钢绞线张拉后48 h内锚下预应力随时间衰减效应研究

为了揭示后张法PC梁张拉后、压浆前48 h内预应力损失变化规律,通过现场试验和数值模拟相结合的方法,对张拉施工后48 h内20 m预应力混凝土梁的锚下有效预应力变化开展研究,建立了时间效应影响下16束预应力钢束的预应力损失率数学拟合模型;考虑实际工程中的6种随机因素影响,通过采用拉丁超立方抽样的方式,建立了21组随机有限元模型;对比分析有限元模型与试验测试拟合值。研究结果表明:实际测试的预应力损失率呈对数函数形式增长;实际测试中的预应力损失比数值模拟理论计算值大。     

基于压电阻抗测试的预应力和预应力损失监测研究

针对预应力混凝土梁预应力值和预应力损失不能确定的情况,对预应力混凝土梁的预应力进行监测试验研究。用阻抗分析仪测得粘贴在预应力混凝土梁的压电陶瓷片在不同预应力值下的电导纳信号,采用相对共振频率偏移和数理统计指标偏移来评价预应力损失。通过共振频率和数理统计指标建立电导纳信号与预应力混凝土梁中预应力值之间的关系,同时通过相对共振频率偏移和数理统计指标偏移来建立电导纳信号与预应力混凝土梁中预应力损失之间的关系。结果表明,压电阻抗方法可用来监测预应力混凝土梁中的预应力和预应力损失的变化。     

连续箱梁预应力缺陷评估及加固技术研究

某预应力混凝土连续箱梁桥属于城市快速高架桥,在预应力张拉灌浆完成后,发现箱梁部分预应力钢束存在夹片外露长度偏大及夹片滑丝的现象,为进一步了解桥梁结构状态,进行了以预应力钢束检测为重点的全面检测和静载试验。通过现场外观检查,以及应力释放法推算结构现存应力状态,并结合静载试验和有限元结果,认为应力储备不足,提出了采用体外预应力提高结构应力储备的加固方案。     

墩-梁固结的曲线梁桥预应力作用试验研究

为了确定预应力作用对墩-梁固结的混凝土曲线连续梁桥受力性能的影响,制作中墩采用墩-梁固结的曲线连续梁模型桥,进行预应力张拉试验,研究预应力作用对主梁扭转变形和梁端支座反力的影响。结果表明:对于墩-梁固结的曲线连续梁桥,固结墩附近梁段在腹板下方钢束作用下发生向内弧侧翻转的扭转变形,在腹板上方钢束作用下发生向外弧侧翻转的扭转变形;张拉预应力钢束使梁端内弧侧支座反力减小、外弧侧支座反力增大;张拉钢束N3过程中,桥墩外弧侧出现环向水平裂缝,与实际桥梁中裂缝出现的位置相反,说明固结墩出现水平裂缝的病害可以通过调整预应力的方法解决。     

斜拉桥索塔U形预应力束摩阻试验研究

研究斜拉桥索塔U形预应力束力学性能是避免索塔开裂的重要工程措施。采用在U形预应力束张拉时,固定端工作锚不设置夹片,在工具锚和千斤顶之间设置高精度穿心式压力传感器,张拉端按照正常设计进行预应力锚垫板、锚具安装的方法,该文开展了测试U形预应力束摩阻损失的现场试验研究。分析了U形筋预应力损失的影响因素,推导了弯曲处钢束对边壁的挤压引起预应力损失的计算公式,实测了U形预应力束的孔道摩阻系数以及摩阻损失率,得到了针对索塔U形预应力束孔道摩阻系数的取值。     

预应力高性能混凝土桥的预应力损失比较

在5片预制预应力高性能混凝土梁中埋设振弦式应变传感器,从制作起测其应力已有3年.通过测试梁预应力钢束处混凝土应变变化来反映预应力的变化.实测总预应力损失约为总张拉应力的28%,较高压应力使高性能混凝土梁的预应力损失比普通混凝土梁大.按美国国家公路与运输协会标准制定的标准荷载抗力系数(AASHTO LRFD)和美国公路合作研究组织(NcHRP)18-07课题中推荐的相关标准分别计算出预应力损失,并与实测值进行对比.对第2跨梁的平均预应力损失进行评估,采用AASHTO LRFD法估高了20%,而采用NCHRP法估低16%,NCHRP法更具包容性和地域适应性.按实测数据计算弹性压缩预应力损失并考虑第2跨连续梁不均匀收缩所得平均实测预应力损失值与按照NCHRP法计算值之间误差在10%以内.     

