体外预应力混凝土梁承载全过程分析新模型

为了探讨体外预应力混凝土梁在承载能力极限状态下的性能,建立了其基于有限单元法的考虑材料和几何非线性的数值分析模型.引入分块截面模型确定钢筋混凝土梁单元截面的切线刚度和分析其退化过程,采用三节点摩擦滑移预应力筋单元分析体外预应力筋在转向块或滑块处的摩擦滑移效应.该模型考虑了影响结构力学性能的主要因素,并考虑了轴力二次矩和二次效应.对试验梁的特征参数、体外预应力增量、摩擦滑移效应和二次效应等进行的分析表明,计算结果和试验值吻合.研究表明,体外预应力筋在转向块或滑块处的摩擦滑移效应是影响体外预应力混凝土梁力学性能的重要因素.     

体外预应力钢束的摩阻损失试验研究

随着预制拼装技术的发展,体外预应力钢束在桥梁设计中得到了广泛应用。文章介绍了体外预应力钢束的摩阻损失试验方案,根据试验结果对摩阻系数进行了分析,给出了摩阻系数的合理取值;试验同时还验证了体外束的滑移效应,结果表明滑移效应很小可忽略,但PE护套应有1?mm的壁厚防止破损影响预应力束的耐久性。     

体外预应力梁桥的技术发展与若干关键问题

概述了体外预应力技术的发展历程、技术特点以及在新桥和旧桥加固中的应用现状,讨论了体外预应力技术在设计施工上的若干关键问题。在施工技术上主要为换索技术、锚固块和转向块施工技术以及与体外预应力结合的预制节段施工技术;设计理论上主要有应力增量计算、预应力损失计算、锚固区和转向块构造设计、体外索的二次效应和振动等问题。最后,展望了体外预应力技术在我国桥梁工程中的应用前景。     

连续箱梁的体外预应力加固方法研究

对连续箱梁采用体外预应力方法加固的重要问题是体外预应力束的布置、定位与锚固构造.结合一座3跨PC连续箱梁加固工程,研究并提出了体外预应力钢束连续双折线形设置与分散锚固的方法,并且采用了轻型钢锚固块和轻型钢转向块,既能达到对箱梁加固的效果,又避免了对箱梁不利的影响.     

基于体外钢束-混凝土协作关系的体外钢束应力增量分析方法

提出了基于体外钢束-混凝土协作关系的体外钢束应力增量分析方法.针对典型断面构件中相互独立的体外钢束与混凝土一起工作所需满足的关系,推导了钢混协同工作的主从关系式.这种关系可由非线性有限元的求解过程自动实现,即在进行不平衡力的迭代时,引入预应力钢索与混凝土的变形协调关系,进而可求出体外束随结构变形而产生的伸长量及应力增量.算例表明,所提出的方法可有效地分析体外束应力增量、模拟体外索预应力桥梁的结构行为.     

基于体外钢束一混凝土协作关系的体外钢束应力增量分析方法

;提出了基于体外钢柬一混凝土协作关系的体外钢束应力增量分析方法.针对典型断面构件中相互独立的体外钢束与混凝土一起工作所需满足的关系,推导了钢混协同工作的主从关系式.这种关系可由非线性有限元的求解过程自动实现,即在进行不平衡力的迭代时,引入预应力钢索与混凝土的变形协调关系,进而可求出体外柬随结构变形而产生的伸长量及应力增量.算例表明,所提出的方法可有效地分析体外束应力增量、模拟体外索预应力桥梁的结构行为.     

