竖向预应力钢筋应力损失的室内模型试验研究

竖向预应力损失过大是引起箱梁腹板开裂的主要原因之一,竖向预应力损失计算缺乏理论和实践支持,难以建立有效的计算模式.该文根据室内实测损失情况,研究竖向精轧螺纹钢筋应力损失的特点;研究锚垫板安装误差对损失的影响.研究成果可为制定竖向预应力有效应力的计算模式提供参考.     

考虑竖向预应力扩散影响的箱梁腹板预压应力计算

竖向预应力筋对箱梁腹板产生的竖向压应力计算,关系到腹板主拉应力计算和抗裂问题,现行桥梁设计规范有关预压应力的计算公式没有考虑预应力在锚下的扩散。本文从弹性理论的解析解出发,讨论竖向预应力下考虑应力扩散的箱梁腹板压应力计算问题,最后给出竖向预应力筋合理间距和扩散角的计算公式。     

预应力混凝土连续箱梁不同布索方式对比分析

从理论上对比分析了不同布索方式的优缺点,以某预应力混凝土连续箱梁桥为原型,通过数值计算对比分析了预应力损失对不同布索方式箱梁腹板主拉应力的影响.结果表明,在理论上取消下弯索,通过适当调整顶、底板索和竖向预应力筋来实现对腹板主拉应力控制是可行的;适当调整竖向预应力的大小,竖向+纵向布索方式混凝土强度提高系数优于下弯索布索方式;竖向预应力损失对竖向+纵向布索方式预应力混凝土箱梁腹板主拉应力的影响非常敏感.在实际工程中,竖向预应力损失50%后,竖向+纵向布索方式预应力混凝土箱梁腹板主应力的分布将劣于下弯索布索方式.     

大跨预应力混凝土箱梁腹板的竖向预应力效应分析

通过建立腹板空间分析模型,分析了竖向预应力筋作用下的各项力学效应,重点研究了弹性压缩损失、扩散角.研究结果表明,常规设计计算中没有完全把握箱梁应力分布特征,竖向预应力各项损失估计不足是腹板开裂的主要原因.桥梁施工中应对竖向预应力采取二次张拉,根据实际情况采用对竖向预应力效应进行适当折减等方法确保腹板不开裂.     

竖向预应力钢筋垂直度的测试及分析方法

竖向预应力损失过大是引起箱梁腹板开裂的主要原因之一,特别是预应力钢筋施工过程中钢筋安装不垂直存在较大安装误差时竖向预应力作用不明显.笔者提出的竖向预应力钢筋安装垂直度的测试和分析方法在中国尚属首次,期望对规范竖向预应力施工有所帮助.     

PC箱梁竖向预应力张拉锚固阶段应力损失研究

为了分析PC箱梁张拉锚固阶段的竖向预应力损失,以2座实桥为例,进行了箱梁竖向预应力损失测试,对这2座桥梁竖向预应力损失进行有限元和解析法的求解,在此基础上与实测数据进行了对比;结合实例桥竖向预应力损失试验的现场经验,分析了造成张拉锚固阶段竖向预应力损失的多种因素及其影响程度。结果表明,锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失是张拉锚固阶段主要应力损失;预应力损失与施工质量有着密切关系,且在施工质量得到保证的条件下,实施二次张拉对控制锚固损失是非常有效的。     

预应力混凝土箱梁竖向预应力钢筋有效预应力检测研究

在大跨度预应力混凝土桥梁中,竖向预应力不足或预应力损失过大将导致箱梁腹板产生斜裂缝,如何检测箱梁竖向预应力钢筋的损失,寻找箱梁施工时竖向预应力筋张拉力简单实用的检测方法成为大家关注的热点。为了能够有效的检测箱梁施工过程中的竖向预应力是否达到设计值,本文基于结构动力学理论,通过有限元模型的大量模拟计算,建立起竖向预应力筋外露段长度、锚固段刚度增大系数与外露段动力特性之间的参数关系;通过模型试验建立了箱梁竖向预应力筋有效预应力和锚固段刚度增大系数的关系,并在现场某座连续刚构桥上进行了部分节段的检测。本文方法为高效、简便的检测竖向预应力钢筋的有效预应力提供了保障。     

