關于預應力在混凝土結(jié)構(gòu)中的作用,林同炎教授從三個不同的角度予以闡述:
①預應力使混凝土在使用狀態(tài)下變成彈性材料;
②預應力使高強鋼筋和混凝土有效結(jié)合、共同工作;
③用預應力實現(xiàn)荷載平衡。
在橋梁工程中,預應力技術(shù)得到了廣泛應用,主要原因有:
(1)通過施加預應力可增大橋跨、降低梁高
由于預應力混凝土結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮高強度混凝土和高強鋼筋的性能,因而可以減少構(gòu)件的截面積,減輕結(jié)構(gòu)自重,顯著減小梁高,提高跨越能力。同時,預應力技術(shù)可使大跨度橋梁做得輕柔美觀。此外,對箱梁橋同時施加縱向、橫向和豎向預應力,可以改善結(jié)構(gòu)空間受力性態(tài),增加橋梁寬度。
(2)可增加結(jié)構(gòu)剛度,提高結(jié)構(gòu)的耐久性
全預應力混凝土梁從理論上可避免使用荷載下出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫,即使是部分預應力混凝土梁在常遇荷載下也應該沒有裂縫,可保證全截面參加工作,因而比鋼筋混凝土梁的剛度大。同時,處于預壓狀態(tài)的混凝土耐久性好,可延長橋梁的使用壽命。
(3)預應力技術(shù)使大跨度混凝土橋梁的節(jié)段懸臂施工成為可能
大跨度梁橋普遍采用的懸拼、懸灌節(jié)段施工方法,使得無支架施工成為可能,而這些施工方法均依賴預應力作為節(jié)段連接手段。同時,懸臂施工中所配置的負彎矩預應力筋,基本上也都是成橋后運營階段所需要的,這種耦合性給設計施工都帶來了極大的方便。
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