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摘要：通过试验，研究了孔道压浆密实度对后张有粘结预应力混凝土梁的力学行为的影响。分析了混凝土应变、梁体挠度在各级荷载作用下的特点，结果表明，压浆密实梁的受力性能优于压浆不密实的梁。
关键词：后张有粘结预应力混凝土；应力；挠度；压浆密实度
中图分类号：
1前言
在桥梁建设上，后张有粘结预应力结构，因其适应大跨或多跨连续梁的曲线配筋的特点在当今占据了主要地位。后张有粘结预应力混凝土的所有优势都是建立在预应力筋与混凝土粘结完好的基础上的。孔道压浆的主要作用是通过凝结后的水泥浆为预应力筋与混凝土之间提供可靠的粘结力，将预应力传布至混凝土，确保混凝土与预应力筋的协同工作，保护预应力筋免受腐蚀。工程实践表明，如果压浆效果不好，梁的整体强度会有较大降低，裂缝会提早出现。可见，孔道压浆是后张法有粘结预应力混凝土结构的关键工序，其质量的好坏直接影响到桥梁结构的安全性和耐久性。
然而长期以来孔道压浆不密实对梁体受力究竟有怎样的影响，这一问题一直无人研究。本文通过试验，主要介绍孔道压浆不密实的简支梁在静载作用下的受力行为。
2试验概要
本次试验结合国道208改建工程箱梁施工，设计了4根梁，主要变化参数为孔道内部压浆段长度。1#、2#梁压浆密实，3#梁中间有2.5m长段未压浆，4#梁完全未压浆。
3试验结果及讨论
3.1混凝土的应变特点
图3为各个试验梁的荷载—应变关系曲线。
图1 测点荷载—应变曲线
由图1可以看出1#、2#梁的4测点在0～140KN的静载作用下，梁的荷载—应变成线性增长关系。荷载在140～152KN之间，1#梁荷载—应变呈非线性关系，受拉区混凝土表现出塑性变形，这时受拉区混凝土的拉应力临近抗拉强度，梁即将开裂；2#梁荷载—应变曲线斜率变大。当外荷载达到152KN后，2#梁拉应变急剧增长，此测点处混凝土开裂；1#梁拉应变减小，说明4测点附近某点开裂，当外荷载达到158KN后，拉应变急剧增长，此处混凝土开裂。3#梁在148KN后，混凝土拉应变不再增长，表明附近某点开裂，而4#梁在139KN时就开裂了。
1#、2#梁的6测点在0～140KN的静载作用下，梁的荷载—应变成线性增长关系，达到140KN之后，荷载—应变呈非线性关系，受拉区混凝土表现出塑性变形，这时受拉区混凝土的拉应力临近抗拉强度，梁即将开裂。当外荷载达到152KN后拉应变减小，说明6测点附近某点开裂。3#梁6测点在0～138KN的静载作用下，梁的荷载—应变成线性关系，当外荷载达到138KN后，附近某点开裂。4#梁6测点在0～109KN的静载作用下，荷载—应变成线性关系，在109～140KN之间，荷载—应变曲线的斜率变大，应变迅速增长，在148KN时，附近某点出现裂缝。
1#、2#梁的0测点，当外荷载在0～152KN时（开裂前），梁的荷载—应变成线性关系。当荷载超过152KN后，裂缝截面上的拉区混凝土退出工作，把它原承担的拉力转给了钢筋与钢绞线，发生应力重分布，这时压区混凝土应变成曲线型增长。3#梁在148KN后应变成曲线型增长，相应地4#梁在139KN后应变成曲线型增长。
另外线弹性阶段的荷载—应力关系曲线产生离散，我们认为这是所贴应变片位置偏差，混凝土弹性模量差异及其它相关因素引起的。
由上述分析知，三种梁的开裂荷载存在这样的关系：1#≈2#>3#>4#。
梁体挠度特点
图4为各个试验梁的荷载—挠度关系曲线。
图2测点荷载—挠度曲线
由图2可以看出1#、2#梁在0～152KN的静载作用下，4测点梁底（梁跨中）挠度随荷载线形增长，约从0mm增加到5mm左右。当外荷载超过152KN（开裂）后，梁刚度下降，挠度随荷载迅速增大。3#、4#梁在各自的开裂荷载（148KN、139KN）前后的挠度变化同1#、2#梁。但4#梁在荷载180KN后急剧下挠，其速度明显大于1#、2#、3#梁，当荷载达到260KN时，下挠31mm约为1#、3#梁下挠值19mm 的1.6倍。
6测点梁底挠度随荷载发展的情形与4测点相仿，这里不在赘述。
结语
通过对三种孔道压浆密实度梁的试验结果的分析，本文得出以下主要结论：
（1）后张有粘结预应力混凝土梁，压浆密实的开裂荷载大于锚固端压浆密实而中间小段压浆不密实的梁与沿梁全长未压浆的梁。
（2）未压浆梁在开裂后的下挠程度大大超过压浆密实的梁，锚固端压浆密实中间一段压浆不密实的梁的下挠情况与压浆密实梁相差无几。
（3）锚固端混凝土与预应力筋的粘结力对后张有粘结预应力混凝土梁的受力行为产生较大影响。
在工程实践中，孔道压浆由于水分、气泡的逸出及浆体的下沉，形成了界面薄弱層或间隙层，削弱了预应力筋与混凝土间的粘结作用。此外，时间久了孔道压浆不密实还给外界环境中的有害因素的侵入留下隐患，因此压浆质量对后张有粘结预应力结构显得尤为重要。
参考文献
[1]李国平.预应力混凝土结构设计原理[M].北京：人民交通出版社，2000.
