表1 : 阶段 内容 体外预应力结构 体内预应力结构 构造 钢束位置 混凝土结构外部 混凝土结构内部 钢束与结构关系 可以由设计者指定,可能在锚固及转向处建立与结构的完全粘结关系。但一般体外预应力体系与结构是无粘结的,与结构相应截面的变形不协调 与结构完全粘结,在任意截面与结构的相应截面变形协调 钢束构造及
防护措施 体外钢束本身;HDPE管道;水泥灌浆或非刚性灌浆材料 波纹管道;水泥灌浆 特殊构造措施 转向结构及锚固结构;体外束体系 不需要特殊的构造措施 设计与
计算 截面与钢束选择 可以尽量压缩非结构尺寸;体外钢束可选大吨位钢束 体内钢束受腹板厚度限制,或只能增加非结构尺寸来容纳体内钢束 钢束布置 体外钢束锚固位置一般为桥台或桥墩横梁处,故体外钢束一般用作成桥后的通长钢束;同时,体外束布置在箱内,布置空间较大,束型选择比较自由 锚固位置较为自由,可以直接锚在腹板上,也可以弯出锚在箱梁内部;由于只能布置在箱梁壁内,钢束布置受到几何尺寸局限较大 预应力摩擦损失 仅转向弯曲段有摩擦损失,直线段部分几乎没有 受管道不平整和摩擦影响,预应力损失较大 其他预应力损失 由于体外束与结构不发生共同变形,由分批张拉、混凝土收缩徐变产生的预应力损失与体内束计算方法不同 体内束与截面变形协调,由分批张拉、混凝土收缩徐变等产生的预应力损失引起的预应力损失较体外束大 抗弯极限承载力 由于体外索变形在锚固点或转向处之间平均分配,故其极限变形小,钢束极限应力一般较低,需要更多的钢束或钢筋面积来满足极限承载力 钢束变形与截面混凝土协调,体内索在结构破坏时局部至屈服,极限承载力较高 特殊非线性因素 体外预应力钢束在转向处有滑移;体外预应力钢束与结构变形不协调产生二次效应 没有特殊非线性因素 特殊构造设计 体外预应力钢束的转向结构和锚固结构是体外预应力结构特有的关键构造,需要进行单独的分析和设计 一般无需局部位置设计 其他特殊考虑 需要关注体外束体系的防腐、减振等系统,并在结构或体外束体系上保证可检测、可调换的特点,甚至需要满足单根操作(单根穿束、张拉、锚固、检测、替换)的要求 由于近来对体内束灌浆问题的关注,需要特别注意灌浆质量的保证 施工 施工方案的确定 当采用预制节段施工时,需要综合考虑预制场地、节段从场地到桥位的运输方式、节段在桥位的架设方式、架设设备的运输和安装,这些因素甚至影响结构在设计之初的构造设计 现浇的体内预应力混凝土结构通常采用散件运输,现场施工,故一般不占用其他资源 预应力钢束施工 体外预应力束布置在箱外,预应力钢束布置与施工简单许多,特别当体外束采用单根操作时,施工更为简便 后张法体内束的管道布置、穿索等工序烦杂,在大跨结构中由于钢束众多,故预应力钢束的现场施工较麻烦,同时现场质量控制工作量大 混凝土施工 由于钢束布置在外,混凝土浇筑质量易保证;特别当采用预制节段施工时,混凝土施工基本在预制场内,质量可以完全保证 混凝土结构内部预应力钢束的管道干扰较多,混凝土浇筑需要特别仔细;同时现场混凝土施工量大,质量很难始终保持一致 后期管理 钢束的检查 体外预应力钢束在混凝土结构体外,可以定期检查,从而可以把握钢束的应力变化 至今尚未具有较好的检查手段 钢束的更换 体外预应力钢束可以在需要时进行调整及更换 体内钢束不可能更换