曲線張拉技術(shù)對預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板結(jié)構(gòu)性能影響研究

陳建偉 尚 文 韓 冰（臨沂市建設(shè)安全工程質(zhì)量監(jiān)督管理處，山東 臨沂276000）

預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板，是一種板、梁結(jié)合的預(yù)制鋼筋混凝土承載構(gòu)件，由寬大的面板和兩根窄而高的肋組成。其面板既是橫向承重結(jié)構(gòu)，又是縱向承重肋的受壓區(qū)。受壓區(qū)截面較大，中和軸接近或進入面板,受拉主鋼筋有較大的力臂，所以雙T板具有良好的結(jié)構(gòu)力學性能，明確的傳力層次，簡潔的幾何形狀，是一種可實現(xiàn)大跨度、大覆蓋面積的和比較經(jīng)濟的承載構(gòu)件。

預(yù)應(yīng)力雙T板具有良好的力學性能，可以提供大空間工作場所，在建設(shè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是大跨度、良好的變形能力也同時為預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板制作、運輸以及吊裝帶來了難題，預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板在制作、運輸和吊裝中易出現(xiàn)裂縫的問題，越來越引起行業(yè)的重視，采用曲線張拉技術(shù)能夠有效地改善預(yù)應(yīng)力雙T板易出現(xiàn)裂縫的問題。本文以某廠生產(chǎn)的JSTB24-2型預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板為背景，對該廠生產(chǎn)的采用曲線張拉技術(shù)和采用普通張拉技術(shù)的JSTB24-2型預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板進行結(jié)構(gòu)性能檢測試驗，對比撓度、抗裂性能等指標，分析了曲線張拉技術(shù)對預(yù)應(yīng)力雙T板結(jié)構(gòu)性能的影響，為預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板的生產(chǎn)提供指導性建議。

1 曲線張拉技術(shù)

傳統(tǒng)的JSTB24-2型預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板采用先張法技術(shù)，嚴格按照圖《鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板》圖集號：L06GT08規(guī)定的工藝施工，對雙T板兩肋底部鋼絞線進行張拉達到預(yù)加應(yīng)力的目的。經(jīng)過長期的工程實踐，在符合原圖集設(shè)計的基礎(chǔ)上，對預(yù)應(yīng)力雙T板張拉技術(shù)改進，研究發(fā)現(xiàn)可以對雙T板兩肋梁底部鋼絞線中的兩根采用曲線張拉的方式，以改進預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板在運輸和吊裝過程中容易開裂的問題。采用曲線張拉后對預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板結(jié)構(gòu)性能的影響，可以通過結(jié)構(gòu)性能試驗深入研究。普通張拉和曲線張拉鋼絞線在預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板肋梁中的分布如圖1所示：

2 結(jié)構(gòu)性能試驗

2.1 試驗基本資料

分別對普通張拉技術(shù)和采用曲線張拉技術(shù)的編號為JSTB24-2預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板進行結(jié)構(gòu)性能試驗，JSTB24-2型預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板試驗指標如表1所示。

表1 JSTB24-2型預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板試驗指標

2.2 試驗方法設(shè)計

試驗基本流程為：平整場地→安放試驗板→安裝檢測儀表→加荷并記錄數(shù)據(jù)→整理試驗資料→分析評定試驗結(jié)果。試驗采用儀器設(shè)備安裝簡圖如圖2所示。根據(jù)《砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002規(guī)定，構(gòu)件應(yīng)分級加載。當荷載小于荷載標準值時，每級荷載不應(yīng)大于荷載標準值的20%；當荷載大于荷載標準值時，每級荷載不應(yīng)大于荷載標準值的10%；當荷載接近抗裂荷載值時，每級荷載不應(yīng)大于荷載標準值的5%；當荷載接近承載力檢驗荷載值時，每級荷載不應(yīng)大于承載力檢驗荷載設(shè)計值的5%。

圖2 試驗加載過程圖

試驗采用分級加載，沙袋作為荷重塊均布加載，用數(shù)顯百分表測量變形量，裂縫測寬儀測量加載過程中裂縫寬度。雙T板自重作為首級荷載，以后采用沙袋分級加載，共分17級，最大加載量為544.52kN（含自重），試驗荷載分級如表2所示。

