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1、第一章 预应力混凝土的发展及其工作原理,1,一、混凝土的 三个发展阶段,HunningtuDeSangeFazhanJieduan,2,事物总是不断发展的，混凝土也不例外，到目前为止，已经经历了三个主要发展阶段。,第一个发展阶段混凝土第二个发展阶段钢筋混凝土第三个发展阶段预应力混凝土,3,混凝土具有较高的抗压强度；但是抗拉强度低，大约只有抗压强度的1/171/8。这缺点的存在，使混凝土的应用范围受到限制。,第一阶段：混凝土,4,当混凝土受到集中荷载时，梁的下缘受到拉应力。导致混凝土开裂，直至破坏。,第一阶段：混凝土,5,第二阶段：钢筋混凝土,混凝土梁在受拉区配置了抗拉强度比它自身高得多的钢筋，
2、解决了抗拉强度与抗压强度不相适应的矛盾，于是就产生了钢筋混凝土，进入混凝土的第二个发展阶段。在钢筋混凝土中，两种材料分工合作，梁上缘混凝土主要承受压力，梁下缘钢筋主要承受拉力,6,第二阶段：钢筋混凝土,7,第三阶段：预应力混凝土,在混凝土梁承受荷载前对混凝土施压，使它发生预压应力和压缩变形，这种变形在混凝土承受荷载时成为拉伸变形的储备，于是产生了预应力混凝土，进入了混凝土的第三个阶段。 预应力混凝土不但克服了混凝土极限拉伸率小、容易开裂的缺点，同时还更有效地克服了它抗拉强度低的缺点，使混凝土跨进了一个崭新的阶段。,受压区受拉区,受拉区受压区,施加预应力,8,在受拉区预先施加压力，用于抵消荷载作
3、用下的拉力，使结构在荷载作用下基本处于完全受压状态。,预应力的概念,第三阶段：预应力混凝土,9,张拉力小，预加力小，易开裂，影响结构正常使用。,第三阶段：预应力混凝土,荷载进一步加大,10,LishiQiaoliangTantaJishi,二、历史桥梁 坍塌纪实,11,灌浆时间宜早，以免高应力下钢丝锈蚀；封锚应及时，以防生锈积水，至少先用环氧砂浆涂抹锚具,在某拆除工程中拍摄的混凝土钢绞线锈蚀情景,12,2004年09月20日下午4时40分许，一辆运煤大货车在经过安徽阜阳市内双清路小桥时，桥梁突然坍塌，运煤大货车坠落河中。所幸，连同司机在内的几人仅受轻伤。目前，事故原因正在调查,安徽阜阳市内双清
4、路小桥,13,江苏吴江一桥梁坍塌造成人员伤亡,2005年04月07日,2005年4月7日早晨，江苏省吴江市梅堰镇一座桥梁突然坍塌，造成4人受伤，由于到中午时打捞船还未到达，死亡人数不详。据当地村民介绍，事发时，有多名行人和一辆农用拖拉机在桥上，桥面突然断裂后，桥面上的行人和农用拖拉机均掉入河中。据了解，坍塌的大桥建于上个世纪80年代中期，是座危桥。距离该桥不远处已建好一座新桥，但新桥尚未启用，行人和车辆仍通行于危桥之上。坍塌桥梁所在河段是连接上海和浙江湖州的主要航道，此次事故将对航道运输产生一定程度影响。 新华社发,14,盘锦市田庄台大桥垮塌事故,15,田庄 台大桥, 建于72年，77年投入使
5、用， 全长878米，横跨辽河，是辽宁省屈指可数的大型桥梁之一。 95年，大桥的引桥，也就是大桥位于陆地上的部分，出现明显裂，被省交通厅定为 危桥。为了避免事故发生，盘锦市交通部门设立专人在桥头对超载车辆进行管理.,16,盘锦市田庄台大桥,17,2000年11月27日，深圳盐坝高速公路高架引桥坍塌,18,2005年10月 日星期二,19,某城市第一桥“未老先衰”,1973年10月，全长1389米、宽11米的 大桥建成通车。 1992年8月， 市委市政府为缓解 大桥交通日趋紧张状况，自筹资金8800多万元改造西桥，新建东桥。工程自1993年4月9日破土动工，仅用了196天，东桥主体就通车了。,西桥
