了得網建築_高效預應力混凝土空心板橋研究與實踐

內容簡介

本書所述高效預應力混凝土空心板的主體材料為C80 高強混凝土和高強低松弛1860 級預應力鋼絞線，內容共分4 章，介紹了高效預應力混凝土空心板橋的研究背景以及高性能混凝土和高強低松弛預應力鋼絞線的發展趨勢，總結了C80 高強混凝土配制技術、跨徑13～25m 高效預應力混凝土空心板的標準化設計、跨徑16m 高效預應力混凝土空心板的靜載受力性能試驗、跨徑16m 和20m 高效預應力混凝土空心板橋建造及跨徑20m 實橋靜動載檢測成果。本書可作為土木工程橋梁專業技術人員的參考用書，也可供相關專業在校學生參考。

目錄前言第1 章緒論 11.1 研究背景 11.1.1 高強/高性能混凝土 11.1.2 高效預應力混凝土 21.1.3 國內外橋梁工程應用狀況 21.2 發展趨勢 41.2.1 高性能混凝土的發展與應用 41.2.2 高強低松弛預應力鋼絞線的發展與應用 61.2.3 高效預應力混凝土結構延性性能研究 81.3 研究內容 9第2 章高效預應力混凝土空心板設計與試驗研究 122.1 概述 122.2 基本設計資料 122.3 高效預應力混凝土空心板截面選擇 132.3.1 截面形式 132.3.2 截面寬度 172.4 跨徑16m 空心板設計研究 182.4.1 截面幾何特性 182.4.2 恆載內力計算 192.4.3 活載內力計算 202.4.4 正截面承載力計算 272.4.5 斜截面承載力計算 282.4.6 有效預應力計算 292.4.7 截面抗裂度驗算 302.4.8 變形驗算 352.5 高效預應力混凝土空心板試驗研究 402.5.1 高強混凝土配制與力學性能試驗 402.5.2 跨徑16m 空心板試驗研究 44第3 章高效預應力混凝土空心板繫列設計 613.1 概述 613.2 基本資料 613.2.1 設計要求 613.2.2 施工要點 623.3 設計方法 633.4 空心板截面選型 633.5 跨徑13m 空心板設計主要成果 643.6 跨徑16m、高度55cm 空心板設計主要成果 733.7 跨徑20m 空心板設計主要成果 823.7.1 高度65cm 空心板 823.7.2 高度75cm 空心板 873.8 跨徑25m 空心板設計主要成果 1003.8.1 高度90cm 空心板 1003.8.2 高度105cm 空心板 104第4 章高效預應力混凝土空心板橋工程實踐 1184.1 工程概況 1184.2 高效預應力混凝土空心板預制 1204.2.1 施工技術 1204.2.2 實橋空心板混凝土強度評定 1244.2.3 實橋空心板抽樣靜載檢驗 1274.3 高效預應力混凝土空心板橋整橋試驗研究 1294.3.1 試驗目的及內容 1294.3.2 實橋靜載試驗研究 1294.3.3 實橋動載試驗研究 144參考文獻 146

