预应力混凝土桥梁因钢束锈蚀的非线性分析

钢束锈蚀的混凝土桥梁非线性分析方法的研究,对于在役损伤的预应力混凝土桥梁的失效机理分析或耐久性评估都具有一定的意义。针对锈蚀钢束与混凝土间存在的粘结与滑移问题,以Saenz公式和Skogman公式分别作为混凝土和预应力钢束的应力-应变本构关系,采用非线性弹簧模拟,提出刚臂元-非线性弹簧元-钢束元的方法,对锈蚀钢束与混凝土之间的粘结滑移进行分析。并以具体工程实例进行了分析计算,证明了所提出的方法用于预应力混凝土桥梁关于钢束锈蚀非线性分析的有效性。     

无粘结预应力混凝土在桥梁工程中的应用：——兼评《桥梁结构采用？…

分析了无粘结预应力混凝土结构的结构性能，在此基础上探讨了无粘结预应力混凝土结构应用于桥梁工程的可行性，并对《桥梁结构采用无粘结预应力混凝土之我见》一文中的部分观点进行了讨论，以促进无粘结预和技术在桥梁工程中的应用。     

无粘结预应力节段式桥梁受复合作用力分析

无粘结预应力节段式桥梁满足了人们使用工业化预制件和追求快速施工方式的愿望。这种结构形式及施工方式可以节省大量施工时间并使施工现场节奏不受天气影响。与有粘结预应力技术相比,无粘结预应力钢束一般有外保护层,可以防止混凝土开裂对有粘结预应力钢束的锈蚀损伤,保证重大结构的全寿命安全。为推广应用这一先进的造桥技术,本文针对无粘结预应力节段式桥梁受弯扭剪复杂作用力下计算模型和破坏机理进行研究,与试验数据相比较,获得较满意的研究结果。     

无粘结预应力混凝土在桥梁工程中的应用

文章介绍了无粘结预应力混凝土结构在桥梁工程中的应用及施工工艺。通过具体实例与有粘结预应力混凝土结构进行比较,无粘结预应力混凝土结构在施工中具有操作简便,加快进度,经济实用等优点。     

无粘结部分预应力混凝土受弯构件设计方法

为满足承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，必须对无粘结部分预应力混凝土受弯构件进行合理设计。论文建立了无粘结部分预应力混凝土受弯构件截面设计分析方法，首先采用预应力比率法来确定无粘结预应力筋和有粘结非预应力筋的用量，而后检查构件的实际预应力度是否满足结构的要求，并分析验算的实际抗弯强度及正常使用极限状态构件的应力、挠度、裂缝宽度。文中还给出一个设计示例。     

无粘结部分预应力混凝土梁的受力性能分析

建立了基于增量变形的既适用于有粘结部分预应力混凝土梁亦适用于无粘结部分预应力混凝土梁受力全过程数值分析方法。该方法能够模拟构件达到其峰值承载能力后下降段的性能,并可考虑非预应力钢筋及混凝土由于结构进入承载能力下降段引起的卸载而导致的材料应力应变关系的变化情况。在此基础上,研究了不同加载方式、跨高比、综合配筋指标、部分预应力比率、混凝土抗压强度等对无粘结部分预应力混凝土梁延性性能的影响。研究表明,无粘结部分预应力混凝土梁的曲率延性系数随综合配筋指标的增加而减小。利用本文方法可以对无粘结预应力筋的应力变化、有粘结或无粘结部分预应力混凝土梁的抗弯强度等进行较合理而精确地评估。     

基于长期性能的锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力数值分析

在外部侵蚀介质及荷载的作用下,钢筋混凝土结构或构件内的钢筋会发生锈蚀,导致结构性能劣化、承载能力降低。对其承载力的衰减程度进行数值定量分析是混凝土结构长期性能中待解决的关键问题之一。研究影响锈蚀钢筋各项参数中混凝土结构物长期性能的主要指标,基于锈蚀钢筋的退化本构模型及混凝土的时变损伤本构模型,考虑钢筋与混凝土在不同锈蚀率下的粘结强度关系,进行了锈蚀钢筋混凝土构件承载力时变衰减数值模拟,并通过回归分析建立了锈蚀钢筋混凝土梁极限承载力时变模型。分析模型可应用于已有混凝土梁式构造物的锈蚀后结构承载力计算与评定工作。     