[2]叶见曙.结构设计原理[M].北京：人民交通出版社，2002.
关键词：后张有粘结预应力混凝土；应力；挠度；压浆密实度
中图分类号：
1前言
在桥梁建设上，后张有粘结预应力结构，因其适应大跨或多跨连续梁的曲线配筋的特点在当今占据了主要地位。后张有粘结预应力混凝土的所有优势都是建立在预应力筋与混凝土粘结完好的基础上的。孔道压浆的主要作用是通过凝结后的水泥浆为预应力筋与混凝土之间提供可靠的粘结力，将预应力传布至混凝土，确保混凝土与预应力筋的协同工作，保护预应力筋免受腐蚀。工程实践表明，如果压浆效果不好，梁的整体强度会有较大降低，裂缝会提早出现。可见，孔道压浆是后张法有粘结预应力混凝土结构的关键工序，其质量的好坏直接影响到桥梁结构的安全性和耐久性。
然而长期以来孔道压浆不密实对梁体受力究竟有怎样的影响，这一问题一直无人研究。本文通过试验，主要介绍孔道压浆不密实的简支梁在静载作用下的受力行为。
2试验概要
本次试验结合国道208改建工程箱梁施工，设计了4根梁，主要变化参数为孔道内部压浆段长度。1#、2#梁压浆密实，3#梁中间有2.5m长段未压浆，4#梁完全未压浆。
3试验结果及讨论
3.1混凝土的应变特点
图3为各个试验梁的荷载—应变关系曲线。
图1 测点荷载—应变曲线
由图1可以看出1#、2#梁的4测点在0～140KN的静载作用下，梁的荷载—应变成线性增长关系。荷载在140～152KN之间，1#梁荷载—应变呈非线性关系，受拉区混凝土表现出塑性变形，这时受拉区混凝土的拉应力临近抗拉强度，梁即将开裂；2#梁荷载—应变曲线斜率变大。当外荷载达到152KN后，2#梁拉应变急剧增长，此测点处混凝土开裂；1#梁拉应变减小，说明4测点附近某点开裂，当外荷载达到158KN后，拉应变急剧增长，此处混凝土开裂。3#梁在148KN后，混凝土拉应变不再增长，表明附近某点开裂，而4#梁在139KN时就开裂了。
1#、2#梁的6测点在0～140KN的静载作用下，梁的荷载—应变成线性增长关系，达到140KN之后，荷载—应变呈非线性关系，受拉区混凝土表现出塑性变形，这时受拉区混凝土的拉应力临近抗拉强度，梁即将开裂。当外荷载达到152KN后拉应变减小，说明6测点附近某点开裂。3#梁6测点在0～138KN的静载作用下，梁的荷载—应变成线性关系，当外荷载达到138KN后，附近某点开裂。4#梁6测点在0～109KN的静载作用下，荷载—应变成线性关系，在109～140KN之间，荷载—应变曲线的斜率变大，应变迅速增长，在148KN时，附近某点出现裂缝。
1#、2#梁的0测点，当外荷载在0～152KN时（开裂前），梁的荷载—应变成线性关系。当荷载超过152KN后，裂缝截面上的拉区混凝土退出工作，把它原承担的拉力转给了钢筋与钢绞线，发生应力重分布，这时压区混凝土应变成曲线型增长。3#梁在148KN后应变成曲线型增长，相应地4#梁在139KN后应变成曲线型增长。
另外线弹性阶段的荷载—应力关系曲线产生离散，我们认为这是所贴应变片位置偏差，混凝土弹性模量差异及其它相关因素引起的。
由上述分析知，三种梁的开裂荷载存在这样的关系：1#≈2#>3#>4#。
梁体挠度特点
图4为各个试验梁的荷载—挠度关系曲线。
图2测点荷载—挠度曲线
由图2可以看出1#、2#梁在0～152KN的静载作用下，4测点梁底（梁跨中）挠度随荷载线形增长，约从0mm增加到5mm左右。当外荷载超过152KN（开裂）后，梁刚度下降，挠度随荷载迅速增大。3#、4#梁在各自的开裂荷载（148KN、139KN）前后的挠度变化同1#、2#梁。但4#梁在荷载180KN后急剧下挠，其速度明显大于1#、2#、3#梁，当荷载达到260KN时，下挠31mm约为1#、3#梁下挠值19mm 的1.6倍。
6测点梁底挠度随荷载发展的情形与4测点相仿，这里不在赘述。
结语
通过对三种孔道压浆密实度梁的试验结果的分析，本文得出以下主要结论：
（1）后张有粘结预应力混凝土梁，压浆密实的开裂荷载大于锚固端压浆密实而中间小段压浆不密实的梁与沿梁全长未压浆的梁。
（2）未压浆梁在开裂后的下挠程度大大超过压浆密实的梁，锚固端压浆密实中间一段压浆不密实的梁的下挠情况与压浆密实梁相差无几。
（3）锚固端混凝土与预应力筋的粘结力对后张有粘结预应力混凝土梁的受力行为产生较大影响。
在工程实践中，孔道压浆由于水分、气泡的逸出及浆体的下沉，形成了界面薄弱層或间隙层，削弱了预应力筋与混凝土间的粘结作用。此外，时间久了孔道压浆不密实还给外界环境中的有害因素的侵入留下隐患，因此压浆质量对后张有粘结预应力结构显得尤为重要。
参考文献
[1]李国平.预应力混凝土结构设计原理[M].北京：人民交通出版社，2000.
[2]叶见曙.结构设计原理[M].北京：人民交通出版社，2002.