時間：2022-05-31 23:19:27
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇預應力技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1引言
預應力砼結構較普通鋼筋筋結構不僅用料省，且使用性能好，但其施瓜工藝復雜，技術要求甚高，在一定程度上阻礙了預應力的進一步發展和推廣應用。為簡化預應力砼的施工工藝人們曾進行多方面的努力，預彎復合梁[1]即是其中之一，該梁既具有預應力梁良好的使用性能，又省去了常規預應力所必須的留孔、穿索、張拉、錨固、壓漿、封錨等一整套工序，施工工充得到簡化，但其用鋼量卻急刪增加，以致在大多數國家和地區難以推廣應用。可見，現有的預應力砼結構左良好的使用性能、用料的經濟性及施工的簡易性三方面并未達到完美的統一，尚需我們做出不斷的努力，為此周志詳副教授提出預彎預應力鋼筋砼（以下簡記為PFRC）梁的設想，并在三跨連續梁橋上進行應用研究，以期求得一種更合理和經濟的結構及預應力施工工藝。
2PFRC梁的工藝及原理
現以簡支梁為例，說明PFRC梁的施工工藝及預應力原理：
（1）按鋼筋砼梁方式制作，具有適當預拱度的梁體，與鋼筋砼梁所不同的是PFRC梁受拉主筋宜采用冷拉粗鋼筋，并需在梁的受拉邊可能出現裂縫兇區域設置預留槽口該區段內的主筋凈保護層厚度取為箍筋的直徑。
（2）對許梁施加預定的豎向荷載p，此時，在預留槽口的頂端會出現裂縫。
（3）綁扎受拉邊翼緣的構造鋼筋（注意插入式馬蹄箍筋應通過預留槽口插入先澆梁體內澆注該翼緣的砼）。
（4）待后澆受拉邊翼緣砼達到強度后，卸除預加荷載P。
現依據容許應力法理論對梁在上述預加載和卸載過程中跨中截面應力的變化
分析如下。
對設有預留糟口的鋼筋砼梁作預加載時的計算截面及應力分布，此時梁的受拉力已開裂（預留槽口的存在即人為地規定了裂縫出現的位置及間距），受拉區僅計入主筋的作用。若換算截面對其重心軸的慣性距為I01，則在預加荷載彎矩MY的作用下上緣砼的壓應力σh1和受拉鋼筋的應力σg1分別為：
σh1=MYX1/I01（壓）
σg1=nMY(h-X1)/I01（拉）
式中n表示鋼筋彈性模量與砼彈性模量之比，X1為上緣至中性軸的距離。
在后澆下翼緣砼到強度后，卸除預加荷載p相當于梁施加了反向的預加載p，因此跨中截面受到了負彎矩MY的作用，此時梁的下半部分后澆下罷緣砼將參與受力，其計算載面及應力分布，設換算截面對其重心軸的性矩這I02，則梁緣上下邊緣砼的應力σh2、σh3和鋼筋的應力σg2分別為：
h2=MYX2/I02（拉）
σh3=nMY(h-X2)/I02（壓）
σg2=nMY(h0-X2)/I02（壓）
式中X2為上緣到中性軸的距離。
梁截面的實際應力分布為單獨考慮預加載和卸除預加載兩種情況載面應力的迭加，幫梁的上、下邊緣砼應力σhs和σhx及主筋應力σg分別為：
σhs=σh1-σh2=MY(X1/I01-X2/I02)（壓）（1）
σhs=σh3=MY(h-X2)/I02（壓）（2）
σg=σg1-σg2=nMY[(h0-X1)/I01-(h0-X2)/I02]（拉）（3）
若梁在使用荷載作用下所受到的彎矩為M，則梁上、下邊緣鹼的應力分別為：
σhs=MY(X1/I01-X2/I02)+MX2/I02（4）
σhs=(MY-M)(h-X2)/I02（5）
由（5）式可見梁在不大于預0加荷載彎上MY，的作用下，其后澆下翼緣砼內不出現拉應，（暫不計砼收縮，徐變及鋼筋松馳的影響），即該梁的下翼緣右以具有足夠大的抗裂度，故梁，主筋得到可靠的保護，在使用荷載作用下梁截面的抗彎剛度因下翼緣砼參與工作而得到顯著提高，其計算剛度與同截面的常規預應力砼梁相差元幾，該梁的梁腹雖然尚存裂縫，但這些，縫并不穿過梁內受力鋼筋（受拉主筋和箍筋）且不影響結構的受力狀況，從鋼筋砼的觀點看，念些裂縫是允許存在的。
由此可見PFRC梁是通過在鋼筋砼梁受載條件下二次澆注受拉邊翼緣砼來代替常規預應力砼中的張拉鋼盤，使后澆翼緣砼借助卸載時梁內主筋的彈性恢復獲得所需要的預應力。為此，在先澆梁體的受拉邊設看預留槽口是十分必要的，它具有如下凡個作用：①充當新、舊砼結合界面的剪力槽；②人為地控制荷載下裂縫出現的位置及間距，③便于后澆翼緣的插入式馬蹄箍伸人先澆梁體內，進一步保證新、舊砼結合的整體性；④確保受控邊翼緣范圍內封無原發裂紋存在，使整個翼緣都受到應力的作用。
3試驗研究簡況
3.1試驗梁的制作
第一批試驗梁共5片，用于短期靜載試驗，其中4片為PFRC梁，余下的一片為與之比較，鋼筋砼梁（一次澆成，不作預加載處理），編號為RCL10-00.0。在PFRC先澆粱體中，以高5cm，厚2-3cm的楔形木板形成預留槽口，在預加載條件下4片PF梁的純彎段及其附近區域內每一個預留槽口的頂端都對應有一條裂縫（其寬度＜0.04cm），在兩相鄰預留槽口之間未發現新的裂縫產生，表明預留槽口達到了人為控制裂縫出現的位置及間距的目的，對梁下緣砼表面進行打毛后邦扎受拉翼緣構造鋼筋（縱筋和插入式馬蹄箍箭），用高流動性普通水泥砼（坍度為10cm）灌注受拉翼緣砼，并對此砼加強養護、直到卸除預加載時均未發現后澆砼表面有收縮裂縫產生。
3．2試驗方法
本次試驗的目的在于考查瑯梁通過預加載條件下二次澆注受校邊翼緣砼的處理，是否能夠達到推遲開裂和提高粱的抗彎剛度效果，為此開裂荷載和梁的變形成為試驗觀測的重要內容。同時考慮到工程實踐中多數結構都承受循環荷載的作用，故首先對每梧梁進行三次靜力循環加載試驗，借以獲取一些梁在多次重復荷載下的試驗數據，之后即對梁繼續加載至破壞。
3.3梁的開裂
5片試驗梁的第一條裂縫均為彎曲裂縫。PCL10-0.0在第一靜載的第2.5級荷載下即在跨中下緣位置產生第一條裂縫。其寬度為0.01mm，高度為3cm，其余各梁（PFRC梁）的下翼緣在前二次靜力加載、卸載的過程中均未發現裂縫，第一條裂縫均在第三次加載下產生，其寬度為0.02-0.03mm，高度2-3cm，試驗表明，PF梁下翼緣第一條裂縫出現的位置與先澆梁體預留槽口的位置并無必然的聯系。不難得到PFRC梁的抗裂彎Mf為：
Mf=My+rR1Wox（6）
其中：My為預加載產生的彎矩；r為塑性影響系數；Wox為扣除梁腹已裂部分的換算截面對受控邊緣的抵抗矩；R1為下緣鹼的抗拉強度。試驗表明，梁的實測抗裂變矩與按（6）式得到的計算相吻合，從而在理論和試驗兩方面都證實了：通過預加載條件下二次澆注受拉邊翼緣砼的處理后的梁，可以推遲受控翼緣砼的開裂至希望程度。
3．4粱的撓度
PCL梁在第一次靜力加載后的殘余撓度數值因故未獲得，在第二次靜載后測得殘余撓度為0.18cm（不包含第一次靜載后殘余撓度），據結構承受靜力循環荷載的一般規律可以推知，其第—次靜載后的殘余撓度將大于0.18cm，該梁在第二次靜載時各級荷載的撓度較第一次靜載時對應的撓度值有大幅度的增加，第三次靜載的撓度亦大于第一次撓度，說明該梁的彈性恢復能力較差，此為RC梁的一大缺點，而4根PF粱在第一次靜載后的殘余撓度均在0.10-0.08cm，第二次卸載至0后幾乎未發現新的殘余撓度產生。且三次靜載下各級荷載對應的撓度無明顯差異，表明PF梁在下翼緣開裂前具有較強的彈性恢復能力，即具有常規預應力砼梁的特點。
綜上所述，PFRC不僅具有較強的彈性恢復能力，而且具有足夠大的剛度，保持了常規預應力鹼梁的優越性，且避免了常規預應力砼粱因預應力度過大而引起的一些矛盾。
3.5長期受載情況
在靜載試驗的同期，還做了2片梁的室外長期加載試驗，梁的截面同靜載試驗梁，主筋為冷拔鋼絲，所受荷載為該梁預計使用荷載的75％（相當于橋梁恒載），經長達—年的長期觀測表明，梁的撓度和腹部裂縫寬度元明顯變化，梁的下翼緣未發現裂縫。
4PFRC在連續梁橋中的應用
4.1橋梁概況
民生橋位于四川省名山縣城中心，為跨越名山河連接兩岸主街道的城市橋梁，橋寬20m，橋軸線與河床軸線的交角為45°，主梁全長61m，設計荷載為-20，掛-100，人群400km/m2。原設計上部結構為3跨20m跨徑的后張預應力砼簡支斜梁嬌，橋梁橫斷面由12片T形梁構成，下部構造為重力式墩臺。
4.2結構設計
經綜合考慮用材的經濟性，施工的簡易性及良好的使用性，本橋更改為三跨連續斜粱橋，橋梁橫斷面由4片現澆砼T型梁構成，主梁間距380cm，高130cm。
設計中著意減小了主粱彎矩粱段的剛度，增大了負彎短梁的剛度，從而減小了正彎矩粱段的長度及彎矩峰值，增大了負彎矩粱段的長度及彎矩峰值，故在正彎矩梁段按普通鋼筋砼粱設計，避免了在下翼緣進行二次澆注砼，在負彎矩梁段按PFRC粱設計，預應力鋼筋采用冷拉Ⅳ級鋼筋，預加載下需在主梁頂面進行的二次澆注砼可與橋面鋪裝同期進行，施工工序與普通鋼筋砼相近，卻節省了大量鋼材并增加了橋梁的使用性能。
主梁內力分析采用橋粱專用程序計算，正彎矩梁段按普通鋼筋砼梁（RC梁）設計，負彎矩梁按PFRC梁設計，其極限承載力滿足規范的要求，梁在施工及使用階段的應力驗算滿足《橋規》的要求，預加載階段的計算截面為扣除受拉區砼面積的換算截面，卸除預加載及其以后的使用階段的計算截面為扣除梁腹己裂部分砼面積（計人后澆砼面積）的換算截面。主梁斜截項按普通鋼筋砼梁進行強度設計。
4.3施工要點
為減少旋工費用，避免大型起吊設備的使用，本橋主梁擬定為就地支架立模現澆砼，其主要步驟如下：
（1）支架立模澆注主梁及RC梁段的橋道板砼；
（2）待主梁砼達到14d齡期和80％的設計強度后拆除支架；
（3）安裝人行道板及澆注RC梁段的橋面鋪裝；
（4）對橋進行預加載；
（5）用微膨脹砼澆注PFRC梁段的橋道板和橋面料裝砼，要求灌滿全部預留槽口，
（6）待砼達14d齡期后，卸除預加荷載，該橋于1995年12月18日建成通車。
5效益分析
