预应力混凝土梁的挠度试验研究
体外预应力混凝土梁挠度试验研究
为 四组 ， 第 一 组 为 ２根 对 比梁 试 件 ， 这 组 试 件 不 施
加预应力 ； 第二组 为 ２ 根预应力筋混凝 土梁试 件 ， 这 组 试 件 张 拉 方 式 和力 筋 形 式 一 样 ，转 向结 构 个 数 不 一样 ； 第 三 组 为 ２根 预 应 力 筋 混凝 土梁 试 件 ， 转 向结 构 个 数 和 力 筋形 式 一 样 ， 张 拉 方式 不 一 样 ； 第 四组 为 ２根 预应 力 筋 混 凝 土 梁 试 件 ，转 向结 构 个数 和力 筋 形式 一 样 ， 张 拉 方式 不 一样 。
１ 试 验 介 绍
１ ． １ 试 件分 组 及 设 计 １ ． １ ． １ 试件分组（ 见 表 １）
Ｔ梁翼缘宽 ２ ８ ０ ｍ ｍ 、 翼缘高 ８ ０ ｍ ｍ， 肋板宽 １ ０ ０ ｍ ｍ、 肋板高 ２ ０ ０ ｍｍ，梁 受 拉 纵 筋 ２ １ ２ ，受 压 钢 筋 ４ ｃ ｂ ８ ，箍筋 距支座 １ ／ ３范围的弯剪 区 ｑ ｂ ６ ＠１ ０ ０ ， 跨 中 １ ／ ３的纯 弯 区 ｑ ｂ ６ ＠１ ５ ０ 。 上 部 钢 筋混 凝 土保 护 层 厚度为 ２ ５ ｍ ｍ， 下部钢筋混凝土保护层厚度为 ３ ０ ｍ ｍ 。 体外预应力筋为 ２ 根９ ． ５ ０ ｍ ｍ ｆ ｐ ｔ ｋ为 １ ８ ６ ０ Ｍ Ｐ ａ 高 强钢绞线 ， 对称地布置在梁 的两侧 。力筋转 向结构 孔 道 中心距 梁 底 为 ５ ０ ｍ ｍ，在 孔 道 里 预埋 Ｐ ＶＣ套 管。为防止产生应力集 中，在梁端预埋 ９ ０ ｍ ｍ× ２ ８ ０ ｍｍ×１ ０ ｍ ｍ 钢 垫 板 。 试 件 基 本 尺 寸 及 预 应 力
２ ０ １ ３ 年９ 月第 ９ 期
城 市道桥 与 防 洪
科技研究 １ ７ ５
预应力混凝土梁反拱度试验和分析
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｅ ｔ ｓ ｅ ｏ ｃ ｅｅ ｂ ａ ；ｅａ ｔ ｔ ｃ ｂ ｒ ｒ ｅ ｆｔ ｅ ａ ｔ ｃ ｍ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｓ ｅ ｓ ｄ ｃ ｎ ｒｔ ｅ ｒ ｍ ｌｓｉ ａ ｉ ａ ｅ ；ｃ ｅ ｐ ｏ ｎ ｉ ａ ｃ ｎ —ｍ ｈ — ｂ ｒ
预应力混凝 土梁与普通 混凝 土结 构相 比具有结 构刚度 好、 自重较轻等优点 ， 而且 能提高 预制装 配化程度 ＿ 。但在 ２ Ｊ 当前 ， 施工 中梁 的反拱值往往 得不到 重视 ， 这就 会 出现成 桥
Ａｂｓｒ ｃ ： ｅ ｔｅ ｓ ｄ ｃ ｎ ｒ ｔ ｅ ｍ ｕ ｏ ｓｒ ｎ ｔ ｆｐ ｅ ｔｅ ｓ ｄ ｅ ｃ ｎ ｒｃ ｅ ｉｔｎ ｅ，ｗｉ ｒ ｄ ｃ ｔ ａ ｔ Ｐｒ ｓｒ ｓｅ ｏ ｃ ｅｅ ｂ ａ ｄ ｅ ｔ ｔｅ ｇ ｈ ｏ ｒ ｓｒ ｓ ｅ ｃ ｅ ｔｉ ｘ ｓｅ ｃ ｌ ｐｏ ｕ ｅ ｌ
理
后各 片梁 的反拱值 大小不 一等 现 象 ； 而且 也会影 响桥梁结 构 的线形 美观 。针 对这 一实 际情 况 ， 本文 对预 制预 应力混
