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預應力混凝土橋梁發展簡況
2011-10-14 00:00

  早在1861年人們耽提出對混凝土施加預壓應力的設想,并開始了各種嘗試和研究工作。然而,直至本世紀20年代前,大多致的嘗試與研究都遺到了失效。主要原因是材料強度不高,所施加的預壓應力又因混凝土的收縮、徐變影響而消失殆盡。在前六十余年的歷程中,預應力混凝土處在萌芽階段。人們在失敗的教訓中對它有了更深一步的了解,而且發現了在混凝土中趁立可舉頂應力的一些關健問題,如:

  1.必雙提高材料強度,保證預應力錨具所施加的預應力在各種客觀因寨導致的栩失后,尚能保持一定的水存預應力;

  2.必須研究高強材料的物珠力學特征,特別尾棍凝土的收縮、徐變特性;

  3.必須研究可常的頂應力施工工藝,錨固體系。

  從而,預應力混凝土的研究在本世紀20年代開始至第二次世界大戰前,進人了一個嶄新的階段,并開始嘗試付諸于工程實踐。

  1920年,法國工程師弗萊西奈(Freyssinet)提出了混疑土振搗工藝,提高了混凝土材料的強度。

  1928年,法國工程師弗萊西奈與美國的狄爾(Dill)由于確定了混凝土徐變的影響,在結構中建立了永存預應力。

  1939年,德國狄辛格(Dischinger)發展了混凝土收縮、徐變的數學分析法。

  同年,弗萊西奈提出了圓錐形錨具(F式錨具)及張拉體系,首先建立了后張法預應力混凝土的施工工藝,他為后張法預應力混凝土橋梁的發展莫定了墓礎,F式錨具至今仍是應用最廣泛的一種有效錨固體系。

  從40年代開始,材料強度不斷提高,材料工藝不斷改進,預應力技未訊速發展。

  混凝土總的發展趨勢是高強、輕質。材料工藝從70年代開始采用減少劑等新型摻加劑,制備塑性混凝土,摒棄了70年代的干硬性混凝土。發展混疑土預拌工藝(集中拌料及攪拌車運輸)以及泵送混凝土工藝。至今,一般預應力混凝土橋梁大都采用40-50號混凝土,抗壓強度為39~59MPa, 70號以上為超高強混凝土,從60年代中期開始研究,1974年,日本曾應用80號混凝土修建了幾座跨徑為45m的簡支預應力混凝土上承式鐵路衍架橋。輕質混凝土在60年代以后,也曾不斷應用于橋梁工程,最大跨徑為136m(中跨中央84m用輕質混凝土)的聯邦德國富林格爾橋。輕質混凝土容重為15.7-19.6kN/m2,抗壓強度在29.49MPa,顯見,為使橋梁輕型化,向更大跨徑進軍,超高強混凝土(包括聚合物浸演混凝土與纖維混凝土)和輕質高強混凝士的研究和發展勢在必行。

  預應力技術(即錨固方式與張拉體系)繼1939年法國首創F式體系與比利時首創Magnel體系后,在50年代至60年代,世界各國學者與工程師們提出了不下于50余種的錨固張拉體系。預應力技術從先張法突進到后張法,為大跨預應力混凝土連續梁的發展提供了廣闊的前景。根據國際預應力協會1968年統什,各國采用最多的幾種體系見表1-2,其中所列舉張拉力一項為至今已達到的數值。發展趨勢是提高單根(或單束)力筋的張拉力,采用方型力筋,保證錨固的可靠性和操作靈活簡便的張拉體系。

  綜上所說,預應力混凝土發展的三個基本要素即是:

  1.抗壓強度大于29MPa的混凝土;

  2.屈服點大于589MPa的預應力鋼筋;

  3.建立并保持可靠的預應力錨固張拉體系。

  同時,預應力混凝土結構設計理論的研究與發展亦日益完善,為預應力混凝土用于工程實踐提供了科學根據。電子計算機的廣泛應用,也促進了各種復雜的預應力混凝土結構的實現。

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