目前國內外常用的預應力砼有兩種，即常規預應力砼梁（簡記為TPC；通過張拉綱筋使砼獲得所需的預應力）和預彎復合梁（簡記為PFRC；借助受載后的鋼梁在卸載時的彈性恢復并獲得砼所需的預應力）。
PFRC梁較TPC梁簡化了施工工藝，省去了TPC所必須的留孔、穿索、錨固、灌漿、封錨等一系列復雜的工藝，且不用張拉機具，降低了施工技術要求，無需錨具及錨下墊板和局部加強鋼筋，受拉主箭可根據強度要求在適當的位置切斷，放可節省材料：PFRC中砼所獲得的預應力與梁抵抗外荷載所需的預應力的分布及大小相吻合，其預加載方式與使用階段梁受載情況一致，預加載過程即對梁進行一次質量檢驗，故受力合理，使用安全。
與PFSC相比PFRC用鋼量顯著減少，施工更為簡便，適用性廣。
在名山民生橋應用PFRC技術，與原設計常規預應力砼梁相比，節省XM157-7型鋼絞線群錨240套，φ65波紋管2500m，省去了張拉設備，簡化了施工工藝，全橋所需人工減少2953個工日，因采用連續梁橋減小了支座數量，使橋梁墩臺圬工數量減少約670m3，總計使橋梁造價降低38萬元，占全橋總造價的21.6％。連續梁橋方案在梁高不變的條件下增大了主孔跨徑，利于排洪和與環境的協調，具有明顯的社會效益。
6結論
（1）試驗研究和理論分析表明：PFRC梁通過預加豎向荷載條件下后澆受拉力翼緣砼的工藝處理后、能夠達提高梁的正截面抗裂度和抗彎剛度之目的，且較常規應力砼梁施工簡便，受力合理，較預復合梁節省鋼材，故PFRC技術是合理可行的。
第一，預應力構件的生產數量與工程的施工期限；第二，預應力構件應該要安全適用、經濟合理、質量好；第三，操作流程簡便、可控性強、生產周期短、周轉快；第四，耐久性強、模板拆裝便利、設施可靠性強；第五，由于預制場場地的土質為砂性土，所以，施工人員在開挖時不可以深挖。面對此種情況，該項工程需要采用槽式、四橫梁墩的臺座進行預應力張拉和放張。
2預應力技術的應用問題
2.1預應力的構件發生斷裂現象
最主要的問題大概有以下幾點：在構件中，經常會發生裂縫的現象，荷載對橋梁的作用使得橋梁發生裂縫在所難免，相關的規范允許部分的預應力構件發生限制條件內的裂隙，部分在預制場內部的構件就應該避免干縮與溫縮在張拉之前出現裂縫。這樣的裂縫是具有不一樣的特點的，通常它們會在構件的表面分布，并不均勻，裂縫較細，梁板等構件的裂隙大部分是短向的分布，位置并沒有規律性，部分時候還會出現在箍筋位置。出現的頻率也比較高，伴隨著荷載的不斷增加，部分裂縫會變大，隨著時間的推移，裂縫就會越來越大，最終導致安全隱患的發生，更嚴重的還會發生道路或是橋梁的塌陷，造成安全事故等，使得人民群眾的生命財產安全受到一定的威脅。
2.2預應力構件的張拉力失控
預應力的構件會發生張拉力失控的現象，主要是由于進行預應力的施工作業時操作的不規范，尤其是對預應力張拉控制的不得當就會影響到橋梁的質量，影響的效果較大。施工的過程當中要保證張拉作業都是采用預應力筋的伸長量與張拉力雙制的，主要是張拉力，測量預應力筋的伸長值，對其進行準確的校核。但在實際的應用過程當中，由于相關的工作人員不嚴謹，所采用的千斤頂并未通過計量標定，相關的施工人員也并沒有受到過專業的訓練，對專業的知識不熟悉，工作的過程并不能按照要求的規定實施，對技術的使用不規范，這些都是影響張拉力，導致其失控的主要因素。這就會造成預應力構件的使用過程中，出現比較嚴重的技術性問題，從而導致了道路及橋梁的施工隱患。
3改進預應力技術應用問題的對策
3.1加強技術人員與施工人員間的合作
在工程施工的過程中，工程的技術人員應該同施工設計人員保持順暢的溝通與良好的合作；并且，技術人員還應該要進入到施工現場中，對現場的施工行為進行有效指導，做好對已經施工完成的部分的檢查工作；而且，還應該將工程設計方案交給施工人員，告知其重要的施工環節的技術要點，使得其能夠明確施工過程中需要嚴格控制和密切關注的問題。與此同時，由于混凝土對工程施工質量具有直接影響，所以，技術人員還要將混凝土質量與施工方法告知施工人員、向其詳細交代工程施工的張拉程序和注意事項，使得其能夠更好的按照合同上的規范要求完成工程的施工工作[5]。
3.2提升技術人員專業技能
【關鍵詞】先張法預應力混凝土 橋梁裂縫裂縫原因 裂縫防治 混凝土
中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：
一．引言
隨著我國改革開發的不斷深入，城市建設的步伐也越來越快，高速公路建設開展的如火如荼。由于我國地形條件復雜，在高速公路中，橋梁起到承接、抬高的作用，橋梁的建設也隨著高速公路的發展而突飛猛進。從我國20世紀80年代開始引進預應力結構開始，預應力結構在橋梁施工中得到廣泛應用。據數據統計，在我國目前的高速公路中，約有70%以上的橋梁中都使用了預應力混凝土。在預應力混凝土施工后，橋梁容易出現早期裂縫，此類裂縫現象是較為常見的問題。
二．先張法預應力混凝土橋梁早期裂縫形成原因。
1.混凝土本身引起的裂縫。
（1）形成原因。
預應力混凝土是通過在普通高強度水泥混凝土中配置預應力鋼筋或者是配置非預應力骨架鋼筋組合而成的，在先張法預應力混凝土橋梁早期裂縫中，產生裂縫的主要原因同混凝土直接相關。預應力混凝土通常是由水泥、石、砂、水等組合而成，其為非均質材料，在混凝土凝結成為強度形成的期間，難免會產生材料的收縮，同時又不能完全的消除收縮。收縮成為混凝土的重要特性。由于混凝土出現收縮，形成普通收縮裂縫、沉縮裂縫、干縮應力裂縫等不同形式的收縮裂縫。在實際工作中，預應力混凝土工程在構建規格、原材料、施工工藝等等較普通混凝土的具體情況較為復雜，因此也比較容易出現收縮裂縫。
（2）防治措施。
在預應力混凝土工程中，對水泥混凝土強度的要求比較高，目前在我國絕大部分高速公路的預應力混凝土工程中都是采用高強度的混凝土。預應力工程中對高強度水泥混凝土的水泥用量較大，其坍落度較大，這導致出現收縮裂縫的比率大大提高。沉縮裂縫是由于混凝土的自身重力作用，在混凝土終凝完成前形成鋼筋位置開裂的現象。防治收縮裂縫的主要方法是要合理布局鋼筋，同時要盡量避免有使用多余的水泥，要合理使用級配良好的骨料。在水泥混凝土的固化過程中，由于游離水的蒸發，導致混凝土內外部的干縮速度也不一樣，造成在表面和內部產生干縮應變，形成了干縮應力，導致在混凝土表面形成裂縫。防治干縮裂縫的方法是要嚴格控制混凝土的用水量，并適當加入減水劑。在預應力混凝土裂縫中，普通的收縮裂縫是由于混凝土本身溫度降低，在固化過程中體積減少形成的裂縫，其防治措施為在進行混凝土設計時，要盡量減少體積，同時要制定措施降低混凝土內外部的溫差。
2.混凝土內外溫差引起的溫度應力裂縫。
（1）形成原因。
混凝土溫度應力是由于混凝土中水泥在水化過程中需要產生熱量，在大體積混凝土內部形成較為集中的熱量，同時由于預應力混凝土的截面厚度較大，水化熱都聚集在混凝土結構內部，導致混凝土內部溫度升高。而在混凝土表面，由于表面散熱條件較好，熱量散發較快，溫度較低。當預應力混凝土內部熱量與表面的溫度差異較大時，會在混凝土內部形成溫度應力作用，形成溫度裂縫，影響建筑結構。在預應力混凝土中形成的溫度裂縫是由于混凝土溫度內高外低，形成了溫度的梯度，在混凝土內部產生壓應力，其表面產生拉應力，當混凝土的抗拉強度不足以抵抗內部的溫度應力時，會在混凝土表面產生裂縫。一旦受到地基或者是其他約束條件時，產生的拉應力超過混凝土強度時，會形成貫通的裂縫。
預應力混凝土施工技術要求相對于常規混凝土施工技術較高，其主要因素就是因為水泥水化熱形成的混凝土溫差、混凝土收縮引起的溫度應力裂縫。在進行施工控制時，要關注收縮應力指標，通過測量混凝土澆筑體中心和澆筑體表層的溫度差，計算里表溫差；在散熱條件下，計算混凝土內部溫度達到溫升峰值后，在單位時間內溫度下降的數值，計算預應力混凝土的降溫速率；嚴格控制混凝土拌合物澆筑入模時的溫度，掌握入模溫度；同時要防止影響結構安全和使用功能的有害裂縫。
（2）防治措施。
預應力混凝土對溫度的反應較為敏感。在我國的北方地區，空氣較為干燥，白天夜晚的溫差也較大，氣溫溫差較大，導致在預應力混凝土的表面溫度發生急劇變化，梁體的上下底板收縮力度不一致，形成較大的溫度應力，導致形成收縮裂縫。另外，在環境溫差較小時，預應力混凝土的內部水化熱導致內部溫度升高，當內部溫度高于外部時，造成表面收縮，形成裂縫。防止此類裂縫的方法是要采用低水化熱的水泥或是粉媒灰水泥，降低水化熱。在施工時，要注意做好夜間的混凝土保溫工作，可以采取草袋或麻袋覆蓋的方式進行保護。
3.混凝土施工工藝不當引起的裂縫。
（1）形成原因。
在先張法預應力混凝土中，存在有規則的縱縫或是橫縫、呈不規則狀分布的龜裂裂縫、平行于長邊的裂縫、平行于短邊的裂縫。同時也有在夏天的中午澆筑的預應力混凝土由于澆筑時間過長，導致混凝土振搗困難，形成施工裂縫。施工裂縫是由于拆模過早、施工中段、吊裝啟動速度快、操作時產生振動等形成的。在混凝土施工過程中，攪拌不均勻會導致在水泥較為集中的地方形成散射式的裂縫。同時由于減水劑使用后，要求澆筑時間適當縮短，而又因為商品混凝土的運輸距離和時間較長，混凝土的上料速度較慢，從而導致在澆筑時，時間相對較長，造成坍落度損失。
（2）防治措施。
防止此類裂縫的方法就是要嚴格按照施工規范來進行操作。在混凝土攪拌時，要攪拌充分，要將攪拌時間控制在2分鐘到5分鐘之內。為了提高混凝土的強度，要適當縮短運輸距離，減少混凝土振搗時間，在施工前，要做好臺座、模版的檢查，避免出現角落裂縫，同時要對使用機器的性能進行檢查，避免在使用過程中出現故障，造成澆筑中斷。
4.混凝土后期養護不當。
（1）形成原因。