凝 土箱梁的反 拱度进 行试 验 和分析 。 以实 际工 程为 背景 ， 测量 ４ ｍ预制箱 型梁 的弹性反 拱值 和徐变 反拱 值 ； ０ 并借助 ＭＩ Ａ ／ ｉｉ分析软件建立试验箱 梁 的有限元模 型 ； Ｄ Ｓ Ｃｖｌ 将实测 值与模 型模拟结果 、 理论计算结果进行对 比分析 。
ａ ｄ ｆ ｒ ｎ ｒ ｍ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｏ ｃ ｍｍｏ ｆ ｈ ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｃ ｎ ｒｔ ｅ ｍ ｐ ｄ ｆ ｃ ｉｎ ，ｔ ａ ｓ ｅａ ｔ ｎ ｉ ａ ｅ ． Ｉ ｆ ｆ ｎ ｏ ｅ ｒ ｉ ｆｒ ｅ ｏ ｃ ｅ ｅ ｂ ａ ｕ ｅ ｅ ｔ ｔ ｌ ｏ ｈ ｔｉ ｌ ｓｉ ａ ｔ— ｍｂ ｒ ｎ ｃ ｃ
大跨径预应力混凝土箱梁开裂与下挠探讨
大跨径预应力混凝土箱梁开裂与下挠探讨大跨径连续梁桥和刚构桥的预应力混凝土箱梁，结构刚度大而变形小，同时抗风、抗震能力强，经济，耐久，因此，对跨径在30～350m范围的公路桥，广泛采用箱梁桥方案。
但是，箱梁桥在使用期间，常出现“腹板开裂”和“跨中下挠”等病害问题，且随着时间的延续而不断发展，给桥梁的安全埋下隐患，也给桥梁设计技术人员带来很大困扰。
文章从桥梁设计中的问题以及材料选用等方面提出建议并展开探讨。
标签：预应力混凝土箱梁；腹板下弯束；下挠1 腹板下弯束1.1 传统配束方案传统的大跨径预应力混凝土箱梁桥配束方案为纵向预应力配束，根据梁在荷载作用下的弯矩包络图进行设计，由纵向预应力束和离支座不同距离处的下弯预应力束组成，并配置悬臂预应力束（顶板直线束、腹板下弯束）和连续预应力束等。
1.2 新型配束方案80年代末以来，国内不少大跨径预应力混凝土连续梁和连续刚构的箱梁桥设计中采用了全部直线式的纵向预应力束（没有下弯预应力束），另加竖向预应力筋的方案。
下弯束的取消具有一定的优点，由于悬臂预应力束只采用顶板直线束，所以桥梁腹板里的预应力管道相应减少，从而减少了工程施工量和预应力束的摩擦损失。
但是，该方法使用了大量的纵向预应力束来限制主拉应力，增加了工程建设的成本，同时采用此种方法的工程在经过一段时间的运营后，出现病害的概率变大，近20年来，按这种设计方案建造的大跨径预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥，普遍地在梁腹中出现斜裂缝，跨中挠度也不断增大，有的甚至相当严重。
而加设了下弯束的箱梁桥，腹板斜裂缝较少或没有出现。
预应力混凝土箱梁桥在跨径350m之内的桥型方案选择上，具有很强竞争力，国内外有许多大跨径混凝土梁桥设计的成功实例。
采用下弯束是限制主拉应力及斜裂缝出现的最有效措施，通过对箱梁桥竣工后的运营情况对比，认为纵向预应力下弯束的取消是导致病害出现的主要原因之一。
因此，正确的纵向主预应力束的配束方案，应该是按弯矩包络图配置足够的直线束和下弯束。
预应力混凝土梁的挠度控制方法
