浅谈施工过程中预应力钢束位置偏差对结构的影响

浅谈施工过程中预应力钢束位置偏差对结构的影响

田俊1，全恩伟2，李日善3

田俊1，全恩伟2，李日善3（1.青岛理工大学费县校区山东临沂276000；2.延边华通路桥养护工程有限公司吉林延吉133000；3.延边公路管理处吉林延吉133000）

【摘要】从上世纪50年代首座预应力混凝土桥梁修建至今，特别是改革开放以来，我国已经修建了大量的预应力混凝土桥梁。在这些桥梁的施工建设过程中，难免预应力钢束位置的将产生偏差。而预应力钢束位置的偏差究竟对结构产生怎样的影响。本文对此进行研究，为今后的预应力钢束施工误差对结构影响积累资料。

【关键词】预应力混凝土桥；施工误差；钢束；结构影响

Discussinfluenceofpre-stressedsteelbeampositiondeviationtostructureduringconstruction

TianJun1，Quanen-wei2，LIRi-shan3

(1.QingdaoUniversityofScienceandTechnologyFeixiancountycampusLinyiShandong276000；

2.YanbianHuatongRoadandBridgeMaintenanceEngineeringCo.,Ltd.,YanjiJilin133000；

3.YanbianHighwayAdministrationYanjiJilin133000)

【Abstract】Fromthe50soflastcentury'sfirstprestressedconcretebridgebuiltsofar,especiallysincethereformandopeningup,Chinahasbuiltalargenumberofprestressedconcretebridge.Theconstructionofthesebridge-buildingprocess,itisinevitableprestressedsteelbeampositionwillresultinbias.Thelocationofprestressedsteelbeamdeviationexactlywhatimpactonthestructure.Thearticlestudiesforthefutureofprestressedsteelbeamconstructionerroronthestructuraleffectsoftheaccumulationofinformation.

【Keywords】Prestressedconcretebridge;Constructionerror;Steelbeam;Structuraleffects

1.前言

从上世纪50年代首座预应力混凝土桥梁修建至今，特别是改革开放以来，我国已经修建了大量的预应力混凝土桥梁。在这些桥梁的施工建设过程中，难免预应力钢束位置的将产生偏差。基于当前《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）中关于预应力结构的基本假定和计算原理，对施工过程中预应力筋位置偏差对结构影响进行研究。

本文将从下面几个方面进行研究分析。即预应力损失的影响、结构应力状况影响、桥梁结构性能影响。

2.预应力钢束施工误差对预应力损失的影响

通过研究分析可知，在实际工程中，预应力钢束偏离Δy对预应力第四﹑六项损失影响较大，其他项影响较小。在此仅对第四﹑六项损失进行研究。

（1）预应力第四项损失，即弹性压缩损失σl4：

NP4=(σcon-σl1-σl2)AP，σPC4=NP4An+NP4ypnypnJn，

σl4=(m-1)2mnpσPC4

（2）预应力第六项损失，即混凝土收缩和徐变损失σl6：

ρ=(AP+AS)AC，ｅPS=(APypn+ASysnAP+AS)，ρPS=1+ｅPS2i2，

i=JnAn

NP6=(σcon-σl1-σl2-σl4)AP，

σPC6=［NP6An+NP6ypnypnJn］-MgkypnJn，

σl6=0.9EPξ(t)+npσpc6(t)1+15ρρps

将σl4、σl6对Δy取导，并通过试算得知，在实际工程中，当｜Δy/yp∣<0.15时改变量可能达到10~20％以上。故应考虑预应力筋偏离Δy对预应力第四﹑六项损失影响。

3.预应力钢束施工误差对结构应力影响

本文在此仅对后张法预应力结构进行研究，推导梁体下缘混凝土应力公式如下：

ePeσpeApypn-σpe1Ap1ypn1-σl6Asysn+σl61+AS1ysn1σpeAp+σpe1Ap1-σl6As-σl61+AS1

σpe=σcon-σl1-σl2-σl4-σl6，

Np=σpeAp+σpe1Ap1-σl6As-l61As1

σcχ=NPAn-NpｅpeynsJn+Mg1kynsJn+Mg2kynsJ0

将结构应力σcx对Δy取导，并通过试算得知，预应力筋偏离Δy对预应力结构应力σcx影响较大，在实际工程中，当∣Δy/yp∣<0.15时σcx改变量将可能达到10~20％以上。

4.预应力钢束施工误差对惯性矩的影响

图1预应力钢筋和普通钢筋合力及偏心矩本文在此仅对后张法预应力结构进行研究。根据现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）的计算原理，预应力钢筋和普通钢筋的合力Npo、Np及其偏心距epo、epn按下列公式计算。

NP=σpeAp+σ'peA'p-σl6As-σ'l6A's，

epn=σpeApypn-σ'peA'py'pn-σl6Asysn+σ'l6A'sy'snσpeAp+σ'peA'p-σl6As-σ'l6A's，

σpe=σcon-σl，σ'pe=σ'con-σ'l

在上面的公式中，除图中标明的常用符号可参见（JTGD62-2004）外，需另外说明的有：σpe：σ'pe后张法构件受拉区和受压区