前言

前言預應力混凝土空心板具有上部結構建築高度低、預制施工簡單、易實現標準化和工廠化施工、產品質量可靠、造價低、施工弔裝設備容易解決等優點，是公路橋梁工程中被廣泛采用的一種結構形式。但在我國長期的工程實踐中，預應力混凝土空心板的制作存在混凝土強度等級和預應力鋼筋級別較低、預應力張拉施工效率較差等缺點，導致了空心板混凝土耐久性差、預應力鋼筋易產生鏽蝕等問題。隨著混凝土配制技術和預應力鋼筋性能的提升，研究采用高強/高性能混凝土和高均勻延伸率、高強低松弛鋼絞線，對改善預應力混凝土空心板延性、提高橋梁可靠度具有明顯效果，對提升預應力混凝土的發展水平也具有重要意義。1998 年5 月，河南海威工程咨詢有限公司董事長、河南省交通規劃勘察設計院原院長、中國工程設計大師王用中先生向河南省人民政府提出書面建議：在河南省高速公路建設中應用高強混凝土取代現行通用的普通混凝土制作橋梁空心板，以提高預應力工程技術水平，節約公路建設投資。這一建議得到了省政府領導的高度重視和批示。在王用中先生帶領下，河南海威工程咨詢有限公司聯合華北水利水電學院、焦作市公路管理局成立了專題科研組，成功申報了河南省科技攻關項目《高強混凝土在橋梁工程中的應用》（991150126），開展了C80高強混凝土配制技術研究，在華北水利水電學院結構試驗大廳內成型了采用C80 高強混凝土和270 級（相當於現行標準1860 級）7?5 預應力鋼絞線的16m 跨徑高效預應力混凝土空心板，並進行了加載試驗研究。該項研究成果取得了C80 高強混凝土配制技術突破，解答了當時工程界關於高強混凝土受壓脆性大、是否適於橋梁結構延性變形的疑問；通過空心板斷面的優化設計，得到了較大挖空率，顯著減輕了橋梁自重，按當時工程概預算標準核算可節約成本20%以上。在此基礎上，焦作市公路管理局結合2001 年河南省重點建設項目《焦作至鞏義黃河公路大橋》（豫計投資〔2001〕637 號），自籌經費進一步開展了《高效預應力混凝土空心板梁橋研究與工程應用》課題研究，委托華北水利水電學院完成了13～25m 跨徑高效預應力混凝土空心板的優化設計，在焦作至鞏義黃河公路大橋連接線上進行了16m 跨徑和20m 跨徑高效預應力混凝土空心板橋的示範工程建設，對20m 跨徑高效預應力混凝土空心板橋進行了靜載、動載試驗檢測，驗證了設計成果的可靠性和合理性。兩項研究成果先後獲得2000 年、2005 年河南省科技進步三等獎。自2003 年建設部科技司將“開發高耐久性、高性能混凝土住宅結構體繫”列入年度工作要點以來，高性能混凝土技術的推廣應用逐步上升至建設領域節能減排的戰略地位。建築業發展“十二五”規劃明確，建築節能目標之一是C60 以上的混凝土用量達到總用量10%。2014年8 月，住房和城鄉建設部、工業和信息化部聯合下發通知，要求充分認識推廣應用高性能混凝土的重要性，加快推廣應用高性能混凝土。以“政府引導，市場推動；全面推進，突出重點；因地制宜，分類指導；試點示範，標準先行”為基本原則，通過完善高性能混凝土推廣應用政策和相關標準，建立高性能混凝土推廣應用工作機制，優化混凝土產品結構，到“十三五”末，高性能混凝土得到普遍應用，C35 及以上強度等級的混凝土占預拌混凝土總量50%以上。在超高層建築和大跨度結構以及預制混凝土構件、預應力混凝土、鋼管混凝土中推廣應用C60 及以上強度等級的混凝土。有鋻於此，盡管本課題的核心研究成果已在國內期刊發表，但對其進行繫統總結並發表更加詳盡的研究成果仍具有時代先進性。同時，本課題從立項、可研、基礎研究、應用研究到工程示範，體現了工程技術創新研究課題的全過程，不失為一個“產學研用”有機結合的科技創新典型實例。本書由華北水利水電大學科技處處長、教授（二級）、博士研究生導師、河南省生態建材工程國際聯合實驗室主任、鄭州市工程結構檢測與性能提升工程技術研究中心主任趙順波博士策劃，由華北水利水電大學土木工程學科碩士研究生導師李長永副教授（博士）、王慧副教授和焦作市公路管理局任甲蘊高級工程師共同執筆完成。在本書付諸出版之際，特別要感謝王用中先生，他對科學技術發展的預見、對專業學術知識的渴求及對工程科技創新的執著，集中體現了老一輩工程技術專家勇於擔當、敢於擔當的科學奉獻精神，是值得我們永遠學習的榜樣。參加課題研究工作的還有華北水利水電大學劉祚秋、李鳳蘭、靳彩、胡志遠、蓋占方、陳愛玖和水工結構工程碩士研究生張利梅、孫曉燕、勾彥敏，河南海威工程咨詢有限公司王健、褚冰、趙卓，焦作市公路管理局張習賢、趙永義、張正方、闫東升、胡增團、李培安、盧來運、劉春傑、張宏森等同志，在此一並表示衷心感謝。本書出版得到了河南省高校生態建築材料與結構工程科技創新團隊（13IRTSTHN002）、河南省新型城鎮建築技術協同創新中心（河南省教育廳教科技〔2013〕638 號）建設經費支持。本書所述高效預應力混凝土空心板優化設計成果，仍以當時實施的國家相關規範標準為依據。鋻於著者水平所限，本書不足之處，尚祈讀者不吝賜教。著者2017 年5 月

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