由混凝土后期養護不當造成的裂縫多半是平行于板短邊的橫向裂縫，部分位置存在不規格的龜裂裂縫。這些裂縫主要集中在梁的外表上，表現的最多的就是收縮裂縫。在工程施工中，許多單位都不注意對梁板的養護，沒有進行及時的澆水養生處理。由于缺乏對梁板預制后的梁體覆蓋保護，導致梁體表面的水份丟失，在其表面形成較大的溫差，最終形成了裂縫。梁體不覆蓋，導致養生失去了實際效果，同時由于預應力混凝土在養護中對水的需求較大，梁板要在空氣中進行保濕，要發生較好的水化作用，來提高梁板的強度；梁板在空氣中，在白天表面形成較高的溫度，而在夜晚隨著環境溫度下降，表面溫度急劇下降，形成了裂縫。另外，由于對梁板的覆蓋過于嚴密，稿子混凝土中有大量的水化熱無法散發出去，形成了溫度應力裂縫。
（2）防治措施。
混凝土養護不當造成的裂縫主要防治措施是要及時做好養護工作，在初凝形成后就要開始進行養生處理；工程施工中，要及時拆模，要讓混凝土擁有充分的散熱和養生。在我國北方地區，通常可以采用草袋或是麻袋進行覆蓋，使用塑料薄膜進行覆蓋時，要相當慎重，既要保障能充分散熱，又要不至于過度散熱。
5.材料缺陷引起的裂縫。
（1）形成原因。
材料缺陷形成的裂縫主要集中在粗骨料的周邊地方或是有泥塊的地方，通常都是沉縮裂縫和龜裂裂縫。在混凝土配比中，因為配合比的不準確、砂石材料的計量誤差、加水計量控制不準等情況都可能造成石子多砂漿少。在進行混凝土攪拌時，攪拌不充分，砂、石等粗細骨料為均勻分布，導致混凝土的和易性差。在混凝土澆筑中，由于下料方式不當，導致粗細骨料分離，造成混凝土的離析度高。對澆筑中，下料控制不夠，沒有進行分段下料，后期振搗不密實、漏振都會造成空隙和蜂窩，嚴重的形成裂縫。
預應力混凝土對原材料的要求較高，特別是要求粗骨料選用石子時要選擇級配良好的。如果選用了級配不好的粗骨料，會形成沉縮裂縫。選用細骨料時，要使用中砂以上等級的沙礫，同時要嚴格控制骨料的含泥量。細骨料含有較多的泥時，無法均勻攪拌，導致拌合不均勻，在泥塊較為集中的地方，形成裂縫。水泥質量不好，標號不符合設計要求、保管不善、水泥變質等容易造成水泥結塊，在結塊部位形成龜裂裂縫。
（2）防治措施。
防治材料質量缺陷造成的裂縫，主要是要嚴格控制原材料質量，根據施工檢驗評定標準，定時對原材料進行質量檢驗。嚴格控制原材料使用或輸入途徑，杜絕未經質量檢查就投入使用。對檢查超過一個月而未使用的水泥，在進行使用前要進行再次檢驗；骨料選用了含泥量較大的砂時，要進行曬洗檢驗合格后才能繼續使用；骨料選用要杜絕使用細砂；要選用級配良好的骨料，嚴格控制針片狀顆粒的含量；攪拌過程中禁止使用不明成分的河水，杜絕使用海水和受到污染的水。
6.先張法預應力張拉工藝不當引起的裂縫。
（1）形成原因。
先張法預應力在張拉端容易產生垂直的裂縫、在支點附近或者是四分點附近同梁軸線在25°到50°角內形成斜向的裂縫，沿著受壓區向外延伸，向跨中范圍內擴展。在圓拱處形成側向裂縫和縱向裂縫；預應力過大時，在跨中頂面位置發生橫向裂縫。由于錨固區內局部受壓過大，在邊緣產生剪拉應力，在梁端非預應力區內形成抗剪裂縫；預應力在張拉后，通過預應力的傳遞和次應力共同作用下，產生張拉端梁和板面上的裂縫；張拉不均勻造成梁板側向拱曲，形成側向裂縫，在圓拱處由于彎矩形成縱向裂縫；鋼筋保護層的厚度不夠導致表面形成裂縫。
（2）防治措施。
防治此類裂縫的主要措施是在張拉設計時要盡量考慮減少預應力的偏心度，能采用非預應力鋼筋的要盡量少選用預應力筋，通過這種方式來降低預壓總應力。
7.截面尺寸過大引起的裂縫。
（1）形成原因。
截面較大的構件在混凝土硬化過程中，混凝土體積的收縮量要比截面小的構件大，形成了較大的軸向拉應力，由于結構體系的約束，形成拉應力，導致在截面尺寸較大的板的中央位置，形成裂縫。在結構截面較大的構件中，產生的水化熱量較大，形成了較大的溫度應力裂縫。一般來講，截面尺寸加大的板比較容易出現裂縫，而寬板相對窄板來說比較容易出現裂縫，長板比短板容易出現裂縫。
（2）防治措施。
防治此類裂縫的主要方法就是在設計時盡量減少預應力結構的截面積，通過這種方式來減少截面形成裂縫的可能性。
三．結束語。
先張法預應力混凝土板梁在早期形成的裂縫，有較多的因素，消除裂縫也并非易事。在施工過程中，要仔細觀測，通過實驗進行檢驗，對問題進行針對性的分析，總結裂縫產生的原因，設置有針對性的改善措施，做好事前事中事后的處理和控制措施，減低裂縫發生概率和程度，進一步提高工程施工質量。
參考文獻
[1] 肖桂元 陳學軍 欒凱先 毛建洪 先張法預應力混凝土板梁早期裂縫成因及防治措施 [期刊論文] 《西部探礦工程》 2006年7期
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[5] 施仁華 探討先張法預應力混凝土空心梁板底板裂縫的成因及防治措施
[期刊論文] 《建材與裝飾》 -2012年8期
關鍵詞：混凝土結構的加固，砌體結構的加固，鋼結構加固
混凝土結構加固篇
混凝土結構的加固分為直接加固與間接加固兩類，設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術。
一、直接加固的一般方法有：
1、加大截面加固法
在鋼筋混凝土受彎構件受壓區加混凝土現澆層，可增加截面有效高度，擴大截面面積，從而提高構件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補強的作用。
在適筋范圍內，混凝土彎變構件正截面承載力隨鋼筋面積和強度的增大而提高。在原構件正截面配筋率不太高的情況下，增大主筋面積可有效地提高原構件正截面抗彎承載力。在截面的受拉區加現澆混凝土圍套增加構件截面，通過新加部分和原構件共同工作，可有效地提高構件承載力，改善正常使用性能。
加大截面加固法施工工藝簡單、適應性強，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土的加固；但現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
2、置換混凝土加固法
該法的優點與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業時間長的缺點；適用于受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。
3、有粘結外包型鋼加固法
外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應采用濕式外包法，即采用環氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構傭粘結成一整體，加固后的構件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。
該法也稱濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡便、現場工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護的情況下用于600C以上高溫場所；適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。
4、粘鋼加固法
鋼筋混凝土受彎構件外部粘鋼加固是在構件承載力不足區段（正截面受拉區、正截面受壓區或斜截面）表面粘貼鋼板，這樣可提高被加固構件的承載力，且施工方便。
該法施工快速、現場無濕作業或僅有抹灰等少量濕作業，對生產和生活影響小，且加固后對原結構外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環境中的受彎或受拉構件的加固。
二、間接加固的一般方法有：
1、預應力加固法
（一）預應力水平拉桿固法
預應力水平拉桿加固的混凝土受彎構件，由于預應力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內產生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構件上（當拉桿與梁板底面緊密貼合時，拉桿會與構件共同找曲，此時尚有一部分壓力直接傳遞給構件底面），在構件中產生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產生的彎矩，減少了外荷載效應，從而提高了構件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構件的壓力作用，構件裂縫發展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。論文大全。
（二）預應力下撐拉桿加固法
鋼筋混凝土構件采用預應力下撐式拉桿加固定后，形成一個由被加固構件和下撐式拉桿組成的復合超靜定結構體系，在外荷載和預應力共同作用下，拉桿中產生軸向力并通過與構件的結合點（下撐點和桿端錨固點）傳遞給被加固構件，抵消了部分外荷載，改變了原構件截面內力特征，從而提高了構件的承載能力
2、增加支承加固法
增設支點加固法是通過減少受彎構件的計算跨度，達到減少作用在被加固構件上的載載效應，提高結構承載水平的目的。該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結構加固。
三、與混凝土結構加固改造配套使用的技術一般有：
1、托換技術
系托梁（或桁架）拆柱（或墻）、托梁接柱和托梁換柱等技術的概稱；屬于一種綜合性技術，由相關結構加固、上部結構頂升與復位以及廢棄構件拆除等技術組成；適用于已有建筑物的加固改造；與傳統做法相比，具有施工時間短、費用低、對生活和生產影響小等優點，但對技術要求較高，需由熟練工人來完成，才能確保安全。
2、植筋技術