体外预应力加固混凝土梁延性分析与试验研究

针对体外预应力加固结构在极限状态下可能因延性不足产生无预警破坏的问题,基于弯矩～曲率分析的全过程分析,采用共轭梁法,建立以位移延性系数为指标的体外预应力加固分析方法。制作了6片长4.4m的预应力混凝土简支梁进行荷载试验,研究不同加固方式和体外预应力钢束有效高度对延性的影响。结果表明:采用本文分析方法得到的位移延性系数与试验结果实测值误差很小,该方法可用于体外预应力加固后的主梁延性分析研究;带载与卸载2种加固方式对主梁延性系数影响不大,增大体外预应力钢束的截面有效高度可以在延性损失较小的情况下明显提高主梁的承载能力;体外预应力加固结构的初始内力对结构的延性性能影响不大,体外预应力加固更适合于高强度混凝土的加固。     

大跨预应力混凝土连续梁桥的预应力损失识别

大跨预应力混凝土连续梁桥预应力损失直接影响桥梁的受力状态和运营,预应力损失过大将导致主梁跨中下挠、腹底板开裂、承载力下降,甚至危害结构安全。以荆州海子湖大桥为研究对象,建立该桥有限元模型,基于长期监测系统实测数据,研究大桥运营期间预应力钢束应力变化规律。运营监测1年以来,钢束应力实测值小幅波动,但整体上呈下降趋势,反映出钢束发生了一定的预应力损失。基于挠度影响矩阵,提出了一种利用主梁实测挠度值反演钢束预应力损失的方法。根据主梁成桥1年期间实测的挠度值反演预应力损失,并与实测的预应力损失值进行对比分析,结果表明:所提方法有效、可行,可为同类型桥梁预应力损失的识别提供参考。     

施工期48h内锚下有效预应力时间及温度效应修正

为了揭示后张法PC梁在张拉后、压浆前48h内的预应力损失变化规律,通过现场试验和数值模拟结合的方法,对张拉施工后48h内的20m预应力混凝土梁的锚下有效预应力变化开展研究,建立了考虑温度效应影响下有效预应力变化值的修正模型。研究结果表明:实际工程中预应力损失率呈对数函数形式增长,前500min损失较大;实际测试中的预应力损失比数值模拟理论计算值偏大,最大可达3.43%。     

顶推施工中波形钢腹板PC组合梁临时预应力钢束的合理设置

为了分析波形钢腹板PC组合梁在桥梁顶推施工过程中临时预应力钢束的对结构受力的影响,确保桥梁在顶推施工过程混凝土结构不发生破坏,以国内第一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板PC组合梁为例,采用板壳实体模型详细模拟了波形腹板组合箱梁的结构和具体的体内、体外预应力,计算了分析了顶推施工最不利工况下临时预应力钢束的合理位置设置、预应力大小和钢束数量对组合梁受力的影响情况,提出确保梁体结构安全的临时预应力钢束的合理设置方法,可为同类结构设计施工提供参考。     

客运专线大跨度PC连续箱梁桥收缩徐变研究

预应力混凝土连续箱梁桥的结构形式因其具有结构变形小、整体受力性能好等优点而被广泛应用,但是在桥梁运营阶段,梁体会因桥梁设计及施工过程中考虑收缩徐变不足而产生裂缝和不同程度的下挠现象。为了考虑混凝土收缩徐变对结构性能的影响规律,该文以青弋江客运专线预应力混凝土单箱三室连续梁桥为背景,通过有限元分析软件Midas/Civil对收缩徐变引起的主梁挠度、内力、钢束预应力损失进行对比分析。结果表明:混凝土收缩徐变引起主梁挠度增大,对中跨跨中附近影响尤其显著,考虑收缩徐变影响后主梁挠度变化曲线与实测值吻合度较好;混凝土收缩徐变导致主梁内力重分布,在成桥后前3年影响速率较大,以后逐渐趋于稳定;混凝土收缩徐变引起的钢束预应力损失,在跨中附近影响程度较大,在桥墩处影响程度较小;收缩徐变效应在成桥3年时已完成绝大部分。     