预应力混凝土梁的挠度控制方法一、背景介绍预应力混凝土梁是一种广泛应用于建筑工程的结构型材料。
由于其优异的力学性能和较高的可持续性，预应力混凝土梁在建筑工程中得到了广泛的应用。
但在使用过程中，预应力混凝土梁的挠度问题是一个必须解决的问题。
挠度过大会导致结构的稳定性下降，进而影响建筑物的使用寿命和安全性。
因此，如何控制预应力混凝土梁的挠度成为了建筑工程中的一个重要问题。
二、挠度的定义和计算挠度是指在受力下，材料或结构产生的形变，主要指杆件在荷载作用下的弯曲程度。
在预应力混凝土梁中，挠度的计算可以采用受力分析法或基于变形的方法。
其中，基于变形的方法更为常用。
基于变形的方法是通过计算预应力混凝土梁在荷载作用下的应变，从而得出其挠度。
具体计算方法如下：1. 首先，需要确定预应力混凝土梁的截面形状和尺寸等几何参数以及材料的弹性模量和截面惯性矩等力学参数。
2. 然后，根据受力分析，确定预应力混凝土梁的受力状态，包括荷载大小、荷载位置等。
3. 接着，根据弹性力学理论，计算预应力混凝土梁在荷载作用下的挠度。
具体计算公式如下：δ = 5wL^4 / 384EI其中，δ表示预应力混凝土梁的挠度；w表示荷载大小；L表示荷载作用距离；E表示预应力混凝土梁的弹性模量；I表示预应力混凝土梁的截面惯性矩。
三、挠度控制方法为了控制预应力混凝土梁的挠度，可以采用以下方法：1. 增加预应力在预应力混凝土梁中，预应力的作用是通过预先施加的拉应力来抵消荷载作用产生的弯曲变形，从而减小挠度。
因此，增加预应力可以有效地控制预应力混凝土梁的挠度。
但增加预应力也会增加施工难度和成本，因此需要根据具体情况来选择。
2. 改变截面形状和尺寸预应力混凝土梁的截面形状和尺寸也会影响其挠度。
通过改变截面形状和尺寸，可以有效地控制预应力混凝土梁的挠度。
例如，在横向方向增加梁的宽度或高度，可以增加梁的抗弯刚度，从而减小挠度。
3. 改变材料的弹性模量材料的弹性模量也会影响预应力混凝土梁的挠度。
大跨度预应力混凝土梁实验研究与分析
张拉顺序 第一束钢筋锚 固后 第二束钢 筋锚 固后 第三束钢 筋锚 固后 第四束钢 筋锚 固后 锚具变形和钢筋 内缩 ／ ｒ ｒｎ ｎ ５９ ． ７２ ． ６４ ７１ ．
Ｃ Ｋ ２１ Ｙ Ｌ １ 支座剖面示 意图
Ｃ Ｌ １ 跨 中剖面示意图 ￣＜ ２ １
图 １ 梁 Ｃ ＫＬ １ Ｙ ２ １的支 座 和 跨 中 示 意 图
２ ２． 柱顶水平变位和梁的反拱值 ． ３
ＣＫ １ Ｙ Ｌ２ Ｊ梁 东 端
图 ２
张拉 顺 序 示 意 图
一
Ｃ ＫＬ １ Ｙ ２ １梁 张拉锚 固后 ， 梁西 端 中心线 与柱 中心线相 交处 向东水平位移为 ０ ０ １ｒ ｎ 远 小于层 间 弹性 位 移限值 。张拉每 ．４ ｌ ， ｌ ｌ 根钢筋时 ， 分别测出梁跨 中和两端 １ ０ ，０ ％Ｏａ， 固放 ０ ％ｄ １３ ＇ｎ锚 ｃ
所以规范给 出的值是合理 的。
表 １ 摩擦 系数 ｜ 值 Ｉ Ｉ
张拉顺序 第一束钢筋张拉到 １ ０ ＇ｎ ０ ％Ｏ ｅ ｏ 第二束钢筋张拉到 １ ０ ＇ｎ ０ ％Ｏ ｅ ｏ
】 ； ； 】１ ２ ｆ ２ ２ （
０ ２ ．２ ０ １ ．８ ０ １ ．９ ０ ２ ０
