第二章 轉(zhuǎn)向塊和錨固塊的構造和受力特點

1、第二章轉(zhuǎn)向塊和錨固塊的構造和受力特點2.1概述體外預應力技術是將預應力鋼束布置在梁體截面外部，通過端部錨具和轉(zhuǎn)向塊傳遞預加力，其特點是體外預應力筋只在錨固位置和轉(zhuǎn)向塊位置與結構相聯(lián)，因此錨固與轉(zhuǎn)向塊在體外預應力結構中的地位舉足輕重。體外預應力橋梁中的體外預應力索的轉(zhuǎn)向裝置是一種特殊構造，它是除了錨固構造外體外預應力索在跨內(nèi)唯一與預應力受力結構有聯(lián)系的構件，是體外預應力橋梁中最重要最關鍵的結構構造之一。轉(zhuǎn)向塊材料多選用鋼材和混凝土，轉(zhuǎn)向塊

2、的作用是傳遞體外束產(chǎn)生的水平和垂直橫向力，限制體外束自由長度，調(diào)整體外束偏心距。通過合理布置轉(zhuǎn)向塊調(diào)整體外預應力筋線形，可改變結構抗彎、抗剪性能，使之受力更好。轉(zhuǎn)向塊由于受巨大的橫向集中力及與預應力筋的摩擦作用，應力復雜。一旦設計不合理、結構措施不當或體外預應力筋定位不準確，將使轉(zhuǎn)向塊受力不合理，并有可能引起預應力筋局部硬化或摩擦損失過大。歐洲混凝土委員會、國際預應力混凝土協(xié)會CEB—FIP標準對轉(zhuǎn)向塊與預應力鋼筋接觸區(qū)域引起的預應力筋

3、彎折點轉(zhuǎn)向角、最小曲率半徑作了規(guī)定。體外力筋在箱梁中轉(zhuǎn)向可利用特殊設計的隔梁、隔板、折角塊，實腹梁一般要單獨設計轉(zhuǎn)向塊。體外預應力鋼筋混凝土橋梁結構對錨具具有巨大的依賴性，鋼索施加的預應力完全依靠錨固點錨具保持，同時體外預應力索要承受比體內(nèi)預應力筋更不利的動載并由此產(chǎn)生疲勞問題，一旦錨具組件出現(xiàn)問題，其導致的后果是災難性的，所以體外預應力錨具必須提供比一般體內(nèi)預應力錨具高得多的可靠性和安全性，用于體外預應力橋梁結構體外索錨固的錨具組件及

4、與鋼索的適配性應該進行嚴格周密的計算和動、靜載試驗，以保安全。2.2轉(zhuǎn)向塊的構造和受力特點2.2.1轉(zhuǎn)向塊的分類以材料分類轉(zhuǎn)向裝置可以分為鋼制和混凝土制兩種或者由兩種材料組合構成。鋼制轉(zhuǎn)向裝置主要用于加固中和房屋建筑中。鋼制轉(zhuǎn)向裝置見圖2.1。混凝土轉(zhuǎn)向裝置主要用于新建橋梁中；從形式上分新建橋梁工程中大都采用橫隔板式、肋式和塊式這三種形式的專向塊。肋式轉(zhuǎn)向塊見圖2.2；橫隔板式轉(zhuǎn)向塊見圖2.3；塊式轉(zhuǎn)向塊見圖2.4。圖2.4北京四豐立交

5、體外預應力橋塊式轉(zhuǎn)向塊2.2.2轉(zhuǎn)向塊的受力特點轉(zhuǎn)向塊中體外預應力筋的垂直分力或水平分力有使轉(zhuǎn)向塊從梁體拉脫的傾向，如圖2.5所示，故轉(zhuǎn)向塊鋼筋應與梁體鋼筋進行牢固的連接。圖2.5轉(zhuǎn)向塊受力分析圖2.2.3轉(zhuǎn)向塊的設計原則在轉(zhuǎn)向塊與預應力筋的接觸區(qū)域由于摩擦和橫向力的擠壓作用如果轉(zhuǎn)向塊設計不合理或構造措施不當預應力鋼材容易產(chǎn)生局部硬化和摩阻損失過大。在進行轉(zhuǎn)向塊的設計時，轉(zhuǎn)向裝置必須能確保體外索的位置，并且有足夠的強度可靠的傳遞作用力。

6、彎曲半徑是轉(zhuǎn)向裝置的一個重要參數(shù)，從鋼絞線的受力狀態(tài)而言越大越好，但如果彎曲半徑設定過大，彎向部的構件尺寸就變大，從而使橋梁自重增加，因此在確保安全的情況下，轉(zhuǎn)向裝置的彎半徑可以做小一些。預應力筋在折角點的位置必須高度準確，避免產(chǎn)生附加應力，轉(zhuǎn)向塊在結構使用期內(nèi)也不應對預應力鋼材有任何損害。ＦＩＰ標準和歐洲體外預應力規(guī)范均對轉(zhuǎn)向塊內(nèi)預埋管道所需的最小彎曲半徑作了規(guī)定。合理轉(zhuǎn)向塊的細節(jié)設計應保證在使用荷載條件下受力性能良好，在承載能力極限

7、狀態(tài)下有足夠的延性和安全度。設計荷載為體外預應力筋的最大張拉力與水平和豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角度數(shù)的乘積。轉(zhuǎn)向塊的使用荷載設計系數(shù)最小取1.7，轉(zhuǎn)向塊內(nèi)的普通鋼筋應力必須控制在允許的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)向塊的尺寸確定必須綜合考慮各種因素，如體外預應力產(chǎn)生的橫向荷載值，體外預應力筋的曲線，孔道管直徑、普通鋼筋間距及混凝土保護層等因素。2.2.4轉(zhuǎn)向塊的配筋構造轉(zhuǎn)向塊的配筋構造：轉(zhuǎn)向塊一般設有兩種鋼筋，一種是圍住單根轉(zhuǎn)向力筋的環(huán)筋，另一種是沿著轉(zhuǎn)向塊周邊圍住