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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。

四、PFRC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。

五、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。

六、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；

（2）PFRC梁不僅在名山縣民生橋三跨連續梁上得到成功應用，而且在四川德陽旌湖大橋和永川市通興橋上也成功應用，表明其在工程實踐中切實可行，并取得明顯的技術經濟效益；

（3）PFRC梁在設計理論和施工工藝方面尚有待于進一步的研究和完善。

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（責任編輯：中大編輯）

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