第三束钢筋张拉到 １ ０ ＇ｎ ０ ％Ｏ ｅ ｏ 第 四束钢筋张拉到 １ ０ ＇ｎ ０ ％Ｏ ｅ ｏ
～
２ 检 测前 的准 备工 作ｕ Ｊ
２ １ 检 测 梁位 移 （ ． 包括挠 度 ） 所用仪 器及 布置
把位移计安放在柱顶相应 位置处 ， 测读 张拉后的柱顶水平变
张后三种情况下 的挠度 （ 向下 的挠度 为负 ）其 变化 曲线如 图 ３ 设 ， 图 ５所示 。由图可知 ： 三种情 况下 在各荷 载步下 的挠度值基本
混凝土梁的挠度控制标准
混凝土梁的挠度控制标准一、前言混凝土梁是建筑结构中常用的构件之一，其在建筑物中承担着重要的荷载传递和支撑作用。
然而，由于混凝土梁的强度和刚度不同于钢结构，其在受荷时会发生挠度变形，因此需要对其进行挠度控制，以保证建筑物的安全性、稳定性和舒适性。
二、挠度控制的必要性挠度控制是混凝土梁设计和施工中必要的一项工作。
如果混凝土梁的挠度超出规定的范围，将会对建筑物的使用功能和安全性造成严重影响，例如：1. 挠度过大会导致建筑物的不稳定性和结构破坏，危及人身安全。
2. 挠度过大还会影响建筑物的使用功能，例如，如果混凝土梁的挠度过大，会导致地面不平，影响人们的走路和行动。
3. 挠度过大还会影响建筑物的舒适性，例如，在公共场所，如果混凝土梁的挠度过大，会导致人们感到不适，影响场所的舒适性。
因此，挠度控制是混凝土梁设计和施工中必要的一项工作，可以保证建筑的安全性、稳定性和舒适性。
三、混凝土梁的挠度控制标准混凝土梁的挠度控制标准主要包括以下几个方面。
1. 挠度限值挠度限值是指混凝土梁在荷载作用下允许的最大挠度值。
挠度限值的确定应考虑建筑物的使用情况、荷载类型、荷载大小和荷载持续时间等因素。
根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）的规定，混凝土梁的挠度限值应符合下列要求：（1）对于住宅、办公室、商场等一般建筑，混凝土梁的挠度限值不应超过跨度的1/250。
（2）对于公共建筑、工业建筑等结构在荷载作用下要求较高的建筑，混凝土梁的挠度限值不应超过跨度的1/400。
2. 钢筋混凝土梁的挠度控制钢筋混凝土梁的挠度控制应按照以下要求进行：（1）在设计和施工中，应采用合理的截面尺寸、钢筋配筋和混凝土强度等措施，以保证梁的刚度和强度。
（2）在施工过程中，应按照设计要求进行浇筑和养护，避免出现混凝土裂缝和质量问题。
（3）在使用过程中，应按照规定的荷载要求进行使用和保养，避免超载和不当使用。
3. 预应力混凝土梁的挠度控制预应力混凝土梁的挠度控制应按照以下要求进行：（1）在设计和施工中，应采用合理的预应力力度、预应力筋的布置和混凝土强度等措施，以保证梁的刚度和强度。
大跨径预应力简支T梁施工期挠度测试及控制
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正分， 后 ５ 米预应力９，准 ８ ．体 ｓ 论算 ４ 戴瓮的系 态嚣张 图 Ｉ 平值 ’ 篓 黧 … 计 布 拉挠 ０均 ｒＴ粱 差． 粱 理一 度 ８苘支 喜 ８ 差看标 啪 ２ｍ ． 景 ａ 图 荷与釜关图