预应力混凝土简支小箱梁荷载试验

以某预应力混凝土简支小箱梁为试验对象,介绍了单片梁荷载试验的方法及结果评定过程。试验采用钢筋进行分级加载,获得了不同加载工况下试验梁各控制截面测点的挠度、应变实测值并与相应理论计算结果进行对比分析,以此检验该梁在弹性阶段的实际承载能力和抗裂性能是否满足设计要求。结果表明,试验荷载作用下,试验梁的挠度校验系数、相对残余变位、应变校验系数和抗裂性能均满足设计要求。     

大跨空腹式连续刚构桥超长预应力布束方式研究

为了解决大跨径预应力混凝土空腹式连续刚构桥超长预应钢束预应力损失过大问题,以北盘江特大桥为背景,通过理论分析,提出了超长预应力损失主要影响因素及空腹式连续刚构桥超长预应力交叉锚固布束方式。采用有限元方法,建立了背景桥梁有限元数值模型,对比分析了传统通长布束方式与交叉锚固布束方式对结构及预应力的影响。结果表明,预应力管道摩阻损失与预应力束长度密切相关,化长束为短束可有效减小纵向预应力损失;采用交叉锚固布束方式,结构挠度、应力的分布规律与传统通长束布束方式相同,但数值明显减小,钢束有效预应力得到了明显提高。     

装配式混凝土梁预应力损失试验研究

为评估在役预应力混凝土桥梁在可变荷载作用下的结构性能,研究重复荷载对梁体预应力损失及承载力的影响程度,以中国公路常见30m跨度装配式预应力混凝土T梁为研究对象,基于相似理论设计并制作了两片缩尺比例为1∶5试验模型梁。通过静力及疲劳加载试验,得到了预应力筋有效预应力及模型梁承载性能的变化规律。试验结果表明:预应力混凝土梁在重复荷载作用下存在预应力损失;在整个加载过程中预应力累积损失分为3个阶段,疲劳加载前期及后期预应力损失相对较大,加载中期预应力损失较小;200万次循环加载后预应力筋应力损失率在3%～5%范围内。     

缓粘结预应力混凝土结构钢束粘结强度试验研究

缓粘结预应力混凝土结构固化期间的受力性能与缓粘结预应力钢束的粘结性能密切相关。为此,本文进行了缓粘结预应力钢束的拉拔试验,探明缓粘结剂固化度(邵氏硬度值)对缓粘结预应力钢束粘结性能的影响。试验分2个阶段进行,首先,将缓粘结剂用恒温箱升温加速固化,确定了3种温度条件下缓粘结剂完全固化时间。然后制作30块尺寸为200×200×600带有预应力钢束的混凝土试块,分成10组,在同一升温条件加速固化,进行不同固化程度下的缓粘结预应力钢束拉拔试验。试验结果表明,缓粘结剂随着温度的升高,达到完全固化的时间缩短;固化度(邵氏硬度值)越高,钢束的滑移量越小,缓粘结剂对钢束的粘结性能越好。     

缓粘结部分预应力混凝土T梁裂缝宽度的试验研究

为了研究缓粘结预应力混凝土构件的受力性能和使用性能,采用2种不同的方式制作了缓粘结预应力筋,即采用增强纤维塑料布缠绕的方式和PVC塑料管灌浆的方式,并对3根缓粘结部分预应力混凝土T梁进行了试验研究和理论分析,得到了试验梁在荷载作用下的裂缝发展和分布规律,以及荷载与最大裂缝宽度之间的关系.在试验研究的基础上,结合裂缝宽度...     