6、,东桥,20,大桥的碑记上这样的记载“创造了月成桥200米的高速度，成为国内江桥建设史罕见之举。工程指挥若定，组织调度有序，资金物料投入及时，施工安全优质。”196天创造的“辉煌”令人瞩目，也成为那时 的骄傲，成为 市的一道靓丽风景线。当时此桥的设计、施工等单位纷纷获得了各种荣誉和奖项。,21,然而，今年(2005年杨仕诚注)8月23日， 市人民政府发布了关于 大桥东桥维修期间限制车辆通行的通告。一时间，某某 第一桥变危桥的消息不胫而走。,22,2004年12月17日有关六个部门现场调查结果显示：南岸第2孔，北岸第2、4孔人行道栏杆有明显下凹竖曲线，主梁跨中产生过度下挠。边梁跨中区段腹板有斜裂
7、缝，马蹄每隔30到40厘米有竖向裂缝贯通； 2004年12月26日，桥梁专家检查结果发现该桥连续梁部分南岸第2孔（共3孔）和北岸2、3、4孔（共5孔）已有不同程度的下沉，且仍在发展中。经观测梁体受拉区已呈现较多裂缝，初步判定连续梁预应力已明显损失，属于预应力结构非正常状态，该桥已具有一定程度的危险性。,23,当时建桥耗资8000多万元，如今又拿出1000多万元维修，按照此次的做法，人们怀疑，这座大桥不久之后是否还需要再维修？,24,上海郊环高架桥梁坍塌,上海高架立交桥吊装5分钟突然坍塌 2004年10月23日早上6点20分左右，正在建设中的上海A30郊环高架北段工程中的富锦路江杨北路段的“T”
8、梁，刚吊装完毕5分钟，两根巨大的桥梁就突然坍塌，压毁3车，导致4人受伤，其中2人重伤。 记者在事发现场看到，一辆小面包车被北侧的桥梁压在下面，另一辆平板车被坍塌的两根桥梁分别压住了前后部。在桥梁的角落里还“躺”着一辆自行车，车轮已成“麻花”，而西侧的吊车也被桥梁砸烂。幸运的是吊车驾驶员从车里逃了出来，躲过一劫。而面包车和平板车内的伤者被挤压在车内，无法脱身，消防队员赶来后，用锯子将车身锯开才将伤者救出。另外，事发时站在桥上的一名工人随着坍塌的桥梁从10多米高的半空摔下来受伤。 事发后赶到现场的宝钢检修公司的工作人员称，事故可能是桥梁水泥的养化没有完全硬化，也可能是这段桥梁过宽导致比例失调。而有
9、关桥梁专家称，可能是施工处置不当造成桥梁失稳后发生断塌现象。（青年报）,25,上海郊环高架桥梁坍塌,26,广州在建高速公路高架桥支架坍塌致9人死伤 2004年12月13日凌晨4时40分，广清高速公路连接线主线工程广州市白云区增槎路江南农贸市场路段施工现场正在施工的一段高架桥支架发生坍塌事故。造成1人死亡，1人失踪，7人受伤,受伤者已就近送院治疗。,27,发布时间：2006-08-30 昨日下午时分左右，在厦门市同安湾大桥工地施工中，发生一起模撑坍塌事故。据官方权威消息称，事故造成人受伤，其中人受重伤，伤员全部救出并及时送医院救治。事故原因目前正在调查中。公开资料显示，同安湾大桥及两端连接线工程
10、从去年月正式开工，该工程是年厦门市建设重中之重的项目，一期工程总投资达亿元，预计今年月日前建成通车。事故发生后，省委常委、市委书记何立峰，市委副书记、市长张昌平立即作出重要批示，要求尽一切可能，全力抢救伤员；并立即查明情况，认真分析原因，举一反三，确保全市所有在建工程的施工安全。市委常委、秘书长徐模对事故处理提出明确要求，并协调有关部门作出部署。副市长潘世建率领市委副秘书长王纯民、市政府副秘书长阮耀国，以及市、区有关部门立即赶赴现场，组织指挥施救工作。、在第一时间到达现场抢救伤员。现场近20工人随塌桥滑下记者赶到同安湾大桥工地，在离事发桥面约米远的桥墩下，一路上停满了警车、消防车，还有一辆急救