下白石特大桥竖向预应力钢筋施工工艺与测试

通过对竖向预应力粗钢筋的锚固工艺试验及预应力损失的检测，得到了保证有效预应力的可行方法，分析了竖向预应力钢筋应力损失的规律，可为类似桥梁预应力钢筋施工提供参考。     

后张法预应力钢绞线张拉和锚固过程分析

对后张法预应力钢绞线张拉和锚固过程中锚圈口摩阻损失、孔道摩阻损失以及锚固时锚塞回缩引起的预应力损失进行了测试,还对张拉控制应力、预应力筋理论伸长值的计算及具体量测等有关问题进行了探究,可为同类钢绞线预应力张拉施工提供可靠的参考。     

矩形截面梁后张锚固区劈裂力计算的拉压杆模型法

针对矩形截面梁端部承受一个水平或倾斜锚固力的工况,根据主应力迹线构建出后张锚固区的拉压杆模型.在此基础上,利用拉压杆模型中节点力的平衡条件以及模型中的几何关系,推导出后张锚固区劈裂力大小的计算式.同时,利用有限元数值分析结果,拟合出劈裂应力合力重心位置的计算公式.在锚垫板宽度、锚固偏心距及力筋倾角变化的情况下,通过对比本文计算方法、美国AASHTO规范公式、欧洲FIP99建议公式的计算值以及有限元结果,表明所提出的劈裂力计算方法能够较好地反映锚垫板宽度、锚固偏心距以及力筋倾角对劈裂力大小以及劈裂应力合力重心位置的影响规律.与现有规范建议的计算公式相比,考虑的影响因素更为全面,计算精度更高.     

基于传统预应力张拉工艺的箱梁桥腹板开裂风险概率分析

建立了采用传统竖向预应力技术的箱梁桥腹板主拉应力随时间变化模型,考虑混凝土强度、螺纹钢强度等参数的时变性和随机性,以腹板内主拉应力达到容许应力限值为极限状态,发展了采用传统预应力张拉工艺的箱梁桥腹板开裂概率模型.基于Monte-Carlo模拟方法,计算了服役期内腹板开裂风险,并对相关参数进行敏感性分析.研究表明在本文设计参数条件下,设计使用年限内的腹板最大开裂风险概率为1.49％;敏感性分析表明精轧螺纹钢筋纵向间距和锚具变形与钢筋回缩对腹板开裂影响最大;安装偏差角度次之;箍筋数量对腹板开裂风险影响最小.     

混凝土箱梁桥腹板竖向预应力筋张拉力检测方法

为解决目前普遍存在的大跨度预应力混凝土箱梁桥腹板竖向应力失效的问题,建立了竖向预应力筋外露段的动力学模型,发现了竖向预应力筋外露段锚固区刚度变化与张拉力的关系,计算了相应刚度变化与外露段固有频率关系的近似解和精确解。在此基础上进行了室内模型试验和现场试验,并在4座大桥得到应用。结果表明:所提出的检测方法原理简单,实际应用效果良好,广泛的应用将彻底改变中国大跨度混凝土箱梁桥腹板竖向预应力筋张拉力无定量测试的状况,对防止大跨度混凝土箱梁桥腹板开裂有重要意义。     

竖向预应力对箱梁腹板力学行为影响研究

为了探究配置竖向预应力筋的箱梁腹板开裂荷载的影响及开裂前后力学行为的变化,文章选择较小剪跨比λ=1.15的双悬臂计算模型,模型顶部充分施加纵向预应力,悬臂端分级施加集中荷载,直至腹板出现腹剪裂缝并展开,采用ANSYS建立实体模型,以不张拉竖向预应力、张拉120k N竖向预应力为例,进行结构仿真计算,分析竖向预应力张拉与否对腹板开裂及裂缝开展形态,开裂荷载、开裂前后结构应力、刚度的影响,并对腹板开裂前后竖向预应力筋应力重分配进行了数值分析,得出配置竖向预应力可以显著提高腹板抗裂性,影响裂缝发生及开展形态、提高腹板开裂后结构刚度。文章研究结论对箱梁腹板竖向预应力理论研究及设计具有指导意义。     

预应力箱梁桥腹板主应力计算探讨

为了更好的分析预应力混凝土箱梁桥腹板斜裂缝出现的原因,从现行规范中腹板竖向应力计算模式出发,通过理论分析和有限元数值模拟的方法,对多种因素作用下的腹板竖向应力状况进行了分析。研究结果表明:现行规范中腹板竖向应力计算模式与实际情况有较大差异,腹板竖向应力不仅与竖向预应力有关,还和纵向预应力的锚固、顶板横向预应力张拉、环境温度变化等因素有关。提出了腹板竖向更合理的应力计算模式。     

预应力混凝土箱梁桥腹板开裂参数影响分析

预应力混凝土箱梁裂缝是影响桥梁结构安全的重大隐患.该文对某三孔预应力混凝土变截面箱梁建立有限元模型,分析竖向预应力损失和箱梁腹板厚度对箱梁桥开裂的影响.结果 表明:连续箱梁边墩支点附近的边跨现浇梁段的主拉应力值较大,且这些位置截面梁高较小,如果施工和运营阶段竖向预应力损失过大,在这些区域容易出现腹板斜裂缝;腹板厚度对斜截面抗剪承载力的影响比截面主拉应力的影响大;箱梁支点附近梁段腹板厚度较薄,容易导致斜截面抗剪承载能力不足.     