系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術；可植入普通鋼筋，也可植入螺栓式錨筋；已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設計位置的補救，構件加大截面加固的補筋，上部結構擴跨、頂升對梁、柱的接長，房屋加層接柱和高層建筑增設剪力墻的植筋等。
3、裂縫修補技術
根據混凝土裂縫的起因、性狀和大小，采用不同封護方法進行修補，使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復的一種專門技術；適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對受力性裂縫，除修補外，尚應采用相應的加固措施。內部修補法。
4、碳化混凝土修復技術
系指通過恢復混凝土的堿性（鈍化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術。
四、砌體結構加固方法：
砌體結構的加固分為直接加固與間接加固兩類，設計時，可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法。
（一）適用于砌體結構的直接加固方法一般為：
1、鋼筋混凝土外加層加固法
該法屬于復合截面加固法的一種。其優點是施工工藝簡單、適應性強，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于柱、帶壁墻的加固；其缺點是現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
2、鋼筋水泥砂漿外加層加固法
該法屬于復合截面加固法的一種。其優點與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但提高承載力不如前者；適用于砌體墻的加固，有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉。
（二）適用于砌體結構的間接加固方法一般為：
1、無粘結外包型鋼加固法
該法屬于傳統加固方法，其優點是施工簡便、現場工作量和濕作業少，受力較為可靠；適用于不允許增大原構件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固；其缺點為加固費用較高，并需采用類似鋼結構的防護措施。論文大全。
2、預應力撐桿加固法
該法能較大幅度地提高砌體柱的承載能力，且加固效果可靠；適用于加固處理高應力、高應變狀態的砌體結構的加固；其缺點是不能用于溫度在600C以上的環境中。
（三）砌體結構構造性加固與修補
1、增設圈梁加固
當圈梁設置不符合現行設計規范要求，或縱橫墻交接處咬搓有明顯缺陷，或房屋的整體性較差時，應增設圈梁進行加固
2、增設梁墊加固
當大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現局部豎直裂縫時，應增設梁墊進行加固。
3、砌體局部拆砌
當房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影響承重及安全時，可將破裂墻體局部拆除，并按提高砂漿強度一級用整磚填砌。論文大全。
4、砌體裂縫修補
在進行裂縫修補前，應根據砌體構件的受力狀態和裂縫的特征等因素，確定造成砌體裂縫的原因，以便有針對性地進行裂縫修補或采用相應的加固措施。
參考書籍：
《結構可靠性鑒定與加固技術》 曹雙寅邱洪興 王恒華編
《混凝土結構耐久性》 金偉良編
《老化混凝土的斷面特征與損傷描述研究》 趙震洋老師博士學位論文
《鋼筋混凝土原理和分析》 過鎮海 時旭東編著
【關鍵字】多跨連續梁；施工控制技術；應用
1.前言
從七十年多跨連續梁被首次運用到橋梁建設中以來，多跨連續梁以其美觀簡約造型、容易養護、舒適平穩行車、較少伸縮縫、較小變形、良好結構受力的性能等優點得到了飛速的發展，并被更為廣泛的運用。施工控制作為多跨連續梁安全保障，施工過程中嚴格遵守預定程序，預計好施工每階段變形與內力，監測各階段實際變形與內力，跟蹤施工發展狀況與施工進程，做到施工中偏差及時發現，就能在本質上將安全隱患消除，確保施工過程和橋梁運用的安全可靠。
2.多跨連續梁施工控制技術
2.1施工控制的具體方案
施工控制目的在于盡量縮減與消除施工階段的實際狀況與設計階段理論上的計算差異，施工階段與設計階段差異體現在四大點上：（1）實際狀況與計算參數間差異，例如溫度的變化、收縮徐變的混凝土、預應力和它損失、荷載計算、截面的特點以及彈性的模量等；（2）實際狀況與計算假定間差異；（3）在施工上的誤差，例如波紋管的位置出現偏差、預應力的張拉出現誤差等；（4）觀測上存在誤差，例如全站儀與水準儀的讀數誤差。將以上誤差能夠歸納成兩種，隨機誤差和系統誤差。以懸臂拼裝、懸臂澆注橋形結構為例，多跨連續梁施工控制主要根據施工中主梁懸臂起截面預留的拱度實現，同時截面預留的拱度和截面施工中撓度有著緊密聯系。對此，在截面理想的狀態下所計算出來各階段撓度正確基礎上，截面的預留拱度同樣正確，如此一來根據預留拱度進行施工，可以確保截面橋面標高達到最佳狀態，在施工過程中計算標高，達到保證設計橋面的標高與施工實際相符合。
實際操作中，由于會受到各類因素干擾，所以不能確保各階段擾度的計算結果正確，針對這種情況修正施工中按照結構實際突顯的擾度成為了關鍵，對擾度進行修正可以按照調整參數來完成。此外，導致各施工步驟擾度出現誤差的因素不止參數誤差，還存在隨機誤差以及非參數的系統誤差，這些誤差同樣需要合適方法來調整、消除、預測與估計。
在以上分析基礎上，可以將控制方案確定如下：（1）參數調整來達到消除參數的誤差以及確保系統保持穩定的目的；（2）結構計算出數據的修正，然后將非參數的誤差消除掉，讓系統保持穩定；（3）反饋控制來消除隨機性的誤差來確定預留起拱度的調整值。
2.2多跨連續梁施工控制步驟
2.2.1參數調整
針對懸拼與懸澆這兩種結構，雖然影響預留拱度與擾度參數數量較多，但施工階段參數表化程度不大，例如參數截面特征，它為截面幾何其尺寸函數，因幾何尺寸容易準確掌握，變化較小，誤差能夠不計。參數調整時要將重點放在以下幾個參數項上：（1）每個懸澆塊件重量；（2）預應力束起有效的預應力；（3）混凝土起彈性的模量；（4）混凝土起收縮徐變的參數。以上參數，若在施工途中得到實際數值，就可把實際數值和原理論理想狀態值相對比，來確定調整量。
2.2.2參數調整方法
參數調整方法主要分為直接分析的判定法和參數的識別法。（1）直接分析的判定法，該種方法通過應力觀測來反算預應力與塊件重量兩項重大參數，因為預應力的獲取依靠的是變應力，預應力大小雖深受混凝土起收縮徐變與溫度影響，但是這兩項觀測能在短時間里實現，所以觀測量還是具備很好可靠安全性，其不足表現在使用起來不大方便與分析的判定量較大上。（2）參數的識別法，就是按照系統識別出錯誤參數，使用原理是最小二乘法，這種方法操作簡單方便，但是本身卻受到諸多因素的印象，較難科學參數化，會導致大量誤差產生，進而影響到結果，對此需要進一步認真分析才能采取。
2.2.3修正結構計算的數據
需要修正結構計算的數據有掛籃彈性漆變形的誤差、外荷載的偏差、施工周期的偏差等。掛籃彈性漆變形的誤差在計算時采取的是外力模擬，由于施工中本身會產生一定非彈性與彈性變形，所以在施工時要施加外力來消除非彈性的變形，并給與修正調整；外荷載的偏差是指施工中臨時荷載偏差，如大橋設計模擬的掛籃重實際重量為90噸，但是設計確是80噸，此外掛籃支點、長度以及后錨點的位置也存在變化。施工周期的偏差體現在實際施工周期與設計模擬周期其偏差上，此外結構變形也存在一定偏差。
2.2.4反饋控制
采取合理分析工具，按照結構理想的狀態下現實的實測狀態與誤差的信息來開展反饋控制，這樣不但能夠消除隨機的誤差，還能夠估計施工時期系統的誤差。
3.多跨連續梁在橋梁建設中的具體應用
以克拉瑪依高架道路工程為例探究多跨連續梁在橋梁建設中的具體應用。克拉瑪依高架道路工程為烏魯木齊市實現田字形路網的重點建設項目。其跨河灘路結構上部是跨徑30m的混凝土變截面、箱型的連續梁。連續梁整體施工都需要施工控制伴隨，隨著澆筑混凝土施工程序的開展，相應施工控制也在發生變化。連續梁的混凝土澆筑作業作為關鍵作業過程，任何一個環節出現問題，都會導致整體穩定性下降，而施工控制的目的就在于保障每個環節順利開展，因此施工控制就顯得異常重要。
施工控制克拉瑪依高架道路工程項目，首先要控制ES、NE、SW、WN、NW、SE、WS匝道，這七條匝道在施工前要對地基承載力進行試驗，滿足要求的再采用碗扣或滿堂支架作為承載模板支撐體，支架分層布設剪刀撐，在支架外側布設外側剪刀撐，其目的是保證實際施工中支架承載受力的安全性。然后按照澆筑前、中、后支架的變形觀測來采集現場測量的數據，可以確定現澆梁底模在施工中預抬值，同時給予記錄。施工過程中要進行嚴格的控制，在確保數據記錄滿足條件后才可進一步開展。施工控制嚴格執行才能確保橋梁質量與安全。
綜上所述，多跨連續梁施工控制作為一個系統工程，它涉及非常多因素，無論是地基承載力的保證，還是支架變形、地基沉降、底模沉降，都要求制定合適、科學方案，在施工全過程中做到嚴格控制，以確保橋梁的安全可靠性。
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【論文摘要】:文章通過對比鋼結構和混凝土結構介紹，闡述了新型、高效應力結構體系將在我國二十一世紀大規模基本建設中發揮越來越大的作用。
一、前言
鋼結構和混凝土結構是建筑工程中最常用的2種結構形式。鋼結構和混凝土結構各有所長，前者具有重量輕、強度高、延性好、施工速度快、建筑物內部凈空氣大等優點，而后者剛度大、耗鋼量少、材料費省、防火性能好。綜合利用這兩種結構的優點為高層以建筑的發展開辟了一條新途徑。統計分析表明，高層建筑采用鋼——混凝土混合結構和用鋼量約為鋼結構的70%，而施工速度與全鋼結構相當于，在綜合考慮施工周期、結構占用使用面積等因素后，混合結構的綜合經濟指標優于全鋼結構和混凝土結構的綜合經濟指標。
