预应力混凝土路面工程技术规范 GB50422-2017
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4.6 锚固区

4.6.1 预应力混凝土路面面板端部的局部受压承载力计算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

4.6.2 预应力混凝土路面面板板端构造应符合下列规定:

    1 路面面板板端加厚区的长度应根据预应力大小、混凝土强度、张拉方式、面板厚度等因素综合确定,且不应小于路面面板的宽度;

    2 路面面板板端应适当增大面板厚度,板端加厚区变截面处宜采用线性渐变过渡。板端加厚厚度不应小于板厚的1.2倍,且不应小于200mm;当板厚大于200mm时,板端可不加厚。变截面区的长度不宜小于加厚区长度的1/5(图4.6.2)。

    3 在板端内部应配置双层加强钢筋网,纵向加强钢筋的配筋率不宜小于2%。当板端不加厚时,纵向加强钢筋的配筋率应适当提高。张拉端的加强钢筋网应延伸至后浇带。双层钢筋网的设置及混凝土保护层厚度应符合国家现行标准《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40、《城镇道路路面设计规范》CJJ 169和《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

4.6.3 无粘结预应力钢绞线的锚具系统及防腐体系应符合现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92的有关规定。

条文说明

4.6.1、4.6.2 在预应力混凝土路面中,预压力是通过锚具经垫板传递给混凝土的。由于预压力很大,而锚具下的垫板与混凝土的接触面积往往较小,锚具下的混凝土将承受较大的局部压力。在局部压力作用下,路面面板端部因局部受压承载能力不足而导致破坏。

    锚具下混凝土截面的压力非常集中,逐渐远离锚具的地方,其截面应力将逐步扩散,最后被均匀地传递到整个截面上。在传递区内,垂直于无粘结预应力钢绞线的方向会产生较大的拉应力,这与锚具的大小和相对于混凝土截面的位置有关,该应力可能导致混凝土发生劈裂而破坏。

    应用有限元法,对预应力混凝土路面锚固区的应力进行分析,结果如图11(a)、(b)和图12(a)、(b)所示。

        (1) 锚端截面受力分析如下:

            如图11(a)所示,在无粘结预应力钢绞线作用位置[图上坐标为(1.2,0.08)],σx数值很大,即混凝土所受压力很大,随着离该位置距离的增大,σx逐渐减小,最后变为拉应力,但由图可见,此拉应力很小,不足以使混凝土产生开裂。在实际工程中,由于布置的无粘结预应力钢绞线数目远不止两个,所以,不会产生很大的拉应力σx,只需考虑锚下混凝土的局部承压强度是否满足即可。

            如图11(b)所示,沿无粘结预应力钢绞线作用位置所在高度上(即图上横坐标为1.2的各点),σy最大,分布基本相同而且均为压应力,其值小于无粘结预应力钢绞线位置处的σx。随着离x=1.2位置的距离增大,σy也逐渐减小,可能会产生拉应力。一般认为,σy引起的张拉力可能会引起锚端混凝土的纵向开裂,因此,在下面的讨论中主要研究该应力。

        (2) 沿板长横向应力分析如下:

            图12(a)、(b)为无粘结预应力钢绞线作用位置截面的应力等值线图。如图12(a)所示,在距离锚具较近处σy为压应力,随着离板端距离的增大,板端的最大压力逐渐减小,在一定距离时变为拉应力,而且拉应力值较大。

            如图12(b)所示,在远离锚端的板中附近的σy分布很有规律,符合平截面假定,板底产生拉应力,但该力较大,在设计时应加以注意。

    通过以上分析易知,由于纵向压应力由集中作用转移为线性分布,将在锚具端部附近产生较大的横向拉应力,可能引起路面面板的纵向开裂,因此,在设计时,面板端部可加大截面尺寸、加大锚具端部承压钢板尺寸,并应在板端附近(大约10m以内)配置两层双向钢筋网。对于整块板,应配置横向构造钢筋,并应放在板厚1/2稍下处以承受横向拉应力。

    张拉端的加强钢筋网应延伸至后浇带,若采用单向张拉,非张拉端的加强钢筋网也应延伸至后浇带。

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