燃油火灾下预应力混凝土梁耐火试验

为研究预应力混凝土（PC）桥梁遭遇燃油火灾时的耐火性能，设计制作了3榀大比例PC简支缩尺模型试验薄腹梁，包括1榀箱形截面梁和2榀双T形截面梁，以荷载水平和截面类型为试验参数，开展了燃油火灾升温条件下PC梁局部受火试验。获取了梁截面混凝土温度和预应力钢束温度变化、跨中挠度变化、有效预应力衰变、裂缝开展、爆裂分布与深度以及耐火极限相关试验数据，深入探索了燃油火灾高温下PC梁的损伤演化规律和破坏模式。试验结果表明：梁截面各测点温度在受火期间随着受火时间的增加其整体趋势不断升高，由于水分的蒸发造成温度曲线在100 ℃~120 ℃之间有一明显的缓平段，箱形截面梁箱内温度在达到100 ℃后几乎保持不变。停火后，混凝土内部和预应力钢束温度持续升高，距受火面距离越远，在停火后升温持续时间越长，预应力钢束在停火后最高升温161 ℃。火灾下PC梁挠曲变形分为受火初期显著增长、受火中期缓慢增长和受火后期急速增长3个阶段，最终由于预应力钢束断裂表现出明显的脆性破坏特征。按常温下适筋梁设计的PC模型试验梁在火灾高温下呈现为少筋梁破坏特征；钢束的有效预应力在火灾高温下表现出先增加、后衰减，最后被拉断应力突然降低的三阶段变化特性。箱形闭口截面梁的混凝土温度和预应力钢束温度均低于双T形开口截面梁，其耐火性能明显优于双T形开口截面梁，破坏时预应力钢束临界温度分别为397 ℃和319 ℃。荷载水平由0.35增加至0.55时，火灾下PC梁耐火极限降低21%，破坏时预应力钢束临界温度由416 ℃降低至319 ℃。研究成果可为PC桥梁耐火试验提供方法指导，为其抗火设计和灾后应急提供理论依据。     

PC梁截面温度梯度对钢绞线预应力影响规律研究

该文以北京轨道交通燕房线01标高架区间30 m预应力混凝土简支箱梁施工为背景,开展锚下预应力、梁体温度的同步测试.基于梁截面不同高度温度实测数据,提出温度梯度分布模型,对温度梯度影响下钢绞线预应力变化展开研究:建立考虑截面温度梯度影响的数值模型,对梁体内的钢绞线预应力值变化量进行分析;将现场试验实测值及数值模型计算结果...     

后张法预应力混凝土梁曲线钢束锚固损失的精确分析

为了改进后张梁曲线钢束锚固损失计算方法,通过分析钢束微段的平衡,利用变形协调条件及应力连续条件,导出了后张梁曲线钢束锚固损失的精确计算公式。在导出的精确公式的基础上,分析了钢束张拉时的摩阻作用与锚固时的反摩阻作用之间的差别,指出了现行桥梁设计规范中锚固损失计算方法的近似性和不合理性。通过简支梁和连续梁钢束算例,对比了现行桥梁设计规范中的锚固损失计算方法及误差。研究结果表明：钢束锚固时的反摩阻作用小于张拉时的摩阻作用;现行铁路桥梁设计规范中的简化计算方法具有较好的计算精度,而现行公路桥梁设计规范中的简化计算方法会导致很大偏差;按现行公路桥梁设计规范中给出的简化公式计算的反摩阻影响长度可超过精确值70%以上,钢束端部的锚固损失计算值小于精确值30%以上;从简化计算考虑,建议设计公路桥梁时采用现行铁路桥梁设计规范中的反向摩阻计算方法。     

预应力混凝土斜拉桥主梁边箱足尺模型试验

滨州黄河大桥主桥是3塔预应力混凝土斜拉桥,主梁是预应力混凝土箱梁。主梁标准段采用带分离式双边箱截面形式,两边箱之间由桥面板和横隔梁相连,横隔梁结构设置了横向预应力钢束。采用空间有限单元法,建立主梁标准节段的计算模型,对主梁边箱在横向预应力作用下的受力特性进行分析。通过标准梁段足尺模型试验,观测试验模型测点的应变以及模型表面混凝土裂缝的情况。