混凝土箱梁桥腹板竖向预压应力场的研究

基于傅立叶级数,把箱梁腹板上单根竖向预应力筋简化为作用在无限狭长矩形薄板上的一对大小相等、方向相反的集中力,推导出单筋作用下箱梁腹板预压应力的解析公式。该解析公式与ANSYS程序分析结果比较,两者的竖向压应力分布线形基本吻合,竖向预应力除了在腹板中产生呈正态分布的竖向压应力外,还在其两侧产生较小竖向拉应力,实桥试验进一步证明该解析公式适用于腹板竖向压应力叠加计算。文中最后分析了箱梁桥腹板沿高度竖向预压应力场分布特点,引入修正系数K,提出竖向预应力计算的修正公式,同时绘出不同间距竖向预应力作用下腹板的μ-K曲线图。     

混凝土箱梁竖向预应力孔道对截面削弱的影响初步研究

预应力混凝土连续（刚构）箱梁桥设置竖向预应力筋是为了减少和控制腹板主拉应力、防止开裂,然而在设置了竖向预应力后,箱梁腹板开裂现象仍然普遍存在。竖向预应力难以达到设计要求是导致腹板开裂主要原因之一,该文主要在不考虑应力集中的前提下,研究竖向预应力孔道灌浆问题对竖向预应力效果的影响。对常张高速沅水大桥进行变截面箱梁腹板应力分析,得到竖向预应力孔道削弱对腹板应力水平的影响,并采用等效主拉应力增量法对腹板竖向预应力进行折减分析。该文研究表明：箱梁腹板竖向预应力孔道灌浆不理想,将会引起截面抗剪刚度、抗弯刚度及抗压刚度的削弱,从而导致主拉应力σzl增大及竖向预应力作用的折减,势必将对结构安全造成不利影响。     

混凝土结构竖向预应力筋锚固应力损失的控制

采用精轧螺纹钢筋作为混凝土结构的竖向预应力筋在桥梁结构中得到广泛使用,但其锚固应力的损失往往得不到有效的控制,结合工程实例介绍控制应力损失的试验和施工,为同类施工提供参考。     

低回缩预应力钢绞线锚具应用于腹板竖向预应力的应力场的计算与实测

针对低回缩预应力钢绞线体系应用于箱梁腹板的应力场计算设计了矩形薄板试验,对预应力即时损失以及矩形薄板各截面竖向预压应力场进行了测试.根据箱梁腹板在竖向预应力作用下的受力特点,利用竖向局部荷载作用下弹性力学平面应力问题的解析解,用多项式拟舍得出应力扩散角、应力均匀度和名义应力度之间的计算公式.预应力损失测试结果表明,这种低回缩预应力钢绞线锚具的预应力即时损失值低于5%,从而证明了该体系应用于短索能有效地提高预应力效率,若应用于箱梁腹板能提高箱梁的抗剪可靠性.弹性理论计算结果与矩形薄板试验测得的竖向预应力作用下的应力场吻合较好,当扩散角a小于26.5.时,能保证各截面处于较高的应力水平和应力均匀度,表明了低回预应力钢绞线锚具应用于腹板竖向预应力时具有优越性.     

预应力筋非线性松弛对连续刚构桥的影响

基于前期研究建立的非均匀预应力筋松弛损失简化计算模型,以某跨越大渡河桥梁为研究对象,对预应力混凝土连续刚构桥进行主梁施工全过程应力和挠度变化数值模拟,分析由于施工控制不当引起的非均匀预应力筋非线性松弛对成桥线形和控制截面预应力度的影响。另外,通过改变预应力筋锚下有效预应力离散程度的大小来模拟预应力施工质量控制的变异,结果表明:预应力筋锚下有效预应力离散程度增大对预应力混凝土连续刚构桥主梁的预应力度和成桥线形均有直接负面影响。因此,在桥梁工程中应对其予以足够重视并针对性地采取预应力精细化施工控制措施。