11、车在待命。在事发现场，被搜救出来的伤者已全被送往位于同安的厦门市第三医院，为排查是否还有人被压倒塌桥面下，警方封锁现场，搜救还在继续。据了解，时分，厦门消防支队接到报警后，迅速调集三个消防队，辆消防车，多名消防官兵赶赴现场救援。先期赶到的同安消防十二中队官兵迅速将最后一名被埋压在水泥、钢筋中的受伤民工救出。有人员被困后离开了。,28,发布时间：2006-08-30 昨日下午时分左右，在同安湾大桥工地施工中，发生一起模撑坍塌事故。据官方权威消息称，事故造成人受伤，其中人受重伤，伤员全部救出并及时送医院救治。事故原因目前正在调查中。公开资料显示，同安湾大桥及两端连接线工程从去年月正式开工，该工程是
12、年厦门市建设重中之重的项目，一期工程总投资达亿元，预计今年月日前建成通车。事故发生后，省委常委、市委书记何立峰，市委副书记、市长张昌平立即作出重要批示，要求尽一切可能，全力抢救伤员；并立即查明情况，认真分析原因，举一反三，确保全市所有在建工程的施工安全。市委常委、秘书长徐模对事故处理提出明确要求，并协调有关部门作出部署。副市长潘世建率领市委副秘书长王纯民、市政府副秘书长阮耀国，以及市、区有关部门立即赶赴现场，组织指挥施救工作。、在第一时间到达现场抢救伤员。现场近20工人随塌桥滑下记者赶到同安湾大桥工地，在离事发桥面约米远的桥墩下，一路上停满了警车、消防车，还有一辆急救车在待命。在事发现场，被搜
13、救出来的伤者已全被送往位于同安的厦门市第三医院，为排查是否还有人被压倒塌桥面下，警方封锁现场，搜救还在继续。据了解，时分，厦门消防支队接到报警后，迅速调集三个消防队，辆消防车，多名消防官兵赶赴现场救援。先期赶到的同安消防十二中队官兵迅速将最后一名被埋压在水泥、钢筋中的受伤民工救出。之前，闻讯赶来的其他工人也迅速展开了自救。时许，消防队员确认事故现场没有人员被困后离开了。坍塌的桥面旁立着一牌子，上书“中铁十七局集团第六工程有限公司同安湾大桥项目部”。倒塌的桥面约有多米长，多米宽，七八米高，整个塌方呈中间断裂凹陷，并压向两边整片整片地呈倾斜状态。一在离事发地隔两个桥墩施工的李姓工人称，事发时，他听
14、到“轰”的一声巨响，跑过去一看，桥面已坍塌，现场一片混乱。站在同安湾大桥丙洲一端，记者看到，丙洲一端距翔安琼头端大桥主跨已近在咫尺。工人们告诉记者，两桥合龙的最近距离已不到米，这一端大概还差四个桥跨大桥就接拢了，上面是要求今年月底完成主体工程，进度要求较快。在医院，一来自仙游的严姓工人介绍，事发时，有近个工人（包括混凝土班、钢筋班、木工班、钢管班等）在桥面上浇灌混凝土，有的桥面已浇灌厘米厚混凝土，有的则还没浇灌，事发后，工人们掉了下来。经历一对夫妇惊悚瞬间一对来自贵州的夫妇未能幸免此劫，双双入院。事发时，夫妇俩同在桥面上施工，丈夫负责铺水泥，妻子则负责浇水。丈夫名叫杨友平，今年岁，妻子名叫罗玉
15、会，多岁。在医院楼神经科，记者见到了该对夫妇。杨头扎着纱布，背部、腿部都有乌青的淤痕；罗则鼻子嘴唇红肿，说不出话，肚子、脚部多处擦伤。杨介绍，他早上点半左右开工浇灌混凝土，到临近中午点休息，下午点半又开工，没想再干了两小时，他刚走到该桥面的收缩缝旁，事故就发生了。“我还没反应是怎么回事，整个人就一直往下掉，背部砸向钢管，因桥面两旁没全部塌下，我被悬在了半空中，整个身子被一层层的钢管夹在里面，上下不得，只差没插进身子”，回忆起当初情景，杨仍心神不定地说道，我意识还清醒，不停地喊救命。杨的老乡路姓工人说，当时他在约米远处施工，听到巨响后，和七八个老乡赶往现场，看到杨悬在半空中直喊救命，他们赶紧拿开