最近建設部和國家冶金工業局在頒布的《建筑用鋼技術政策》中，將鋼——混凝土混合結構列為要大力推廣的建筑新技術，可以預見，混合結構在高層辦公樓、學校、醫院及住宅等建筑中將有較廣泛的應用。
二、索張拉結構
索張拉結構基本受力構件有三類：受壓構件、受彎構件和受拉構件。
對于受壓構件，當構件長細比較大時，由于構件會發生整體失穩，構件的作用不能充分發揮。對于受彎構件，由于構件截面應力不均勻，截面邊緣的最大應力往往控制構件的設計，使得構件材料不能充分發揮作用。只有受拉構件，截面的應力均勻，不會發生整體失穩，如利用高強鋼索做成受拉構件，能最大限度地發揮受拉構件的作用，提高結構的經濟性。
在結構體系中巧妙利用張拉構件，結合少數剛性受壓構件，可構成受力合理的高效張拉結構體系，不僅承載力高、剛度大，且能使各種材料的強度均得到很好的發揮。
三、索穹頂結構
索穹頂結構實際上是一處特殊的索－膜結構，是近幾年才發展起來的一種結構效率極高的張力集成體系。其外形類似于穹頂，而主要的構件是鋼索，由始終處于張力狀態的索段構成穹頂，利用膜材作為屋面，因此被命名為索穹頂。由于整個結構除少數幾根壓桿外都處于張力狀態，所以充分發揮了鋼索的強度，只要能避免柔性結構可能發生的結構松弛，索穹頂結構便無彈性失穩之虞，所以，這種結構重量極輕，安裝方便，可具有新穎的造型，經濟合理，被成功地應用于一些大跨度和超大跨度的結構。
四、膜結構
膜結構是張力結構體系的一種，它以具有優良性能的柔軟織物為膜材，由膜內的空氣壓力支承膜面（充氣式膜結構或所承式膜結構），或利用鋼索或風性支承結構向膜內預施加張力（張力膜結構），從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。膜結構采用的薄膜的材料，大多采用涂層織物薄膜，分為兩部分，內部為基材織物，主要決定膜材的力學性質，提供材料的抗拉強度、抗撕裂強度等；外層為涂層，主要解決膜材的物理性質，提供材料的耐火、耐久性及防水、自潔性等，常用膜材一般為聚酯織物涂敷氯乙烯涂層膜材、玻璃纖維織物涂敷聚四氟乙烯涂層或有機硅樹酯涂層膜材。膜材并接的結構接縫多采用熱焊，非結構接縫采用縫合。
膜結構具有如下特點：造型活潑優美，富有時代氣息；自重輕，適合大跨度的建筑，充分利用自然光，減少能源消耗；價格相對低廉，施工速度快；結構抗震性能好。
充氣膜結構有單層、雙層、氣肋式三種形式，充氣膜結構一般需要長期不間斷地能源供應，在低拱度大跨度建筑中的單層膜結構必須是封閉的空間，以保持一定氣壓差。在氣候惡劣的地方，空氣膜結構的維護有一定的困難，不少建筑曾遭意外的漏氣而下癟。五、高效預應力結構體系
高效預應力結構是指用高強度材料、現代設計方法和先進的施工工藝建筑起來的預應力結構，是當今技術最先進、用途最廣、最有發展前途的一種建筑結構型式之一。目前，世界上幾乎所有的高大精尖的土木建筑結構都采用了高效預應力技術，如，大型公共建筑、大跨重載工業建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特種結構、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺等幾乎全部采用了這一技術。
近年來，高效預應力技術在我國發展迅速，已制定專門的預應力結構設計、施工規程、工程中應用的預應力結構體系也很豐富。典型工程實例有：面積最大的單體預應力工程是首都國際機場新航站樓工程，每層建筑面積約8.8萬平方米，總建筑面積約35平方米，在混凝土板、墻、框架、柱以及鋼屋架、鋼梁和鋼管網架中大量采用了預應力技術；柱網最大的預應力工程是深圳車港工程，標準層平面尺寸159×103.5米，標準柱網16×25米，總建筑面積9.5萬平方米；最在的預應力鋼桁架工程是北京西站主站房工程，該預應力鋼桁架跨度45米，桁架上承40米高的中式門樓，門樓總重5400余噸；層數最多的預應力工程是廣東國際大夏主樓，總計63層；高度最高的預應力工程是青島中銀大廈，總高度241米，58層，等等因篇幅所限，文章重點介紹首都國際機場新航站樓工程和北京西客站主站房工程。
首都國際機場新航站樓工程全面采用了高效預應力技術，僅無粘結預應力筋量就達4000余噸堪稱本世紀國內最大的預應力工程之一。新航站樓的基礎為整體預應力平板片筏基礎，上部結構采用了預應力框架、剪力墻體系和預應力板柱、剪力墻體系，部分屋面采用了預應力空間焊接鋼管屋架。
論文導讀：科研所根據現場情況，采用增設排水系統、加強工程防護（預應力錨索、系統錨桿、結合掛網噴砼）的綜合處治措施。作為“山坡深挖路塹邊坡防治技術研究”課題，在施工時根據科研所的要求進行了以下試驗：錨固段長度與錨索抗拔力關系試驗、錨固后錨索應力損失測試試驗、錨桿錨固后應力狀態測試試驗、錨墊墩下土壓力試驗。該錨鎖測力計拉力均小于5T，所測拉力不可靠，分析是由于錨索測力計損壞所致。
關鍵詞：預應力錨索，測試，分析
1 工程簡介
某高速公路互通區A、C匝道AK1+140-186、CK0+000-252右側路塹高邊坡防護工程是“山坡深挖路塹邊坡防治技術研究”課題的一個實體工程。該工程為深挖路塹，中心最大挖深25米，塹坡最大高度大于60米。原設計在按9米高對邊坡進行分級，每級設2米寬平臺。在施工過程中由于該段邊坡巖體內裂隙發育及地表水下滲等原因，AK1+140-180段及CK0+150附近出現坍塌，邊坡分級平臺部分被破壞，CK0+000-040段范圍內第四級邊坡出現縱向拉裂，縫寬最大達10cm。科研所根據現場情況，采用增設排水系統、加強工程防護（預應力錨索、系統錨桿、結合掛網噴砼）的綜合處治措施。主要工程數量詳見表1。
表1 主要工程數量表
工程名稱 主要尺寸及說明 單位 數量 預應力錨索 5ф15-ф110 M/孔 7459/522 系統錨桿 ф66孔徑、ф25螺紋鋼、長8米 LM 1520 系統錨桿 ф91孔徑、3ф18螺紋鋼、長12米 LM 5200 泄水孔 ф66 LM 2500 泄水孔 ф80 LM 4000 掛網噴砼 ф6鋼筋網、C20噴射砼 M2 22500
【關鍵詞】預應力，加固技術，建筑改造
中圖分類號： C35 文獻標識碼： A
一、前言
預應力加固技術是老建筑改造施工中的關鍵技術，在常見的施工工程中技術管理是人們不容忽視的重點。只有將技術管理內入施工的管理中，才能不斷提高施工的技術水平，有效促進工程的持續發展。
二、預應力加固技術在老建筑改造中的重要性
建筑特別是高層建筑，由于層數多，房屋的總重量大，重心高，對結構設計提出了諸多難題和挑戰，而預應力技術的應用在迎接挑戰、處理問題中起到了不可估量的作用。用無粘結預應力混凝土平板結構代替一般的混凝土梁板樓蓋結構，可以大大降低層高。預應力轉換層結構的應用，很好地滿足了下部大空間、上部小開間的多功能高層的要求。預應力在高層基礎上的應用大大提高了基礎結構的安全度、抗滲性、耐久性和經濟性。
三、預應力加固體系的介紹
1、體外預應力加固的原理
以高強鋼絲，鋼絞線或高強度粗鋼筋等作為施力工具，對梁體施加體外預應力，以預應力產生的反彎矩抵消部分外荷載產生的內力，從而達到改善橋梁使用性能和提高結構承載力的目的。體外預應力加固是目前公路橋梁改造工程中采用較多的加固方法，特別適用于大跨徑預應力混凝土連續箱梁和連續T構箱梁橋的加固。
2、體外預應力加固的方法
首先，外部預應力鋼索加固法。外部預應力鋼索加固一般采用預應力鋼絲束或鋼絞線，沿梁肋側面按某種線形設置，通過張拉實現體外預應力。梁底設置若干定位裝置，以保證鋼索線形并固定其位置。鋼索錨固于梁兩端。預應力鋼索通常套以保護管，或待張拉錨固后用混凝土包裹，以防銹蝕。
其次，下撐式預應力拉桿加固法。下撐式預應力拉桿的設置形式有直線式、折線式和混合式等，各種拉桿的適用范圍不同，直線式拉桿適于正截面抗彎承載力不足的梁和下弦桿抗拉承載力不足的桁架；折線式拉桿適用于斜截面抗剪承載力、正截面抗彎承載力均不足的梁和跨中下弦桿、端腹桿抗拉承載力不足的桁架；混合式拉桿適用于正截面抗彎承載力嚴重不足，而斜截面抗剪承載力不足的梁和下弦桿承載力較端腹桿承載力更不足的桁架。
3、體外預應力加固的優缺點
體外預應力加固方法的優點是：可平衡卸掉部分恒載；能充分發揮加固材料，能夠較大幅度地提高結構的承載能力和結構剛度；體外索變化幅度小，無疲勞問題，便于更換體外力筋；能夠有效的控制原結構的裂縫和撓度，使裂縫部分或全部閉合，使撓度大幅度減小，能明顯改善原梁的抗裂性能，提高結構的耐久性；能夠控制和調校體外索的應力；可在不中斷交通的條件下進行，對橋梁的運營影響小；所需要的設備簡單，施工工期短，經濟效益顯著。但是，然而體外預應力混凝土結構亦有其自身的缺陷，比如體外力筋易損壞、易燃，體外預應力結構在極限狀態下可能因延性不足而產生沒有預警的失效等缺點。
4、體外預應力加固的注意事項
體外預應力加固方案設計要解決的核心問題是：根據被加固的受力要求和加固施工條件，合理選擇體外預應力筋的布置和張拉方案；體外預應力筋錨固和轉向裝置的構造設計，體外預應力筋的可靠錨固是結構安全工作的基礎，應根據原結構構造特點和破損情況，選擇設計安全可靠的錨固裝置；體外預應力的防腐處理。
四、預應力加固技術在老建筑改造中的應用
1、體外預應力混凝土結構的力學特性
體外預應力混凝土結構一般采用折線形預應力束，預應力筋僅在錨固區域和轉向塊處與結構相連，受力特性與無粘結預應力結構類似。在正常使用極限狀態下，可采用彈性分析方法設計；在極限承載力狀態下，體外預應力混凝土結構一般應按無粘結預應力混凝土結構分析設計。但兩者也有區別，一般的無粘結預應力混凝土結構預應力筋是位于混凝土截面內的，預應力筋的偏心矩固定，而體外預應力結構的預應力筋在構件截面上的相對位置僅在錨固點和轉向塊處不變，其它位置上偏心矩是變化的，從而產生體外預應力的偏心矩損失，或稱為二次效應。
