第2章 倒虹吸结构预应力混凝土技术方案
2.1 预应力混凝土技术体系的选择
预应力混凝土技术体系按混凝土浇筑成型和预应力钢筋张拉的先后顺序,可分为先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土两大类。先张法预应力混凝土适用于大批量、定型化生产的预制构件。对于大型现浇倒虹吸结构,可选择的预应力混凝土技术体系为后张预应力混凝土。后张预应力混凝土是首先浇筑混凝土结构,当混凝土达到一定的强度后,再直接以结构作为支承张拉预应力钢筋,在预应力钢筋被拉伸的同时混凝土受到压应力,之后采用锚具固定预应力钢筋使混凝土的预压应力得以永久保持。
对于后张预应力混凝土,按照预应力钢筋和周围混凝土的相互关系及施工工艺,又可划分为后张有黏结预应力混凝土和后张无黏结预应力混凝土。
后张有黏结预应力混凝土需要在结构中布置预应力孔道,待预应力钢筋张拉施工完成后,再通过对孔道灌注水泥浆使预应力钢筋和混凝土形成黏结而共同工作,同时对预应力钢筋形成防腐蚀保护。在结构的正常使用阶段,由锚具和预应力钢筋和混凝土之间的粘结力保障预应力的有效作用。同时,一旦结构在偶然作用下出现混凝土裂缝,预应力钢筋对裂缝截面混凝土具有很好的约束作用,防止裂缝进一步开展与延伸。
后张无黏结预应力混凝土直接采用外包PE套管的无黏结预应力钢筋,不需要在结构中布置预应力孔道,施工简便。结构通过锚具传力建立预应力,在受力过程中预应力钢筋与周围混凝土之间不存在黏结作用,因此保障预应力的关键为锚具,一旦锚具锚固作用失效,结构的预应力就会随之失效。同时,当结构在偶然作用下出现混凝土裂缝后,无黏结预应力钢筋对开裂截面的混凝土没有约束作用,裂缝宽度和延伸长度均较大。
通过综合分析后张有黏结和无黏结预应力混凝土技术的优缺点,考虑倒虹吸结构耐久和防腐蚀的重要性,确定倒虹吸结构采用后张有黏结预应力混凝土技术。
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