某预应力混凝土梁吊装侧弯破坏分析.pdf
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1、低温建筑技术 2 0 1 2年第 4 期( 总第 1 6 6 期) 某预应 力混凝土梁 吊装侧弯破坏分析 冯倩 , 吴涛 ( 浙江大学建筑工程学院 。 杭州3 1 0 0 5 8) 【 摘要】 以某预应力混凝土 I 形梁在起吊时的侧弯破坏为例 , 采用理论分析和有限元法, 研究了起吊时引 起 I 形梁破坏的几个原因。首先根据梁的截面特性计算了I 形梁的侧向抗弯刚度 , 采用 M I D A S软件计算了预应力 钢筋张拉后引起的梁体侧挠值 , 再通过试算法确定了I 形梁开始出现开裂的临界倾斜角度, 最后参照文献中的有 关设计原理, 计算了预应力混凝土 I 形梁的侧向抗弯承载力。计算分析结果表明,
2、 预应力筋张拉产生的侧向挠曲、 侧向抗弯刚度和倾斜角度是 I 形梁侧弯破坏的三个主要因素, 对主梁运输安装的安全性具有极大的影响。 【 关键词】 预应力混凝土 I 形梁; 弯曲破坏; 侧向抗弯刚度 【 中图分类号】 T U 3 7 8 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 4 4 0 3 ANALYS I S OF THE LATERAL BEND G DAM AGE OF PRES TRESS ED CONCRETE BEAM F E N G Q i a n , WU T a o ( A r c h i t e c
3、t u r a l E n g i n e e ri n g I n s t i t u t e o f Z h e j i a n g U n i v e r s i t y , H a n g z h o u 3 1 0 0 5 8 , C h i n a ) Ab s t r a c t : A p r e s t r e s s e d c o n c r e t e I - s h a p e d b e a m s u ff e r e d l a t e r a l b e n d i n g d a ma g e d u rin g l i ft f o r e r e c t
4、 i o n T h i s w o r k i n v e s t i g a t e d t h e r e a s o n s o f t h e d a ma g e o f t h e I s h a p e d b e a m b y t h e o r e t i c a l a n d fi n i t e e l e me n t me t h o d s F i r s tl y ,t h e l a t e r a l b e n d i n g s t i ff n e s s o f t h e I - s h a p e d b e a m wa s c a l c
5、 u l a t e d a c c o r d i n g t o the c r o s s s e c t i o n a l c h a r a c t e ris t i c o f t h e b e a m T he s o f t wa r e MI DAS wa s u s e d t o c a l c u l a t e t h e l a t e r a l d e f l e c t i o n d u e t o t h e p o s t t e n s i o n i n g o f the p r e s t r e s s e d t e n d o n T
6、 h e c ri t i c a l a n g l e o f t h e c r a c k i n g o f t h e b e a m w a s t h e n d e t e r mi n e d b y tr i a l a n d e r r o r me t h o d T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e l a t e r a l d e fl e c t i o n p r o d u c e d b y t h e t e n s i o n o f the p r e s t r e s s i n g t e n
7、d o n,t he l a t e r a l b e nd i n g s t i f f n e s s a n d i n c l i n a t i o n a n g l e we r e thr e e ma i n f a c t o r s tha t c a u s e d t h e l a t e r a l b e n d i n g d a ma g e Th e s e f a c t o r s p l a y e d a g r e a t e ff e c t o n t h e b e a m t r a n s p o r t a t i o n a n
8、 d e r e c t i o n s e c u r i t y Ke y wo r d s: p r e s t r e s s e d c o n c r e t e I - s h a p e d b e a m : b e n di ng d e s t r uc t i o n; l a t e r a l b e nd i n g s ti ffn e s s 当预应力筋在主梁横断面上布置不对称时, 预应力 荷载的作用除了使主梁发生上挠之外 , 还会因预应力钢 筋在某些截面的不对称布置而使主梁发生侧向挠曲。 如果在吊装过程中不采取特殊措施, 这一侧向挠曲使主 梁在吊装过程中产生
9、倾斜, 并在主梁重力的横轴向分力 作用下, 主梁跨中的倾斜角度会大于端部倾斜角度。主 梁重力的横轴向分力会超过其的侧向抗弯极限承载能 力。主梁梁体侧向弯曲、 开裂并最终断裂。 1 工程概述 某桥上部结构采用五跨简支预应力混凝土 T形 梁桥, 后因景观需要 , 在原桥基础上增加了一个塔柱和 悬索, 使其外观成为一座独塔处锚式悬索桥, 为了布置 塔柱 , 原设计二片 5 0 m预应力混凝土 T形梁 ( 外边梁 ) 变更为 I 形梁, 并对其预应力布置作 了相应修改, 变更 后的主梁及其预应力筋布置详见图 1 、 图2 。从图2可 知, 预应力筋在横断面上布置不对称。不幸的是, 在施 工安装过程 中
10、, I 形梁在 L 4处侧 向断裂。 跨 径 中 心 线 图 1主粱 立 面图, m 2 计算分析 采用有限元软件, 对上述 I 形梁建立 了空间计算 模型, 结构采用的混凝土材料为 C 5 0混凝土。施工过 程分为5个阶段, 施加预应力为第一施工阶段, 观察预 应力筋作用下 1 0 d 、 2 0 d和 3 0 d混凝土收缩 徐变引起 的 梁体变形过程分别为第二、 三和四施工阶段 , 第五施工 阶段为施加侧向分布荷载, 模拟梁体倾斜时重力引起 的侧向荷载。 2 1 侧向抗弯刚度 设计变更后, I 形梁因其外梁翼缘板被截去一部 分, 侧向抗弯刚度大大减小, 见表 l 。 冯倩等: 某预应力混凝
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