2、體外預應力的耐久性
體外預應力混凝土結構的關鍵技術之一是體外預應力筋的耐久性防護。早期體外預應力混凝土橋梁結構的失效或損壞大多數是由于預應力筋的銹蝕引起的。鑒于耐久性在工程中的重要性，各國規范和各種體外預應力體系對于預應力筋的防護提出了一系列要求及指標。
3、轉向塊的設計
體外預應力混凝土結構必須通過轉向塊導管改變預應力筋方向，從而形成折線配筋形式。如果轉向塊設計不合理或構造措施不當，在轉向塊導管與預應力筋的接觸區域，由于摩擦和橫向擠壓作用，預應力筋容易產生局部硬化和摩擦損失過大。轉向塊的設計要求預應力筋的折角點位置必須高度精確，避免產生附加應力；轉向塊導管曲線過渡平滑，在結構使用期內不應對預應力筋造成損害。
4、對預應力筋的要求
①高強度，低松弛。鋼材強度越高，損失率越小，經濟效果越好。②較好的塑性和良好的加工性能。③對腐蝕不敏感，特別是應盡量避免應力腐蝕的影響。④在幾何尺寸方面，要求橫截面特征值的誤差小，便于控制預加應力。⑤對鋼絞線還要求伸直性好，使穿束方便，利于施工。
5、、在工程中的應用
某工程為滿足使用要求，需截掉房屋頂層一榀框架結構的中柱，原結構為跨度8m的兩跨框架，截去中柱后將成為跨度16m的單跨框架，原框架梁的截面尺寸與配筋均難以滿足要求。設計人員綜合考慮有關的工程經驗，采用了“托梁截柱”的改造方案。即在原有框架梁的上方增加1根跨度16m的有粘結預應力混凝土變截面大梁，在框架中柱以及2根次梁所在位置，用體外精軋螺紋預應力筋緊密連接原框架梁和新梁，從而在中柱截斷之后，荷載通過精軋螺紋鋼筋傳遞給新梁，并作用于兩框架邊柱上。因此，結構不會由于原框架梁的承載力不夠而產生損壞。
對精軋螺紋鋼筋施加預應力，可以使新預應力梁與原框架梁的接合面保持一定的壓應力，有利于豎向荷載下新、舊梁的協同工作；但是，施加預應力的同時，也消耗了精軋螺紋鋼筋的強度儲備，因此，張拉控制應力既不能太小，也不能太大。本工程中采用了Ф32的精軋螺紋鋼筋，其抗拉強度標準值為1000MPa，張拉控制應力取為200MPa。“托梁截柱”施工的主要步驟如下：澆筑變截面預應力混凝土梁澆筑前，先對該層屋蓋進行支撐。在此基礎上，綁扎預應力梁中的縱向鋼筋和箍筋，鋪設預應力波紋管定位筋和波紋管，在波紋管中穿入預應力鋼絞線，安裝預應力筋節點，支梁側模板和梁端模板。上述施工過程與普通有粘結預應力混凝土梁相同。區別在于，在澆筑混凝土前還應插入精軋螺紋預應力筋套管，定位精軋螺紋預應力筋端節點。澆筑混凝土時，采用泵送混凝土一次性澆搗完成，對于梁端鋼筋較密且局部承壓荷載較大的部位，進行了專門振搗，填入粗骨料，保證了該處混凝土的強度和密實度。張拉體外精軋螺紋預應力筋混凝土強度達到設計值后，開始預應力張拉和截柱的施工。由于精軋螺紋鋼筋起到連接新、舊梁的作用，首先安裝精軋螺紋鋼筋并施加預應力。張拉時，考慮到張拉力偏離梁的中心平面，如果一次張拉力過大，有可能使框架梁下角被壓碎，鋼托梁也可能偏離原位，因此，張拉分4級進行，每級張拉應力50MPa。每張拉1級，隨時用扳手將錨固螺母擰緊。張拉縱向有粘結預應力筋和截柱縱向有粘結預應力筋的張拉與截柱同時進行。
五、結束語
預應力加固技術作為老建筑改造施工的核心工作之一。對工程項目的各個方面具有十分重要的作用。我們必須將預應力加固技術融合到老建筑改造的施工管理工作中。
參考文獻
[1]馬建設，陳文輝.高層建筑的施工技術[J].中華建設，2013
論文摘要:在現代生活中梁式橋是比較普遍的一種應用橋梁，同時，梁式橋也是最古老的橋型，它的設計計算理論，也最早最成熟。世界在不斷發展。當我們回頭觀察這最古老的橋型時，感到它的設計計算理論也應不斷發展。本文針對梁式橋的內力和預應力的各個方面的計算作了詳細的分析，以供參考。
梁式橋種類很多，也是公路橋梁中最常用的橋型，其跨越能力可從20m直到300m之間。公路橋梁常用的梁式橋形式有：
按結構體系分為：簡支梁、懸臂梁、連續梁、T型剛構、連續剛構等。
按截面型式分為：T型梁、箱型梁（或槽型梁）、衍架梁等。
梁式橋跨徑大小是技術水平的重要指標，一定程度上反映一個國家的工業、交通、橋梁設計和施工各方面的成就。
一、梁式橋內力計算
（一）精度與安全性的分析
把具有相當寬度的橋梁簡化為單根細梁計算總內力，當集中力作用于寬橋上時，橋面發生雙向繞曲，集中力作的功，成為兩個方向上的變形能耗散掉了；對于單根無限細梁，同樣集中力作的功，只變為一個方向上的變形能，因此算得的變形要稍微大些，內力是從變形算來的，所以內力也稍微大些。
（二）梁式橋荷載橫向分配理論只適用于開口截面的直梁橋
對于開口截面的直梁橋，每個主梁分配到的荷載的橫向比例，與主梁分配到的彎矩、剪力的橫向比例基本一致，主梁分配到的扭矩可以不考慮。對于直線形箱型梁橋和任何截面形式曲線梁橋，每個主梁分配到的彎矩、剪力的橫向比例完全不同，主梁分配到的扭矩也必須考慮。
（三）內力橫向分配理論
以平面曲線形、橫截面左右不對稱的箱型梁橋為對象（當底板厚度為0時，即成為開口截面）。把橫截面假想地劃分成若干工字形，每個工字形主梁用具有同樣抗彎、抗剪、抗扭剛度的細梁模擬，細梁的平面位置與工字形主梁形心位置一致；懸臂板和頂、底板用具有同樣橫向抗彎、抗剪、抗扭剛度的扇形單向厚板模擬；這個模型稱為平面板梁力學模型。用等作用量半波正弦荷載依次作用在各節線上，可算出每個主梁的撓度和扭轉角，進而可算出每個主梁的彎矩、剪力。各主梁彎矩除以總彎矩，得彎矩的橫向分配影響線。剪力類同。若橫截面上總的內扭矩等于1，它在箱型截面上產生的各個環形剪力流，每個工字形主梁分配到的是左、右環形剪力流；對于開口截面，每個工字形主梁分配到的較小的扭矩，這種左、右環形剪力流或較小的扭矩，可以作為扭矩的橫向分配系數。由于溫度變化產生的平面彎曲內力，可分解為各工字形主梁的軸向力。這樣，各種設計荷載產生的內力，全部分解為各主梁的彎矩、剪力、左、右環形剪力流或扭矩以及軸向力。彎矩的不均勻橫向分配，一定程度上反映了雙力矩的效應，左、右環形剪力流一定程度上反映了截面翹曲剪力的效應。可以說，內力橫向分配理論不但全面地反映了箱型梁、曲線梁的主要力學現象，而且極大地簡化了它們的設計計算。它是開口、閉口截面、直線、曲線梁式橋在各種設計荷載下的統一算法，是荷載橫向分配理論的重要發展。
（四）曲梁橋的支座設計
由于橋梁在水平面內一般具有很大的彎曲剛度，若溫度變化發生的彎曲變形受到約束，往往會產生很大的水平力，嚴重時會導致結構破壞，橋越寬、水平彎曲半徑越小，這種現象越顯著。曲梁橋承受制動力的墩臺上，一般只應有一個支座是制動支座；沿水平彎曲半徑方向，若能夠允許梁有微小位移，例如采用板式橡膠支座，或者墩身較細柔，可以使得沿水平彎曲半徑方向的溫度力大大減小。
（五）點鉸式獨柱墩預設偏心改善橋臺支座受力及梁的內力
橋臺（一般采用抗扭支座）和抗扭或固接的中墩，預設偏心對扭矩包絡圖影響較小。
扭矩包絡圖對于判斷曲梁橋扭轉性狀的重要參考。近年出事故的曲梁橋，其所用軟件（包括進口軟件）都不輸出扭矩包絡圖，設計帶有盲目性。扭矩包絡圖還要計算正確。有兩點被某些軟件忽略了：1、必須正確計算各種形狀截面的剪力中心，2、必須正確計算恒載對剪力中心的偏心（即使是左右對稱的截面，其恒載對剪力中心也有偏心）。
二、鋼筋混凝土曲梁配筋計算
公路橋規關于“受扭構件”的條文有以下缺點：1、對純剪、純扭、剪扭構件無定義、無分類；2、未提及剪扭共同作用構件的強度折減；3、對剪扭構件的適筋范圍簡單地沿用了純剪構件的適筋范圍，似欠科學；4、所指的受扭構件是矩形截面，不便于橋梁應用。我國混凝土結構設計規范是我國眾多科研單位十幾年實驗研究的總結，具有很高水平。 轉貼于
它關于“受扭構件”的條文有許多優點：1、對構件分類，當構件受到的扭矩小于一定值，定義為純剪構件，當受到的剪力小于一定值，定義為純扭構件，當剪力、扭矩的聯合效果大于一定值，定義為剪扭構件，非常科學；2、對每類構件按其受力的大小分為四類；3、對剪扭共同作用構件的強度折減系數有詳細的規定；4、所指的受扭構件是工形截面，并且引入了抗扭塑性抵抗矩的概念對工形截面的扭矩進行再分配，便于橋梁應用。
任何國家的混凝土結構設計規范中的公式都是從大量實驗歸納出來的。混凝土是非均質脆性材料，小構件與大構件的實驗結果會有很大差異。象橋梁這樣大構件套用從小構件得來的規范公式，誤差大小很難把握。作者提出的內力橫向分配理論，每一步都有嚴格的力學依據和嚴格地驗證，當內力分解到每個工形截面后還要再分解到每個小矩形截面，然后套用規范公式，是很可以放心的。
三、曲梁橋預應力計算
（一）曲梁橋預應力計算中與直梁橋的不同點
1、曲梁橋摩擦損失計算
空間轉角=鋼索各微段相對前段的豎向偏角增量平方與水平偏角增量平方的總和再開平方；
摩擦系數：取公路橋規推薦值；
局部偏差系數：比公路橋規推薦值略大；假如鋼絞線、波紋管的平面彎曲半徑約70M，局部偏差系數可取 0.0035(公路橋規推薦值0.003)。
2、連續曲梁橋各主梁的預壓力一般不等于其中鋼索的預拉力
如果曲梁在平面內可以自由變形，它在預應力作用下，除發生軸向縮短，還發生彎曲，平面彎曲半徑變小，但墩臺的約束一般不允許半徑變小，于是曲梁的外主梁受到額外壓力，內主梁受到額外拉力，使得每個主梁的預壓力一般不等于其中鋼索的預拉力。這一現象要求必須計算曲梁橋在預應力作用下的平面彎曲變形，計算每主梁每截面的預壓力，這一現象給曲梁預應力帶來一個方便：盡管外主梁的彎矩比內主梁大，但是在許多情況下，內外主梁的鋼索可以設計得一樣多，甚至內外主梁鋼索的豎坐標也設計得完全相同。
3、線性變換定理不適用曲梁橋
曲梁橋預應力鋼索的豎坐標只要發生變動，其預應力效果必須重新計算。