考虑非对称摩阻影响的后张预应力锚固损失计算方法

为改进后张预应力混凝土梁直线、曲线混合布束的预应力锚固损失计算方法，提高预应力锚固损失的理论计算精度，对预应力钢束微段建立静力平衡方程; 利用不同钢束形状间的变形协调关系和应力连续条件，考虑设计中预应力钢束直线、曲线混合分布的实际影响参数与正、反摩阻损失差异，建立了针对预应力混合布束锚固损失求解的分段逼近理论，推导了预应力锚固损失精确计算公式，并编制了Python程序，实现了自动求解与简化计算; 通过现场足尺模型试验比较了精确公式与现行公路和铁路桥梁设计规范中预应力锚固损失理论算法的计算误差。研究结果表明:后张预应力直线、曲线混合布束锚固时反摩阻效应小于张拉时的正摩阻效应，且实际中反摩阻影响长度与现行桥梁设计规范算法有较大偏差; 采用提出的方法推算的反摩阻影响范围总体与中国铁路桥梁设计规范更为接近，在精度和离散度方面比现行公路与铁路桥梁设计规范分别高出16.7%和14.9%，且与模型试验数据的相关度更高，变异性更小; 在后张预应力混凝土结构相关研究中应考虑实际预应力直线、曲线混合布束线形与不对称正、反摩阻效应的影响，采用分段逼近法计算钢束预应力锚固损失; 在进行后张预应力混凝土结构设计时，从简化计算的角度考虑，建议采用现行铁路桥梁设计规范计算反摩阻效应。      

密集隔板UHPC箱梁体外预应力束转向构造研究

为了探究体外预应力束转向块在密集隔板UHPC(ultra-high performance concrete)箱梁桥中的合理构造形式,结合UHPC箱梁隔板的构造特征,提出了UHPC肋块式转向块构造;以广东某拟建UHPC连续箱梁桥为工程背景,通过建立是否借助隔板进行转向的线弹性对比模型,验证了在承受预应力束转向力时UHPC肋块式转向块对腹板应力的控制效果,提出了UHPC肋块式转向块在承受转向力时的5种局部效应;根据计算结果,设计UHPC肋块式转向块足尺试验,观察其裂缝发展、挠度变化以及破坏形态;建立试验全过程非线性有限元模型,对转向块不同配筋方式进行了参数分析,并提出了配筋建议。结果表明:UHPC肋块式转向块抗裂设计名义应力限值可取9.6 MPa;当UHPC耗材0.2 m3时,UHPC肋块式转向块承受体外预应力束转向力达2 004 k N,同时保证了结构的耐久性。     

体外预应力箱梁桥转向块受力性能分析

转向块是体外后张预应力桥梁一个特别的设计,体外预应力筋通过转向块改变方向从而形成预应力折线配束,但其结构形式不规则,应力状态较为复杂。文章通过对一肋式转向块进行实体有限元模拟仿真分析,揭示了转向块的受力特性,并对其设计提出了相关的建议。     

体外预应力加固连续梁桥的合理配束线形讨论

体外预应力技术是一种主动对结构加固的技术,针对连续梁桥中典型的多折线配束线形,将其位置参数化,以连续梁关键截面最大弯矩为目标,对体外束配束位置参数展开讨论,并结合一座实桥加固中的配束线形分析,说明了该方法的应用效果。     

装配式简支T梁体外预应力加固技术应用

以体外预应力加固设计理论为基础,依托工程实际,研究装配式简支T梁桥体外预应力加固技术应用,探讨体外筋锚固装置的设计及体外预应力加固技术施工控制问题,为体外预应力加固技术在中小跨径装配式简支T梁桥中的推广应用提供借鉴。     

在役混凝土简支梁有效预应力计算

为了对在役混凝土桥梁结构永存预应力和实际承载能力进行评估,用后张法测试混凝土简支梁在不同预应力值作用下的自振频率和在相同预应力值、不同竖向力值作用下的挠度,以混凝土简支梁的振动基频随预应力作用值的增大而有规律地增大为基础,回归出简支梁的有效刚度与预应力函数表达式,计算出PC简支梁的挠度计算值,并与试验测试挠度值进行了比较。结果表明,在混凝土受拉区开裂前,T型梁和实心板梁的计算结果误差均不超过10%,其中实心板梁有80%的测试数据误差在±5%以内;空心板梁的计算结果误差不超过15.71%,有73.3%的误差不超过10%;用实测简支梁基频和挠度可推算出简支梁的有效预应力,可进行预应力混凝土结构的安全评估。     

