醉染图书高效预应力混凝土空心板桥研究与实践9787519811259

前言
 章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 高强/高能混凝土 1
1.1.2 高效预应力混凝土 2
1.1.3 国内外桥梁工程应用状况 2
1.2 发展趋势 4
1.2.1 高能混凝土的发展与应用 4
1.2.2 高强低松弛预应力钢绞线的发展与应用 6
1.. 高效预应力混凝土结构延能研究 8
1.3 研究内容 9
第2 章 高效预应力混凝土空心板设计与试验研究 12
2.1 概述 12
2.2 基本设计资料 12
. 高效预应力混凝土空心板截面选择 13
..1 截面形式 13
..2 截面宽度 17
2.4 跨径16m 空心板设计研究 18
2.4.1 截面几何特 18
2.4.2 恒载内力计算 19
2.4.3 活载内力计算 20
2.4.4 正截面承载力计算 27
2.4.5 斜截面承载力计算 28
2.4.6 有效预应力计算 29
2.4.7 截面抗裂度验算 30
2.4.8 变形验算 35
2.5 高效预应力混凝土空心板试验研究 40
2.5.1 高强混凝土配制与力学能试验 40
2.5.2 跨径16m 空心板试验研究 44
第3 章 高效预应力混凝土空心板系列设计 61
3.1 概述 61
3.2 基本资料 61
3.2.1 设计要求 61
3.2.2 施工要点 62
3.3 设计方法 63
3.4 空心板截面选型 63
3.5 跨径13m 空心板设计主要成果 64
3.6 跨径16m、高度55cm 空心板设计主要成果 73
3.7 跨径20m 空心板设计主要成果 82
3.7.1 高度65cm 空心板 82
3.7.2 高度75cm 空心板 87
3.8 跨径25m 空心板设计主要成果 100
3.8.1 高度90cm 空心板 100
3.8.2 高度105cm 空心板 104
第4 章 高效预应力混凝土空心板桥工程实践 118
4.1 工程概况 118
4.2 高效预应力混凝土空心板预制 120
4.2.1 施工技术 120
4.2.2 实桥空心板混凝土强度评定 124
4.. 实桥空心板抽样静载检验 127
4.3 高效预应力混凝土空心板桥整桥试验研究 129
4.3.1 试验目的及内容 129
4.3.2 实桥静载试验研究 129
4.3.3 实桥动载试验研究 144
参考文献 146

李长永，博士，副教授，华北水利水电大学土木工程学科硕士导师。主要研究方向为生态建筑材料，大型复杂混凝土结构试验与优化设计。参编行业标准1部，出版专著2部，取得发明6项。科研成果获得河南省和河北省科技进步二等奖4项、三等奖2项。王慧，硕士，副教授，一注册结构，一注册建造师，华北水利水电大学土木工程学科硕士导师。主要研究方向为大型复杂混凝土结构试验与优化设计。出版专著1部，取得发明3项。科研成果获得河北省科技进步二等奖1项。
任甲蕴，硕士，不错，一注册建造师，注册安全，河南省优选工作者，河南省劳动模范，焦作市建筑业杰出企业家。现任河南中交鹏程路桥开发有限公司董事长、河南鹏程路桥建设有限公司董事长兼总经理。主持或参与焦郑高速公路、焦作至巩义黄河大桥及连接线、国道207孟州至偃师黄河大桥及连接线等多项省、市重点工程项目。参编地方标准2部，出版专著2部，科研成果获得河南省科技进步二等奖3项、三等奖2项。

