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預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的施工控制設(shè)計(jì)
預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的施工狀態(tài)控制設(shè)計(jì)是指預(yù)先通過(guò)分析確定設(shè)計(jì)目標(biāo)并制定張拉方案，張拉過(guò)程中對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別，最終有目的地調(diào)整糾偏，從而使預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工收到有效地控制。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，可采用幾種施工計(jì)算方法，下面介紹三種方法：順序循環(huán)法、倒裝法和無(wú)應(yīng)力法。
1、順序循環(huán)法。順序循環(huán)法分析步驟與實(shí)際預(yù)應(yīng)力索施工步驟完全相同，通常在分析前根據(jù)工程具體情況先行確定若干各選方案，一般通過(guò)各個(gè)分組索2～3次循環(huán)疊代可逐步逼近設(shè)計(jì)索力，使結(jié)構(gòu)最終成形。通過(guò)分析還可以準(zhǔn)確獲得各個(gè)施工階段構(gòu)件內(nèi)力分布和結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)。根據(jù)循環(huán)張拉的拉力增量可將順序循環(huán)法細(xì)分為足量循環(huán)張拉法、等量遞增循環(huán)張拉法和變量遞增循環(huán)張拉法。足量循環(huán)張拉法是指每個(gè)循環(huán)中各組索的施工控制索力均為設(shè)計(jì)索力，由于后張索引入的預(yù)應(yīng)力將在結(jié)構(gòu)中重分布，必然導(dǎo)致先前張拉的索力發(fā)生變化，因此需要經(jīng)過(guò)若干次循環(huán)張拉調(diào)整直至各組索內(nèi)力均最終均達(dá)到設(shè)計(jì)要求的索力；等量遞增循環(huán)張拉法是指通過(guò)k次循環(huán)張拉，將各組預(yù)應(yīng)力索的設(shè)計(jì)索力等分為k份，每次循環(huán)張拉的索力增量為P/k，直至最后各組索力均逼近設(shè)計(jì)索力后停止張拉循環(huán)；而變量遞增循環(huán)張拉法是根據(jù)工程實(shí)際情況每次預(yù)應(yīng)力施工張拉控制的索力增量不同，最后統(tǒng)一逼近設(shè)計(jì)索力的循環(huán)張拉施工方法。
2、倒裝法。我們以斜拉張弦桁架組合結(jié)構(gòu)為例來(lái)說(shuō)明“倒裝法”原理。假如我們已經(jīng)計(jì)算得到施工階段荷載控制值。即索力Fi和控制位移Ui（-1，…，n）。如果有n臺(tái)張拉設(shè)各，就可能同步比例張拉n根索，實(shí)現(xiàn)施工目標(biāo)。但實(shí)際工程施工時(shí)，考慮到施工成本，不會(huì)采用同步張拉方案?，F(xiàn)考察使用一臺(tái)設(shè)備張拉時(shí)索力和位移的變化情況。假定一臺(tái)設(shè)備張拉次序和索號(hào)相同，要求張拉完成后的索內(nèi)力和控制點(diǎn)位移為已計(jì)算得到的施工階段荷載控制目標(biāo)Fi（i=l，…，6）和Ui（i=1，…，6）?，F(xiàn)假定按索號(hào)逐根張拉，張拉力就取Fi.1號(hào)索張拉后，當(dāng)2號(hào)索張拉時(shí)，l號(hào)索索力就不再是Fi.繼續(xù)張拉3號(hào)索，1號(hào)索和2號(hào)索的索力又發(fā)生變化。后繼索張拉會(huì)改變已張拉索的索力，如此張拉無(wú)法達(dá)到施工階段荷載控制力和控制位移的目標(biāo)。
3、無(wú)應(yīng)力法。依據(jù)索工作狀態(tài)可以計(jì)算得索無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。把按無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度制作的索全部安裝后，它的索力和位移在使用階段荷載下就是使用階段荷載的控制力和控制位移，在施工階段荷載下就是施工階段荷載的控制力和控制位移。因結(jié)構(gòu)是彈性的，求解結(jié)果唯一，和索張拉次序無(wú)關(guān)。不難看出，按索無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度逐索安裝，剛安裝索的內(nèi)力和相應(yīng)控制點(diǎn)位移，就是“倒裝法”按同樣次序逐索張拉時(shí)該索控制內(nèi)力和相應(yīng)控制點(diǎn)位移。因此，無(wú)應(yīng)力法和倒裝法從本質(zhì)上講是同一過(guò)程的不同方式控制。無(wú)應(yīng)力法逐一安裝索，是以索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度作為張拉控制量，此時(shí)索力就是倒裝法計(jì)算得到的控制張拉力。