（二）混凝土徐變、收縮、分批張拉應力損失的合理算法
【關鍵詞】施工控制；誤差；影響因素；結構參數；墩身剛度
一、預應力損失對撓度變形和內力影響
預應力張拉后，會發生相當一部分損失，其原因主要為錨具變形、預應力鋼筋與管道壁間摩擦、預應力筋回縮、接縫壓縮引起的應力損失、彈性壓縮引起的應力損失、預應力筋松弛引起的應力、混凝土收縮和徐變等。由計算分析可以看出，預應力損失會在主跨引起較大的線形和內力變化，這些變化對成橋狀態是不利的，在施工中應通過管道摩阻試驗對有效預應力進行測量，并從技術、人員、機具、管理等各個方面，確保預應力的有效性。
二、自重對撓度變形和內力影響
懸臂箱梁在施工過程中，主梁自重以及施工臨時荷載將對懸臂結構產生很大的下撓變形和彎矩。主梁懸臂長度越大，懸臂根部的彎矩越大。因此，在計算中準確估計主梁自重和施工階段臨時荷載的大小，并在施工中進行嚴格的控制是非常重要的。由計算分析可以看出，改變梁重對主梁的內力、撓度影響較大，所以對梁重的敏感性分析比較重要。自重增加5％會引起較大的線形和內力變化，這些變化與設計是不相符的。
三、橋梁結構剛度誤差分析
大跨徑梁橋施工通常采用懸臂掛籃澆筑施工，在規范中按照E值增大5％來做分析比較對結構的撓度和應力的影響。由計算分析可以看出，彈性模量增加5％會引起較大的線形變化，不容忽視，其變化量與預應力和自重的的影響變化量基本一致。這一分析表明，彈性模量雖然對內力影響不大，但對線形的影響不可忽視，在施工過程中應對此參數實測，并不斷修改模型，以便更加真實的模擬施工狀態。
四、收縮徐變計算模式影響
收縮徐變的計算方法有多種，在我國的先后兩部橋梁規范中均采用了CEB-FIP協會所建議的計算模式。通過對原橋規（JTJ023-85）中建議的CEB-FIP1978模式和新規范（JTGD62-2O04）中建議的CEB-FIP1990模式比較發現：CEB-FIP1978模式沒有直接反映混凝土中水泥品種的影響，而CEB-FIP1990模式綜合考慮了結構的截面形狀、材料及外界環境條件等因素。
五、橋墩剛度影響
一般而言，采用懸臂法施工的連續剛構或連續梁橋，采用懸臂法施工的上部結構關于橋墩中心是對稱的。因而在理論上認為在懸臂施工過程中，橋墩不承受彎矩作用，橋墩剛度僅僅對合攏階段施工和成橋后期的變形及應力狀態產生影響。橋墩縱向抗推剛度模擬的準確性不僅僅對合攏階段施工和成橋后期變形產生影響，而且對結構懸臂施工過程受力行為的把握也將產生影響。
六、溫度荷載影響
橋梁結構處于一定的外界環境之中，外界環境的變化往往也引起結構中內力、線形的變化。主跨箱梁合攏時間應確保橋位所處位置的大氣溫度與主跨合攏溫度只可能在夜間基本保持一致。施工中采取控制溫度影響的措施：（1）懸臂施工達到一定長度時，應將測量立摸標高時間安排在清晨日出前，以盡量回避溫度的影響；（2）如果希望得到立模、混凝土澆注以及預應力張拉等階段比較真實的標高值，應將相關的測量安排在清晨日出前進行，可以盡量減少測量的溫度影響；（3）如果溫度影響難以回避，可以對溫度場進行實測來修正溫度的影響；（4）在不是特別重要的階段或者溫度影響較小時，可以通過測量晝夜撓度曲線來估計施工時的溫度影響。
通過對多個參數的敏感性分析，得知預應力損失、主梁自重、混凝土收縮徐變以及溫度等參數對本橋的主粱撓度及應力影響均較大，而結構剛度對內力的影響相對較小，而對線形影響不容忽視。在施工過程中對影響較大的參數須嚴格控制，并根據實際測量參數情況對理論計算進行必要的調整。
參 考 文 獻
[1]趙卓，蔣曉東．受腐蝕混凝土結構耐久性檢測診斷[M]．鄭州：黃河水利出版社，2006
關鍵詞：預應力;非預應力;CFRP
引言
碳纖維布加固鋼筋混凝土結構是近年發展很快的一種新型加固技術，具有效率高、質量易于保證、方便快捷等特點。然而在實際應用中發現存在著CFRP強度不能被充分利用以及使用階段加固效果不明顯等缺點。本文采用ANSYS軟件對預應力與非預應力CFRP加固梁進行仿真分析，并對比和分析結果，為以后的實際運用提供一定得理論依據。
1 有限元分析
1.1 基本假定
在ANSYS分析中采用了如下假定［1］：
(1)CFRP布與混凝土及混凝土鋼粘結接良好，無相對滑移；
(2)在受力過程中，CFRP布的應變與鋼筋、混凝土的應變滿足變形協調原理；
(3)混凝土梁在加固前后有足夠的抗剪承載力。
1.2 本構關系
(1)在本文的研究中混凝土應力-應變模型采用美國E.Hognestad建議的本構模型，模型上升段為二次拋物線，下降段位斜直線，其應力-應變關系如圖1所示。
(2)鋼筋按理想彈塑性考慮。受拉鋼筋其應力-應變關系如圖2所示；在靜力加載的情況下，可以認為受拉鋼筋的力學性能完全等同于受壓鋼筋。
(3)CFRP布的本構關系為線彈性，其應力-應變關系如圖3所示［2］。
1.3 有限元模型
(1)選取的碳纖維加固梁為矩形截面簡支梁，截面尺寸BH=150mm250mm，跨度L=2800mm，凈跨L=2600mm。縱筋與架立筋為HRB335級，箍筋為HPB235級，混凝土強度等級C30，縱筋214，設計配筋率0.93%，架立筋214，箍筋6@100，混凝土的保護層厚度25mm，加載方式為倆點對稱加載。
所分析的目標梁共三根：Ⅰ梁為未加固梁，Ⅱ梁普通CFRP加固梁，Ⅲ梁為預應力CFRP加固梁，預應力度為20%。加固梁配筋示意圖如下：
(2)有限元建模
考慮梁的對稱性，取二分之一梁（即1/2模型）為了節省計算時間。有限元模型采用分離式模型，即將鋼筋與混凝土采用不同的單元處理，其中鋼筋采用3-D桿單元LINK8；混凝土采用3-D實體單元SOLID65；由于碳纖維布本身很薄，因此選用沒有抗彎剛度的SHELL41膜結構單元；墊塊采用SOLID45單元。SOLID65單元可以計算開裂與壓碎，考慮帶收斂性，計算時關閉混凝土壓碎功能。混凝土采用WILLIAN-WARNKE5參數強度準則，其中混凝土的開裂剪刀傳遞系數和閉合裂縫剪刀傳遞系數分別為0.5和1.0。網格劃分時確保混凝土與鋼筋、混凝土與碳纖維布的單元重合，已確保相互間有足夠好的粘結而無相對滑移。
（3）荷載與預應力的施加
在ANSYS軟件中，對預應力的施加有倆種方法：溫度法與初始應變法［3］。本文采用的是溫度法，碳纖維布的溫度線膨脹系數為 /℃, 通過公式 即可確定預應力度20%溫度值為5220℃。對于預應力碳纖維布加固梁的有限元模型計算分為倆個荷載步計算，第1個荷載步對碳纖維布施加溫度效應以產生預應力，第2個荷載步施加一個預計超過其極限承載力的荷載。
（4）計算收斂
ANSYS分析CFRP加固RC梁時，涉及到混凝土材料與多種材料非線性，導致收斂比較困難。采用以下方法加速收斂：關閉混凝土壓碎開關；網格密度適中，一般以不
2 結果以及分析
相應的分析結果見表2：
梁的荷載-撓度圖如下圖
通過對比可以得到：
(1)相對Ⅰ梁，Ⅱ梁的開裂荷載提高17%,極限荷載提高58.12%；Ⅲ梁的開裂荷載提高181.1%，極限荷載提高96%。加固后能夠不同程度的提高梁的承載力，施加預應力后能夠明顯的抑制裂縫的產生和發展。
(2)預應力與非預應力的極限撓度都有不同程度的下降，表明結構的延性有所下降。
(3)Ⅱ梁的CFRP拉應力只有極限拉應力的44.99%，遠沒有充分利用；Ⅲ梁的CFRP拉應力為極限應變的67.83%，是Ⅱ梁的1.5倍,表明施加預應力后碳纖維布的強度優勢得到進一步的利用。
(4)整體觀察荷載-撓度圖，Ⅰ梁呈現出明顯的適筋梁破壞形態，有彈性、彈塑性與塑性三個階段，而Ⅱ梁延性有所降低，Ⅲ梁的延性再一步有降低，最后一段荷載-撓度曲線基本上成線性。
參考文獻
［1］萬軍、童谷省、朱健.CFRP布加固RC梁的ANSYS有限元分析［J］.江西科技師范學院學報,2005.
［2］張芳芳.普通和預應力FRP加固梁的數值模擬和理論分析.大連理工大學碩士學位論文［D］,2008.
論文關鍵詞：混凝土梁加固,施工
隨著我國鐵路的跨越式發展，列車速度不斷提高，運量不斷增大，既有線混凝土橋梁的安全儲備越來越低，從而使原有橋梁病害加劇，突出反映在，預應力鋼筋混凝土橋梁因上拱度超限而引起的橫向振幅超限、橫隔板斷裂等問題，已成為鐵路提速的巨大隱患。幾年來，我們采用鐵科院鐵建所的研究成果，對上拱度值小于100mm的32m預應力混凝土梁進行橫向加固，增設橫隔板后，有效地提高了梁跨的橫向剛度和彎曲抗裂性，滿足了提速的要求。
一、提速加固設計
1、提速加固技術條件
（1）滿足客車200km/h安全通過，梁體跨中橫向振幅滿足設計要求。
（2）在D35特種車輛按40km/h通過時，梁體下緣不出現拉應力。
（3）加固后結構應有足夠的耐久性。
（4）加固工程的實施不影響線路正常運營。
2、提速加固的措施
（1）通過增設橫向水平聯結板，提高梁體橫向剛度。
（2）通過增設預應力筋，提高梁體抗裂性。
（3）預應力筋采用帶有護套的預應力筋，保證其耐久性，并可以更換；同時加強預應力筋及普通結構筋的細部結構設計，提高加固體系的整體耐久性。
3、橫向加固設計
在兩片32m預應力梁中間橫隔板處上、下翼緣、腹板處增設9快水平聯結板，兩片梁中間增設4個環形聯結板。同時對各聯結板施加預應力，采用混凝土等級C50，保證聯結板與兩片梁的良好聯結。每塊聯結板均布置預應力筋，預應力筋采用Ф15.24mm（1-7Ф5）抗拉強度標準值為1860MPa無粘結低松弛預應力鋼鉸線。張拉控制力為0.76fpv，并采用專用錨具減少預應力筋的回縮損失。聯結板混凝土灌注采用上、下振搗，以保證混凝土良好的密實性。
二、提速加固施工
1、加固工程工藝流程
探測梁體內鋼筋走向，確定橫向預應力筋的位置——腹板鉆孔——梁體表面鑿毛及鉆錨固孔——埋設錨固筋——綁扎普通鋼筋——布設無粘結鋼鉸線——橋面設置混凝土灌注口——模板安裝——兩片梁間增設支撐——預應力筋初張拉——灌注混凝土——混凝土養護——拆除支撐——拆除模板——混凝土表面刷養護劑——撤去兩片梁間頂梁硬木——預應力筋終張拉——切割外露鋼鉸線——壓漿及封錨——涂防水涂料。