锈蚀钢筋粘结性能对比试验研究

为研究钢筋锈蚀、钢筋类型和直径对钢筋与混凝土间粘结性能的影响,设计制作了变形钢筋和光圆钢筋混凝土粘结试件,并进行了实验室通电快速锈蚀。通过快速锈蚀两种粘结试件的拔出试验,得到了钢筋与混凝土间粘结应力-滑移曲线,分析了锈蚀率、钢筋直径以及钢筋类型对粘结应力-滑移曲线影响,探讨了不同锈蚀率下两种类型钢筋混凝土粘结试件破坏模式。试验研究表明:光圆钢筋与混凝土间粘结性能对钢筋锈蚀更敏感,随锈蚀率变化,其最大粘结力及相应的滑移量变化幅度更大;变形钢筋与混凝土间粘结性能对钢筋直径更敏感,锈蚀率接近的情况下,直径不同,其粘结应力-滑移曲线差异显著。     

无粘结力筋与体外力筋预应力混凝土桥梁的发展历程与现状

回顾了预应力混凝土桥梁发展史上最早出现的无粘结体外力筋预应力结构，在经历了一个相当沉寂的时期以后，以充满活力，向前发展的历程。比较了有粘结与无粘力筋两种预应力混凝土结构的优缺点。对当前的无粘结力筋预应力混凝土结构，在设计计算与构造细节方面的特殊问题，进行了讨论。最后列举了从３０年代到９０年代，一些有代表性的体外力筋桥梁的概况，以便对这类桥梁从设计构思到施工实践有更好的了解。     

缓粘结预应力混凝土梁极限承载力试验

通过4根预应力混凝土梁的极限承载力试验,分别对其开裂荷载、破坏荷载、控制截面应力、裂缝与变形进行了测试,对比了缓粘结与普通预应力混凝土梁的受力性能差异。从试验结果来看,缓粘结预应力混凝土梁具有较好的受力性能,缓粘结与普通预应力混凝土梁的挠度、应变实测数据变化规律基本一致。跨中截面体内应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的体内应变变化规律吻合较好。跨中截面钢筋应变与混凝土应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的应变变化规律基本一致,缓粘结预应力混凝土梁的实测值相对较大。缓粘结预应力混凝土梁的实际开裂荷载、破坏荷载大于普通预应力混凝土梁,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的开裂荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大6%、10%,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的破坏荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大4%、3%。缓粘结预应力混凝土梁裂缝宽度实测值较普通混凝土梁相对较小,表明缓粘结预应力筋与混凝土之间具有足够的粘结力。     

无粘结部分预应力混凝土Ⅰ形组合梁设计与施工

介绍了无粘结部分预应力混凝土的结构特点。并结合无粘结部分预应力Ⅰ形组合梁的设计、施工及试验，证明该结构性能良好：施工方便、经济合理。在桥梁工程中具有广阔的应用前景。     

预应力混凝土梁桥的耐久性探讨

预应力混凝土梁桥的混凝土耐久性不足会造成钢筋锈蚀、混凝土剥落以及结构破坏。本文从混凝土的品质、保护层、预应力筋的保护和桥面防水等方面,探讨改善预应力混凝土梁桥的耐久性措施。     

体外索加固钢筋混凝土简支梁桥水平筋极限应力分析

体外预应力加固钢筋混凝土简支梁桥受力特性与无粘结部分预应力混凝土结构相似 ,可直接采用无粘结部分预应力混凝土结构的极限应力作为水平加固钢筋的极限应力 ,水平筋与斜筋面积不同对水平筋极限应力的影响较大 ,不能忽略     

活性粉末混凝土预应力叠合梁抗剪强度

将活性粉末混凝土运用于无粘结预应力混凝土叠合梁，梁中未配任何形式的箍筋。通过分析影响活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁抗剪强度的诸多因素，结合试验结果，选取其中最为关键的几个因素，如活性粉末混凝土与后浇混凝土的抗拉强度、截面尺寸、纵向受拉钢筋的配筋率以及有效预应力等，建立了比较符合活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁抗剪强度试验结果的两个公式，并将之与其他现行公式的计算结果进行了对比。结果表明，我国现有公式在计算活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁的抗剪承载力时是偏于保守的。     