16、钢管，沿着一层层的钢管层走向杨，并撬开困住杨身旁的钢筋，将他抬了下来。事发时，杨的妻子则被摔到了地面上，脸朝地摔下，碰到了钢管，很快被救出现场。牢记今天的伤痛建筑明天的名桥背对着记者，岁的林政良表情痛苦。这位来自莆田的汉子说，这是他刚来厦门接的第一摊活，前后时间不到一个月。林政良回忆说，坍塌的同安湾大桥桥面是上午刚刚浇注过的，足足有多米长，由于桥面是从后面塌下去的，当时很多人都背向着塌方处，桥上的工人可以说都毫无防备，全部都顺着多米高的桥面滚了下来，还好当时他抓到了散落的钢筋条没有摔落地上。林政良说，由于伤势较轻，他挣扎着从钢筋丛爬了出来，此刻，他的一个莆田老乡还挂在钢架上，奄奄一息。对于受伤
17、的造桥工人来说，抹平伤痛是需要时间的，但是越快越好；而对于施工单位、监管部门和社会大众来说，这种伤痛记忆却是越久越好。只有牢记伤痛的警示，才能在工程质量上进一步做到一丝不苟，确保公共安全。因为，在建的桥梁坍塌，所幸只造成了十数名建筑工人的受伤，而无人员伤亡，伤者也只是特定的施工工人；假如建成通车桥梁出现坍塌，危害的将是不特定的社会公众，后果也将更加不堪设想。,牢记今天的伤痛建筑明天的名桥背对着记者，岁的林政良表情痛苦。这位汉子说，这是他刚来厦门接的第一摊活，前后时间不到一个月。林政良回忆说，坍塌的同安湾大桥桥面是上午刚刚浇注过的，足足有多米长，由于桥面是从后面塌下去的，当时很多人都背向着塌方处
18、，桥上的工人可以说都毫无防备，全部都顺着多米高的桥面滚了下来，还好当时他抓到了散落的钢筋条没有摔落地上。林政良说，由于伤势较轻，他挣扎着从钢筋丛爬了出来，此刻，他的一个老乡还挂在钢架上，奄奄一息。对于受伤的造桥工人来说，抹平伤痛是需要时间的，但是越快越好；而对于施工单位、监管部门和社会大众来说，这种伤痛记忆却是越久越好。只有牢记伤痛的警示，才能在工程质量上进一步做到一丝不苟，确保公共安全。因为，在建的桥梁坍塌，所幸只造成了十数名建筑工人的受伤，而无人员伤亡，伤者也只是特定的施工工人；假如建成通车桥梁出现坍塌，危害的将是不特定的社会公众，后果也将更加不堪设想。,29,预应力混凝土连续箱梁在未完成
19、受力体系转,换时的支架系统至关重要,30,20090519株洲塌桥 2009071620100103昆明塌桥,31,32,33,新华社发,34,35,36,37,38,三、预加应力的方法,Yujia Yingli de Fangfa,39,填空题,对混凝土预加应力的方法很多，其中大部分是张拉预应力筋并通过粘结力或锚具将反力传给混凝土，使混凝土获得预应力。 根据预应力筋张拉时间的先后习惯上把预加应力方法分为先张法、后张法和同张法。,40,同张法是在混凝土硬化的同时逐渐张拉预应力筋使它获得预应力。一般是利用膨胀水泥配制混凝土，使它在硬化过程中不但不发生凝缩，反而发生膨胀。在混凝土膨胀的时候，配置在
20、体中的预应力筋就被张拉，而混凝土本身则由于膨胀受到钢筋的限制而同时获得预压应力。人们把这种依靠混凝土自身膨胀来张拉钢筋而产生的预应力。人们把这种依靠混凝土自身膨胀来张拉钢筋而产生的预应力叫做自应力，把采用这种方法的预应力混凝土叫做自应力混凝土。我国目前已采用自应力混凝土大规模生产承插口管道，其最大直径已超过1200mm。,41,先张法,顾名思义，就是在混凝土浇捣前张拉预应力筋，达到要求应力时，用夹具把它临时锚固于承力设备上，等混凝土硬化到一定强度时把它松开，松开时预应力筋发生弹性回缩，并通过粘结力对混凝土施压，使它获得预应力。,53.swf,42,后张法则是在混凝土浇筑硬化到一定强度时张拉预应力钢绞线。预应力钢绞线张拉到预定应力时，用锚具把钢绞线端部锚固在混凝土端面上，然后在孔道中灌以水泥浆把预应力筋与混凝土粘结在一起。后张法预加应力工艺主要由浇筑混凝土构件、张拉锚固预应力筋和孔道灌浆等三个阶段所组成。,后张法,54.swf,End,43,END,44,