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式靠辛 中 ＝
挠度 ，而其 中 为预应力作用下 的截 面弯矩 （ 除张拉锚 固 扣
如 初 张 力 用 引 的 期 这将培施工 验收及施工 质量 带来很 大影响 。 到 的挠度值 与实 为 始 拉 作 下 起 短 ②用 《 公路桥 梁设计手册》１ 法 计算得 ［方 ｌ
阶产的应损值； 墨 一恒 占 段生预力 失） — 为期载产 ＝
椒江大桥跨 ‰ 简支 Ｔ粱 （ Ｉ ，采用后张法 ．Ｏ Ｍ锚 ． 图 ） Ｖ 两端 同时张拉 ，预应力钢绞线采用 ９ 帖，每根粱 ７柬 ，抗拉 —７
土采用 ｃ ０ ５ ＋丘 ：３５ｘ１＇ Ｐ ， ． ０Ｍ ａ ＝２９５ｘ１ ． ７ Ⅷ】，抗压强 ａ
强度标准值 衅 ＝Ｉ Ｏ ｌ．弹性模量 丘＝Ｉ 枷 ａ ｒ Ｍ￣ Ｊ Ｏ ．ｘ ９ Ｐ，混凝 径粱施 工期 拱度增大的主要 原 因。 由于预应 力混凝 土简支梁 ，
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后张预应力ｊ凝土 Ｔ型梁已在高等级公路的大型桥梁中得到 ｌ Ｉ
了广泛 的应 用，取 得 了显 著的 经济和 社会效 益。但 大跨径 预 应力筒支 Ｔ粱 （０ ３ｍ以上 ）由于对 结构施加 了较大的预 应力 ， 梁体的拱度在桥 面铺 装 期问普遍呈 现 较大的量 值 ，同时 由于
度设计值 盈 ＝２ ．枷Ｐ．重度 ｐ＝２ １ ／ ，泊松 比 ｕ ． 。 ８５ ａ ５ ￣Ｍ ｄ ＝０ １ 桀各截面参数如图 １ 所示。
混凝土梁的挠度计算与控制
混凝土梁的挠度计算与控制混凝土梁作为一种常见的结构元素，承载着重要的荷载。
在使用过程中，梁的挠度是一个非常重要的参数，直接影响到结构的稳定性和使用寿命。
因此，对于混凝土梁的挠度计算与控制有着重要的研究价值。
一、混凝土梁挠度的计算方法混凝土梁的挠度计算是一项复杂的工作，涉及到多个因素的综合考虑。
通常的计算方法包括弹性计算法和塑性计算法。
1. 弹性计算法弹性计算法是最常用的一种计算梁挠度的方法，它基于弹性理论，假定混凝土梁在荷载作用下弹性变形，不考虑梁的破坏。
这种方法适用于小荷载下的梁挠度计算。
具体的计算步骤是：首先，根据梁的截面形状、材料弹性模量、截面惯性矩和截面高度等参数，计算梁的刚度；然后，根据荷载大小和作用位置，计算出梁的弯矩分布情况；最后，根据梁的刚度和弯矩分布，计算出梁的挠度。
2. 塑性计算法塑性计算法是一种考虑梁的破坏情况的计算方法，适用于大荷载下的梁挠度计算。
该方法通过建立混凝土梁的破坏机制和塑性曲线模型，以及考虑梁的非线性行为，计算梁的挠度。
具体的计算步骤是：首先，根据梁的截面形状、材料弹性模量、截面惯性矩和截面高度等参数，建立梁的塑性曲线模型；然后，根据荷载大小和作用位置，计算出梁的塑性区域和破坏模式；最后，根据梁的塑性曲线模型和破坏模式，计算出梁的挠度。
二、混凝土梁挠度的控制方法混凝土梁的挠度控制是为了确保结构的安全和正常使用。
常用的控制方法包括材料选择、截面形状设计和施工工艺控制。
1. 材料选择在混凝土梁的设计和施工中，合理选择材料是挠度控制的关键。