2、探測梁體鋼筋走向、確定加固筋鉆孔位置、橫向預應力筋鉆孔位置與鉆孔
（1）目測檢查梁體表面是否平整，不平整處應將梁體表面打磨平整或用水泥砂漿抹平后再進行探測。
（2）在圖紙標明的設計鉆孔位置附近，用鋼筋探測儀探明主梁腹板內鋼筋的實際分布情況，再確定橫向預應力筋穿越腹板的位置，以免鉆傷梁內既有鋼筋。
（3）按照探測出的梁內鋼筋分布現狀在梁體表面作出醒目標記。
（4）兼顧兩片梁對應部位的鋼筋分布，確定預應力筋的鉆孔位置，若孔位無法避開主筋或其他障礙物時可適當移動，但距設計位置不大于50mm。
（5）安裝膨脹螺栓，把鉆機底盤固定在梁體腹板上。調整底盤上的調節螺栓，使鉆桿保持水平并垂直于腹板。鉆孔時應使鉆桿保持平穩，以免鉆出斜孔或損壞鉆機、鉆桿。
（6）當一片梁鉆孔完成后，穿入一根直鋼筋，核對另一片梁對應的預應力筋孔。
（7）鉆孔時，嚴禁損傷梁內主筋。
（8）成孔后，孔眼必須用清水洗干凈，與梁體結合面應鑿毛，清除浮漿，并清洗干凈，以增加新老混凝土之間的粘結力。
3、錨固、綁扎鋼筋及預應力筋安裝
（1）鋼筋錨固前清孔，保證孔內無雜物。
（2）鋼筋錨固
a、有預應力筋處的普通鋼筋采用早強型錨固劑錨固。錨固劑填滿孔眼后迅速插入需錨固的鋼筋，用手錘打緊，抹平孔口。
b、無預應力筋處的水平鋼筋采用植筋膠錨固，嚴格按照環境溫度控制固化時間并符合植筋的技術要求，清孔不得用水沖洗，植筋膠填滿孔深約2/3處后，迅速將鋼筋旋轉插入直至孔底，抹平孔口。
（3）鋼筋按要求搭接、合理布置、牢固綁扎。
（4）預應力筋下料長度按照下式計算，并通過試用后再行修正：
L＝l+2L1+L2+L3
式中L—預應力筋下料長度；
l—錨墊板外端面間孔道實測長度；
L1—錨具長度；
L2—張拉千斤頂支承端面到槽行口外端面間的距離；
L3—被動端預應力筋外露長度(不小于30mm)。
（5）切割預應力筋時，嚴禁使用電弧、乙炔切割。
（6）預應力筋安裝就位時，應保持水平、順直。
4、設置橋面混凝土灌筑口
灌注口設在增設水平聯結板及增厚豎向橫隔板上方橋面梁縫間，遇梁縫過小影響混凝土灌注時，可適當鑿除道砟槽邊緣。
5、安裝模板
（1）模板應有足夠的強度、剛度和穩定性，能安全可靠地承受新灌注混凝土的重力、側壓力、列車和附著式震動器的震動荷載。
（2）模板在安裝前應刷涂脫模劑。
（3）模板表面應平整，便于安裝、拆卸。
（4）模板應穩固地依托于粱體，確保列車通過時模板與梁體無相對位移。
6、預應力筋初張拉
（1）初張拉前，新增水平聯結板、增厚豎向橫隔板處梁部上、下方增設支撐。
（2）千斤頂、油表、油泵在使用前進行配套標定，標定試驗應在國家二級以上的計量檢測單位進行，有效期為一個月或不超過200次張拉作業。
（3）橫向初張拉前預應力筋兩端放置錨下鋼墊板，鋼墊板用粘合劑粘牢于梁上，并安裝專用錨具，預應力筋露出錨具被動端長度不小于30mm，主動端根據所用張拉設備型號確定預留長度。
（4）初張拉時每根預應力筋張拉力為40kN。張拉時油泵進油要緩慢、平穩，到預定張拉值后，回油卸荷。預應力筋張拉應分級進行，每次對稱張拉兩根。
（5）預應力筋初張拉完成后應及時灌筑混凝土。
7、灌注混凝土
（1）水泥、砂、碎石均應按規定取樣檢驗，當使用外加劑時應同時檢驗，通過試驗確定配合比。混凝土的坍落度一般為8cm—10cm。
（2）混凝土拌制程序為：砂+水泥+石子+減水劑，干拌均勻，加水攪拌直至拌和物的和易性滿足施工要求后出料。
（3）混凝土應使用機械拌制．特殊情況可用人工拌制少量混凝土。
（4）混凝土宜分3次灌筑，第一次灌筑總量的1／2，用振搗器振搗密實，第二次灌筑直至與進料口平齊，再振搗密實，最后填實整個隔板和梁縫，振搗密實后抹平，確保梁縫不積水。
（5）混凝土灌筑應連續進行。當因故間歇時，其允許間歇時間應按{鐵路混凝土與砌體工程施工規范》執行。
（6）在灌筑豎向橫隔板、水平聯結板混凝土的同時，應按規定制作混凝土抗壓強度試件。當設計有要求時，還應制作彈性模量試件。
8、混凝土養護
拆模后，在混凝土表面應刷涂養護劑養護。
9、預應力筋終張拉
（1）橫向聯結板混凝土強度、彈性模量達到設計值的80％后，方可進行終張拉．
（2）用AMl5—1錨具時，每根預應力筋張拉分二次完成；第一次張拉至設計值，卸荷后裝上支腿，再次張拉至設計值，鎖緊錨頭外螺母后回油卸荷。用BSMl5—1d錨具時可一次完成終張拉。其他錨具按配套張拉設備的不同要求進行張拉作業．
（3）控制張拉應以控制應力為主，測量伸長值進行校核，當實測值與理論計算值相差大于土6％時，應查明原因，及時處理后再繼續張拉．
（4）張拉至控制應力，測量預應力筋的伸長值，持荷5min，千斤頂回油，鎖定錨具。
10、壓漿及封錨
（1）預應力筋終張拉完成后，應及時進行壓漿處理。壓漿材料應采用高性能、無收縮、防腐蝕灌漿劑。當使用無粘結鋼絞線時，不壓漿。
（2）封錨前錨具外露端涂黃油，安裝防水塑料蓋。
（3）預應力筋的錨具防護采用鋼筋混凝土封端，其強度與隔板強度相同。
（4）封端混凝土模板轉角處宜設封端混凝土模板轉角處宜設置45倒角。
11、涂防水涂料
新增混凝土與梁體結合處，應刷涂防水涂料。
三、質量要求
1、材料檢驗
（1）鋼筋、預應力筋、水泥及砂石材料進場后均應送試驗室檢驗，合格后方準使用。
（2）水泥宜選用符合GBl75標準中強度等級為42．5的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。
（3）水泥必須儲存在干燥、通風的環境中，堆垛高度不宜大于2．Om，堆垛應架離地面0.2m以上并采取防雨雪措施．。
（4）砂應選用符合JGJ5Z規定的中粗砂。
（5）石子應選用符合了G了53規定的碎石，粒徑以5mm～20mm為宜。
（6）拌制用水以飲用水為宜，如果用其他水源時應事先化驗，符合要求后方準使用。
（7）混凝土材料必須采用檢定合格的計量器具準確計量。每盤混凝土材料的稱重允許偏差為，水泥土2％，砂、石子士3％，水及外加劑土1％。
（8）錨具在使用前，應進行外形外觀、硬度、錨固性能及工藝性能的抽樣檢驗，經檢驗合格方能使用．
2、鉆孔
（1）鉆孔深度及直徑應符合設計要求。
（2）鉆孔應與粱體表面垂直，不得傾斜。
（3）廢棄孔眼應用錨固劑填實抹平．
3、混凝土強度及彈性模量應符合設計要求。
4、新增混凝土外觀檢查
（1）表面光滑、平整，無蜂窩、麻面。
（2）與梁體聯結處平順、嚴密，邊角處少量不平整處應修補整齊。
（3）防水涂料應嚴密覆蓋于梁體聯結處，邊緣整齊、美觀。
5、其他
認真填相關檢查證、檢查表。
四、安全事項
1、人身安全
（1）在區間或站內正線作業來車時，作業人員應在距離列車本線不少于800m、鄰線不少于500m下道避車，橋上施工人員應到避車臺避車．
線路允許速度大于120km／h的地段，特快旅客列車到達施工地點前10min，必須停止影響列車運行的施工，且人員、設備等應撤至距鋼軌頭部外側2m以外，施工機械、物料堆碼必須放置牢固。
（2）上橋作業時，必須設防護人員，當視線不良時應增加聯絡員。在繁忙干線作業時，應設置駐站人員。
（3）在地面2m以上的高處及陡坡上作業，必須戴好安全帽，系好安全帶或安全繩，不準穿帶釘或易溜滑的鞋。安全帶、安全繩每次使用前，使用人必須詳細檢查，每半年應做一次鑒定，其方法為：
靜荷載試驗：用靜荷載3000N的力拉5min；
沖擊試驗：用800N重物體由3m高處自由墜落懸空。
檢驗要有記錄，不合格的禁止使用。
（4）木制腳手桿有效部分小頭直徑：立桿不得小于70mm，橫桿不得小于80mm。腳手板厚度不得小于50mm。腳手架負荷不得超過2700N／m．腳手桿間距不應大于1．5m(經檢算許可者除外)。
（5）霧、雨、雪天施工，施工場地清掃后再進行作業。電器設備必須加設防護裝置，除電工外嚴禁其他人員私接電線。
（6）吊裝作業時，吊裝物下嚴禁站人。
（7）張拉時操作人員應站在千斤頂的兩側。
（8）使用電錘鉆孔時，要精力集中，雙手抓牢，防止卡鉆扭傷手臂。
（9）砂輪切割機必須有防護罩，使用前先檢查輪片是否完好，操作人員要戴好防護鏡，防止砂輪片或碎渣飛起傷人。
（10）在電氣化區段施工時，作業人員所帶的工具、材料等物與牽引供電設備的帶電部分需保持2m以上距離。
（11）發電機使用前，必須先接好地線，各種電器設備必須安裝合格的漏電保護器，并設專人檢查確認良好，所有閘箱必須加鎖，各種電動機具應經培訓考試合格的人員持證操作。
（12）所有人員未戴安全帽，一律不得進入施工現場。
2、行車安全
（1）設置橋面混凝土灌筑口，需要鑿除時使用的鋼釬長度不得高于軌頂。
（2）灌筑口扒碴時從線路中心向兩側延伸，各不得超過200mm。灌筑口要相隔扒開，扒開后的灌筑口應立即安裝灌筑漏斗進行混凝土灌筑，隔天灌筑的灌筑口要用編織袋裝碴回填，并應隨時檢查線路狀況，做好記錄。發現問題及時向設備管理單位匯報。
（3）橋上堆放材料不得侵入建筑接近限界，并符合《鐵路工務安全規則》規定，防止超限。
3、工務設備安全
（1）所有橋梁檢查口在使用完畢后，必須重新蓋好。
（2）扒開的道碴不得堆壓枕木頭，扒開的灌筑口在混凝土灌筑完畢后回碴填實。
五、施工體會
幾年來，通過對提速200km/h區段混凝土梁橫向加固施工，我們積累了一套完整的施工技術方案，煉就了一支技術過硬的施工隊伍，為今后同類施工奠定了基礎，同時為鐵路提速做出了貢獻，提高了鐵路的經濟效益，達到了預期目標。今后，隨著鐵路的不斷提速，大修施工又面臨新的機遇與挑戰，下一步我們將繼續改進與完善橋梁加固施工工藝，進一步提高管理水平，不斷滿足鐵路提速的需要。
參考文獻
1 J259-2003,鐵路工程施工安全技術規程
2 J118-2001,鐵路混凝土與砌體工程施工規范
