單位長度靜摩阻力以張拉端傳感器讀得的張拉力減去非張拉端傳感器讀得的張拉力再除以試件長度計算出單位長度動摩阻力動摩阻力始終小于靜摩阻力。不同齡期下的靜摩阻

11、力見表2。從表2中可以看出不同齡期直線配筋靜摩阻力以齡期10～15d時最低最大為1.33kN?m單位面積摩阻力為4.45N?cm2。不同齡期曲線配筋摩阻力普遍大于直線配筋摩阻力齡期10d時為1.5kN?m20d時為2.33kN?m。為了進(jìn)一步弄清楚張拉摩阻力與張拉齡期之間的關(guān)系本文對張拉摩阻力另外進(jìn)行了齡期為5、11、14、18、21、24、28、32、38、44、49、54、61、66共14組、每組3根預(yù)應(yīng)力筋的專題試驗獲得了張拉齡期

12、與張拉摩阻力(靜摩阻力和動摩阻力)關(guān)系曲線如圖4。從圖4可以看出:(1)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋齡期30d前張拉摩阻力基本上保持穩(wěn)定單位面積靜摩阻力在3.0～4.5N?cm2之間單位面積動摩阻力在1.77～3.5N?cm2之間。這說明超效緩凝砂漿能夠保持30d不硬化并具有相當(dāng)大的可塑性(2)齡期大于30d后張拉摩阻力急劇增大齡期大于60d后張拉摩阻力達(dá)到145N?cm2這時摩阻力實際主要由粘結(jié)力提供。這說明超效緩凝砂漿30d后開始硬化一旦開始硬化

13、其摩阻力迅速增大。表2緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力試件張拉摩阻力配筋方式齡期?d構(gòu)件號構(gòu)件長度?m張拉力?kN靜摩阻力?kNm1構(gòu)件號構(gòu)件長度?m張拉力?kN靜摩阻力?kNm1直線筋101—13.03.001.001—23.03.301.10153—13.02.500.833—23.02.790.93206—13.03.761.266—23.03.601.20252—13.03.991.332—13.03.901.30曲線筋109—13.04.911.

14、669—23.04.501.502010—13.07.432.4810—23.06.972.33圖4張拉齡期與張拉摩阻力關(guān)系曲線2.2開裂彎矩、極限彎矩構(gòu)件從開始加載到破壞開裂彎矩、極限彎矩見表3—1和表3—2。從表3—1可以看出同一張拉齡期下極限彎矩1個月時加載構(gòu)件(5—15—2)的極限彎矩與無粘結(jié)構(gòu)件(7—17—2)的極限彎矩十分接近說明1個月時緩凝砂漿尚未完全凝固這時梁的表現(xiàn)如同無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件2個月后加載構(gòu)件(4—14—2)(6

15、—16—2)的極限彎矩與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)件(8—18—2)的極限彎矩十分接近說明2個月后緩凝砂漿已完全凝結(jié)起到了把預(yù)應(yīng)力筋與混凝土粘結(jié)在一起的作用預(yù)應(yīng)力筋與混凝土能共同工作協(xié)同變形。曲線配筋的構(gòu)件(10—110—2)的極限彎矩接近直線配筋的構(gòu)件(4—14—2)(6—16—2)。從表3—2可以看出張拉齡期對極限彎矩有一定的影響張拉齡期為20d時最大。對于開裂彎矩從表3—1和表3—2可以看出無論是同一張拉齡期還是不同張拉齡期都十分接近說明張