[发明专利]桩基静载荷试验用反力梁施加预应力的方法及钢箱梁

说明书

技术领域

本发明公开一种桩基静载荷试验用反力梁施加预应力的方法，同时还提供了施加了预应力钢箱梁，属于建筑材料检测技术领域。

背景技术

以往桩基静载荷试验所用的反力梁是普通的钢箱梁，其特点是重量重、特别是在做大吨位静载试验时，需大吨位起重机来安装。有时遇到更大吨位静载试验，现有钢箱梁的强度满足不了试验要求。这就需要制作更大的钢箱梁才能完成试验任务。

发明内容

本发明公开一种桩基静载荷试验用反力梁施加预应力的方法，解决了常规桩基静载荷试验所用的反力梁在做大吨位静载试验，钢箱梁的强度满足不了试验要求的问题。

本发明还进一步提供了实现上述方法的预应力钢箱梁，能够满足桩基静载荷试验。

本发明的桩基静载荷试验用反力梁施加预应力的方法，采用以下技术解决方案：

在钢箱梁中埋设有钢管，钢管内穿若干根钢绞线，在钢箱梁两端头的钢绞线上各设置一个锚具将钢绞线锁住固定，通过张拉千斤顶对钢绞线两端连接进行张拉，使钢箱梁产生预应力。

本发明一种桩基静载荷试验用施加预应力钢箱梁，其结构如下：

在钢箱梁中埋设有钢管，钢管内穿若干根钢绞线，钢管内注有水泥浆将钢绞线包裹，在钢箱梁两端头的钢绞线上各设置一个锚具将钢绞线锁住固定。

钢管内注入水泥浆，将预应力钢绞线完全用水泥浆包住，使预应力钢绞线不能产生锈蚀，同时将锚具周围刷上防锈漆，并用套筒套上，以增强对锚具的保护。

以下计算表明本发明的积极效果：

1、施加预应力阶段及计算

在钢箱梁构件中施加预应力，主要是使原先承受拉力的截面，先给它施加一个压力，则施加压力的截面承受压应力，在中性轴以下承受拉应力，施加预应力阶段示意图详见图3，其截面应力图形见图4；其中，A_y是预应力筋面积；σ_kon是张拉控制应力。

    2、计算预应力张拉时产生的附加弯矩

参见图5，在给钢箱梁施加预应力时，对钢箱梁而言就是一个偏心受压构件，则因施加预应力使钢箱梁产生的附加弯矩为：

M=e₀ A_yσ_kon=400×137.41×14×1860×0.75=1073kN·m

在预应力作用下产生的弯矩M=1073kN·m ；

3、使用阶段

钢箱梁使用阶段受力过程参见图6和图7：

使用阶段钢箱梁上部受拉下部受压其截面应力见图7剖面当力P达到某一数值时，才能克服预应力张拉时梁上部产生的压应力，求出P值，即是由施加预应力后所提高的承载力。以试验跨度为6m计算

M=                                               PL

式中:  M--在力P作用下钢箱梁产生的弯矩（相当于施加预应力后所产生的附加弯矩）

       P--试验荷载

       L- 钢箱梁跨度

P_预=kN

通过上述计算可知，通过施加预应力该钢箱梁可提高715kN的试验荷载。

4、钢箱梁本身的承载力计算

钢箱梁惯性矩I==5646826667mm⁴

抗弯截面系数ω==12014524mm³

σ=（使用16锰钢板制作，设计强度310MPa）

M=σω=310×12014524=3725kN·M

P_钢=kN

总试验荷载P_总=P_预+P_钢=715+2483=3198kN

可提高承载力715/2483=28.8%

5、分析比较

钢箱梁重（0.38×6+0.9×6）×0.02×2×7.85=2.41^T

预应力钢绞线重11.01×6.5×14=1kN

施加预应力前单位重量承载力=103 kN/kN

施加预应力后单位重量承载力=127 kN /kN

单位重量承载力提高127-103=24kN/kN

提高24/103=23.3%

6、结论