钢箱梁预应力体外束施工

目前钢箱梁已得到广泛应用,且多采用体外预应力体系,就其结构形式、工艺特点、材料规格,在城市桥梁建设中具有显著特点,体外预应力也逐渐成为预应力技术热点。结合工程实例,对刚箱梁预应力体外施工进行深入阐述,对类似工程具有一定的指导意义。     

预应力空心板桥桥面整体空间有限元分析

多种原因会造成预应力空心板桥桥梁损坏,承载能力明显降低,特别是桥面铺装病害尤为突出。通过对预应力空心板桥桥面受力特点进行分析,建立其整体结构空间有限元计算模型,并针对性地进行施加横向预应力分析,可为此类问题的解决提供参考。     

高速铁路悬浇连续梁桥施工监控关键技术研究

以京沪高铁丹阳至昆山特大桥为工程背景,通过理论预测与实测反馈分析研究了高速铁路悬浇连续梁桥施工监控中梁体线形控制技术,探讨了施工过程中影响梁体线形的主要因素。结果表明:预应力、节段自重、截面刚度、温度及徐变是影响线形控制的关键因素。     

无粘结预应力CFRP板加固受损钢梁疲劳试验研究

老旧钢桥在长期运营过程中容易疲劳开裂,严重影响桥梁结构安全,为改善受损钢梁构件的疲劳性能,采用大比例疲劳模型试验对无粘结预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）板加固受损钢梁进行研究,基于Paris公式提出疲劳强度-寿命（S-N）曲线的确定方法,并分析不同预应力水平对受损钢梁寿命影响. 对不同预应力水平CFRP板加固的双缺口受损钢梁在循环荷载下进行疲劳试验,结果表明:施加预应力可降低裂纹扩展速率和受损钢梁残余挠度超过40%,最少可延长受损钢梁的疲劳寿命3倍;最高预应力水平所加固的受损钢梁,其疲劳寿命最少提高了8倍,且预应力CFRP板加固后缺口钢梁疲劳强度等级由51 MPa提高到75 MPa. 理论预测结果与试验结果符合较好,可作为推荐方法.      

双柱式墩盖梁内力影响因素分析及预应力束布置

用MIDAS对双柱式盖梁进行整体有限元分析,分别比较盖梁高度、桥墩间距和桥墩高度对盖梁控制截面内力的影响,从而为盖梁在不同受力情况下预应力束的合理布置提供依据;同时通过工程实例可得:正确的选取结构计算模型为盖梁预应力束的布置数量和位置奠定了基础。分析表明,当桥墩间距一定时,盖梁高度对盖梁内力影响很小;当盖梁高度一定时,桥墩间距对盖梁内力影响很大,盖梁跨中弯矩随桥墩间距的增大而增大,盖梁支点弯矩随桥墩间距的增大而减小;随着桥墩高度的减小,盖梁跨中弯矩有增大的趋势,支点弯矩有减小的趋势。     

连续梁桥体外束加固分析

目前体外预应力混凝土技术已被广泛地应用于各类既有结构的加固中,特别在桥梁加固中发挥着极为重要的作用.某桥采用体外束加固前后的挠度和应力的对比结果表明,该加固方法满足设计要求,能有效增大结构安全储备、提高抗弯刚度、延长桥梁的使用年限.     

T梁预应力张拉控制相关参数计算

随着预应力在桥梁施工中的普遍应用，预应力张拉控制已成为桥梁上部结构施工中的一道重要工序。对T型梁桥梁板预应力张拉控制相关参数的计算，可为今后的施工提供参考。