锈蚀钢筋混凝土矩形梁抗弯刚度研究

钢筋与混凝土之间的粘结力退化是引起锈蚀钢筋混凝土矩形梁抗弯刚度退化的主要因素。研究发现光圆钢筋与混凝土的粘结机理和螺纹钢筋与混凝土的粘结机理有本质区别。在给出不同锈层厚度以及荷载等级下钢筋混凝土矩形梁挠度试验结果的基础上,分析了37根钢筋混凝土矩形梁的抗弯刚度受锈层厚度影响的差异。详细阐述了试验室条件下钢筋混凝土矩形梁的制备过程、电化学加速锈蚀试验的设计依据、以及锈蚀梁静载试验方案。在对锈蚀钢筋混凝土矩形梁挠度试验结果以及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)计算结果的对比分析基础上,给出了光圆钢筋和螺纹钢筋混凝土矩形梁随锈层厚度变化的刚度退化系数计算建议公式,进而提出了公路混凝土桥梁中锈蚀受弯构件抗弯刚度计算的建议方法,可为既有公路混凝土桥梁耐久性评估提供参考依据。     

无粘结预应力混凝土梁非线性分析

无粘结预应力混凝土结构是当今流行的一种后张法预应力体系。本文采用杆系有限元理论,建立了体内无粘结预应力混凝土梁全过程非线性分析的数值计算方法,并编制了相应的计算程序。计算结果表明,该方法是可靠的。     

无粘结部分预应力高强混凝土梁例缝宽度及闭合弯矩的计算

通过２６根无粘结部分预应力高强混凝土梁，研究了影响裂缝宽度及裂缝闭合的主要因素，将无吉部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转人继偏心受压构件的受力状态，求解非预应力筋的应力，然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度，并建立了重复荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算公式；应用名义拉应力建立了闭合弯矩计算公式。     

普通钢筋锈蚀后预应力混凝土桥梁疲劳试验研究

借助传统应变片和891拾振器的疲劳试验实时测试系统,通过9片1/6缩尺模型梁疲劳试验,研究了普通钢筋锈蚀后预应力混凝土桥梁疲劳破坏形态以及振幅、刚度、非预应力筋和预应力筋应变、混凝土应变随重复荷载次数的变化规律.研究表明:梁底普通钢筋锈蚀后(预应力筋不锈蚀),只要钢筋没有发生锈蚀断裂破坏,混合配筋合适的预应力混凝土梁的静载承载力与普通没有锈蚀梁的承载力相差不大.锈蚀率超过一定界限后(20％),钢筋在坑蚀处断裂,梁的静载承载力会急剧降低,表现为少筋梁的脆性破坏特征.疲劳反复荷载作用下构件的中性轴位置基本保持不变,不像非锈蚀试件那样呈现出明显的3阶段变化过程;锈蚀率超过7％以后,容许疲劳疲劳寿命会急剧减少,达40％左右.     

无粘结预应力混凝土梁非线性分析

无粘结预应力混凝土结构是当今流行的一种后张法预应力体系.本文采用杆系有限元理论,建立了体内无粘结预应力混凝土梁全过程非线性分析的数值计算方法,并编制了相应的计算程序.计算结果表明,该方法是可靠的.     

腐蚀预应力混凝土桥梁抗力退化预测方法

针对氯盐环境下预应力混凝土桥梁中钢绞线锈蚀引起的抗力退化问题,以一座服役预应力混凝土桥梁为例,考虑钢绞线锈蚀初始和发展过程、锈蚀导致的钢绞线截面积减小、钢绞线强度降低以及钢绞线与混凝土间的黏结性退化,采用Monte Carlo数值模拟方法,建立了锈蚀预应力混凝土桥梁构件抗力退化预测概率模型,分析了锈蚀对预应力混凝土桥梁构件抗力水平的影响。研究结果表明:钢绞线锈蚀开始阶段,坑深增长较快,且各个蚀坑的差值较小;随锈蚀的发展,坑深增长逐渐变缓。锈蚀初始时间服从对数正态分布,不同时刻抗力可用正态分布来表征。