表2 試驗荷載分級

加載時應(yīng)使荷載傳遞均勻，每級荷載維持時間為15分鐘，在荷載標準值作用下持荷30分鐘。

3 試驗結(jié)果分析

3.1 判定標準

1)在荷載標準值278.32 kN（含自重）作用下跨中撓度值應(yīng)小于撓度檢驗允許值41.5mm。2)在抗裂檢驗允許荷載值323.42kN（含自重）作用下受拉區(qū)無裂縫出現(xiàn)；受拉鋼絞線工作正常；受壓區(qū)混凝土沒有出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。

3)在承載力檢驗荷載允許值479.42kN（含自重）作用下受拉主筋處裂縫寬度小于1.5mm，撓度小于跨度的1/50；在承載力檢驗荷載允許值495.32kN（含自重）作用下腹部斜裂縫寬度小于1.5mm，斜裂縫末端受壓混凝土未發(fā)生剪壓破壞；在承載力檢驗荷載允許值511.72kN（含自重）作用下受壓區(qū)混凝土未發(fā)生破壞；在承載力檢驗荷載允許值544.52kN（含自重）作用下受拉主筋未拉斷；未發(fā)生沿斜截面混凝土斜壓破壞，受拉主筋在末端沒有滑脫，未發(fā)生其他錨固破壞。

符合以上標準則該預(yù)應(yīng)力雙T承載力、撓度、抗裂滿足要求。

3.2 試驗數(shù)據(jù)的整理與分析

由表3、表4中數(shù)據(jù)可以看出：

表3 普通張拉預(yù)應(yīng)力雙T板試驗數(shù)據(jù)

表4 曲線張拉預(yù)應(yīng)力雙T板試驗數(shù)據(jù)

1）采用普通張拉在荷載標準值作用下?lián)隙葹?9.68mm，采用曲線張拉在荷載標準值作用下?lián)隙葹?8.09mm，采用曲線張拉后預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板的撓度明顯的降低。

2）采用普通張拉工藝的構(gòu)件加載至第11級時出現(xiàn)肉眼可以觀察的裂縫，構(gòu)件的抗裂系數(shù)為1.65，而采用普通張拉工藝的構(gòu)件加載至第14級時出現(xiàn)肉眼可以觀察的裂縫，構(gòu)件的抗裂系數(shù)為1.84。由此可見采用曲線張拉工藝后預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板抗裂性能有明顯的提高。

3）所測構(gòu)件的承載力、撓度、抗裂性能以及裂縫寬度均符合圖集要求。

4 結(jié)論

本文結(jié)合實際工程，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，采用分級加載的方法，分別采用普通張拉工藝和曲線張拉工藝編號為JSTB24-2的預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板進行承載力、撓度、抗裂性能進行檢測，與相關(guān)規(guī)范限值相比較如表5、表6所示。

表5 普通張拉工藝預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板檢測結(jié)果

表6 曲線張拉工藝預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板檢測結(jié)果

經(jīng)檢測，所測構(gòu)件的承載力、撓度、抗裂性能均滿足規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002規(guī)定。編號JSTB24-2為預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板結(jié)構(gòu)性能良好，可以用于大跨度屋面板工程。

采用曲線張拉后預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板撓度明顯降低，抗裂性能明顯提高，是因為在保證預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板起拱度不變以及承載力滿足要求的前提下，采用曲線張拉工藝預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板肋梁底部鋼絞線需要更加充分的進行預(yù)應(yīng)力張拉，與此同時曲線張拉的預(yù)應(yīng)力鋼絞線對預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板上部混凝土開裂有約束作用。所以曲線張拉技術(shù)對于預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板結(jié)構(gòu)性能有明顯的改善作用。

[1]中華人民共和國國家標準《砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2202 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010，55-59

[2]山東省建筑標準設(shè)計推薦性通用圖集《鋼絞線預(yù)應(yīng)力砼雙T板》圖集號L06GT08 濟南：山東省標準設(shè)計辦公室，2007,1-13