前言预应力混凝土空心板具有上部结构建筑高度低、预制施工简单、易实现标准化和工厂化施工、产品质量可靠、造价低、施工吊装设备容易解决等优点，是公路桥梁工程中被广泛采用的一种结构形式。但在我国长期的工程实践中，预应力混凝土空心板的制作存在混凝土强度等级和预应力钢筋级别较低、预应力张拉施工效率较差等缺点，导致了空心板混凝土耐久差、预应力钢筋易产生锈蚀等问题。随着混凝土配制技术和预应力钢筋能的提升，研究采用高强/高能混凝土和高均匀延伸率、高强低松弛钢绞线，对改善预应力混凝土空心板延、提桥梁可靠度具有明显效果，对提升预应力混凝土的发展水平也具有重要意义。1998 年5 月，河南海威工程咨询有限公司董事长、河南省交通规划勘察设计院原院长、中国工程设计大师王用中先生向河南省人民提出书面建议：在河南省高速公路建设中应用高强混凝土代行通用的普通混凝土制作桥梁空心板，以提高预应力工程技术水平，节约公路建设。这一建议得到了省领导的高度重视和批示。在王用中先生带领下，河南海威工程咨询有限公司联合华北水利水电学院、焦作市公路管理局成立了专题科研组，成功申报了河南省科技攻关项目《高强混凝土在桥梁工程中的应用》（991150126），开展了C80高强混凝土配制技术研究，在华北水利水电学院结构试验大厅内成型了采用C80 高强混凝土和270 级（相当于现行标准1860 级）7？5 预应力钢绞线的16m 跨径高效预应力混凝土空心板，并进行了加载试验研究。该项研究成果取得了C80 高强混凝土配制技术突破，解答了当时工程界关于高强混凝土受压脆大、适于桥梁结构延变形的疑问；通过空心板断面的优化设计，得到了较大挖空率，显著减轻了桥梁自重，按当时工程概预算标准核算可节约成本20%以上。在此基础上，焦作市公路管理局结合2001 年河南省重点建设项目《焦作至巩义黄河公路大桥》（豫计〔2001〕637 号），自筹经费进一步开展了《高效预应力混凝土空心板梁桥研究与工程应用》课题研究，委托华北水利水电学院完成了13～25m 跨径高效预应力混凝土空心板的优化设计，在焦作至巩义黄河公路大桥连接线上进行了16m 跨径和20m 跨径高效预应力混凝土空心板桥的示范工程建设，对20m 跨径高效预应力混凝土空心板桥进行了静载、动载试验检测，验了设计成果的可靠和合理。两项研究成果先后获得2000 年、2005 年河南省科技进步三等奖。自2003 年建设部科技司将“开发高耐久、能混凝土住宅结构体系”列入年度工作要点以来，高能混凝土技术的推广应用逐步上升至建设领域节能减排的战略地位。建筑业发展“十二五”规划明确，建筑节能目标之一是C60 以上的混凝土用量达到总用量10%。2014年8 月，住房和城乡建设部、联合下发通知，要求充分认识推广应用高能混凝土的重要，加快推广应用高能混凝土。以“引导，市场推动；全面推进，突出重点；因地制宜，分类指导；试点示范，标准先行”为基本原则，通过完善高能混凝土推广应用政策和相关标准，建立高能混凝土推广应用工作机制，优化混凝土产品结构，到“十三五”末，高能混凝土得到普遍应用，C35 及以上强度等级的混凝土占预拌混凝土总量50%以上。在超高层建筑和大跨度结构以及预制混凝土构件、预应力混凝土、钢管混凝土中推广应用C60 及以上强度等级的混凝土。有鉴于此，尽管本课题的核心研究成果已在国内期刊发表，但对其进行系统总结并发表更加详尽的研究成果仍具有时代。同时，本课题从立项、可研、基础研究、应用研究到工程示范，体现了工程技术创新研究课题的全过程，不失为一个“产学研用”有机结合的科技创新典型实例。本书由华北水利水电大学科技处处长、教授（二级）、博士导师、河南省生态建材工程国际联合实验室主任、郑州市工程结构检测与能提升工程技术研究中心主任赵顺波博士策划，由华北水利水电大学土木工程学科硕士导师李长永副教授（博士）、王慧副教授和焦作市公路管理局任甲蕴不错共同执笔完成。在本书付诸出版之际，特别要感谢王用中先生，他对科学技术发展的预见、对专业学术知识的渴求及对工程科技创新的执着，集中体现了老一辈工程技术专家勇于担当、敢于担当的科学奉献精神，是值得我们永远学习的榜样。参加课题研究工作的还有华北水利水电大学刘祚秋、李凤兰、靳彩、胡志远、盖占方、陈爱玖和水工结构工程硕士张利梅、孙晓燕、勾彦敏，河南海威工程咨询有限公司王健、褚冰、赵卓，焦作市公路管理局张习贤、赵永义、张正方、闫东升、胡增团、李培安、卢来运、刘春杰、张宏森等同志，在此一并表示衷心感谢。本书出版得到了河南省高校生态建筑材料与结构工程科技创新团队（13IRTSTHN002）、河南省新型城镇建筑技术协同创新中心（河南省教育厅教科技〔2013〕638 号）建设经费支持。本书所述高效预应力混凝土空心板优化设计成果，仍以当时实施的相关规范标准为依据。鉴于著者水平所限，本书不足之处，尚祈读者不吝赐教。著 者2017 年5 月