通常采用高强度混凝土和高强度钢筋，以提高结构的刚度和抗弯能力。
此外，还可以采用预应力混凝土，通过预应力力和混凝土的共同作用，减小梁的挠度。
2. 截面形状设计混凝土梁的截面形状对于挠度的控制也有着重要的影响。
合理选择截面高度和宽度比例，增加梁的刚度，可以有效减小挠度。
此外，可以采用变截面和梁肋设计等方法，增加截面的刚度和抗弯能力，进一步控制挠度。
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预应力混凝土梁的挠度试验研究
一、研究背景
预应力混凝土梁是一种广泛应用于建筑结构中的重要构件，其具有承
载力强、耐久性好、施工方便等优点。
然而，在长期使用过程中，预
应力混凝土梁可能会出现挠度过大的问题，严重影响其使用寿命和安
全性能。
因此，对预应力混凝土梁的挠度进行试验研究，具有重要的
理论和实际意义。
二、试验目的
本次试验旨在探究预应力混凝土梁的挠度特性及其影响因素，为其设
计和使用提供参考依据。
三、试验设计
1、试件制备
本次试验采用的预应力混凝土梁为T形梁，梁长为3m，梁高为0.3m，梁宽为0.2m。
在制备过程中，首先进行钢筋的预应力加固，然后在钢筋上浇注混凝土，待混凝土初凝后，进行预应力张拉，最后养护28天。
2、试验方案
本次试验共设计了3组试验方案，分别是：单点荷载试验、均布荷载
试验和不同预应力水平试验。
其中，单点荷载试验和均布荷载试验的
荷载值均为梁的极限荷载，不同预应力水平试验的预应力水平分别为0、30%和60%。
3、试验装置
本次试验采用的试验装置为万能材料试验机，荷载传感器采用压力传
感器，位移传感器采用激光位移传感器。
四、试验步骤
1、单点荷载试验
在试验机上设置单点荷载，记录荷载值和挠度值，直至梁断裂。
2、均布荷载试验
在试验机上设置均布荷载，记录荷载值和挠度值，直至梁断裂。
3、不同预应力水平试验
在试验机上设置不同预应力水平，记录荷载值和挠度值，直至梁断裂。
五、试验结果
1、单点荷载试验结果
试验结果表明，单点荷载试验的挠度与荷载呈线性关系，当荷载达到
极限荷载时，梁的挠度达到最大值。
2、均布荷载试验结果
试验结果表明，均布荷载试验的挠度与荷载呈曲线关系，当荷载达到
极限荷载时，梁的挠度达到最大值，且比单点荷载试验的挠度大。
3、不同预应力水平试验结果
试验结果表明，预应力水平越高，梁的挠度越小，且在荷载相同时，
预应力水平越高，梁的挠度变化越小。
六、试验结论
本次试验结果表明，预应力混凝土梁的挠度与荷载、预应力水平等因素密切相关。
在设计和施工中，应根据实际情况合理选取荷载和预应力水平，以保证梁的安全性和使用寿命。
七、试验局限
本次试验仅对预应力混凝土T形梁进行了挠度试验，未考虑其他因素对挠度的影响，因此结果具有一定局限性。
八、参考文献
1. 王建平. 预应力混凝土结构[M]. 北京: 人民交通出版社, 2007.
2. 杨兴中. 预应力混凝土[M]. 北京: 人民交通出版社, 2006.
3. GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》.。