任意空间曲线预应力筋的预应力锚固损失研究

依据预应力锚固损失分析中的反摩阻影响机理,结合模拟空间曲线预应力筋的非均匀B样条曲线参数方程,推导出预应力锚固损失的数值计算公式,该公式适用于任意空间曲线型预应力筋,并适合编程计算。     

任意空间曲线预应力筋的管道摩擦及局部偏差损失研究

针对预应力混凝土桥梁结构,介绍了任意空间曲线型预应力筋的管道摩擦及管道局部偏差损失计算方法。通过引入非均匀B样条曲线,推导出预应力筋的管道摩擦及管道局部偏差损失的数值计算公式,该公式适用于任意空间曲线型预应力筋,并适合编程计算。算例结果表明：对于空间转角较大的空间型预应力筋,当不考虑空间效应,采用简化公式计算方法会使摩擦损失及局部偏差计算结果偏小,且误差较大,导致最终得到的有效预应力值偏大,考虑预应力空间效应可减少简化计算的误差,较精确地计算出摩擦损失及局部偏差损失。     

后张法预应力筋锚固损失计算的虚拟张拉法

针对后张法预应力筋锚固损失计算的已有数值方法中,正、反向摩阻对称的基本假设与实际不符的问题,提出一种基于有效内力作用的“虚拟张拉法”,采用APDL编制了适用于任意线形预应力筋锚固损失计算的非对称数值程序,并形成自定义的宏命令。将预应力筋内部某点作为虚拟张拉端,将该点锚固损失前的有效内力作为虚拟张拉力,对预应力筋进行反向虚拟张拉计算,根据反向张拉区段内的伸长量变化建立变形协调方程,采用逐次搜索的方法确定回缩终点位置,从而得到最终锚固损失。通过3个典型曲线预应力筋算例分析表明:该文虚拟张拉法计算得到的反向摩阻区段长度和预应力筋沿程锚固损失值与解析解高度吻合,最大相对误差仅0.19%,计算精度远高于已有数值方法。     

曲塔柱拉索锚固区预应力布设

斜拉桥的斜拉索在塔柱内引起拉应力，曲线塔柱使此区域的应力分布更趋复杂。以飞云江三桥曲线塔柱为例，介绍拉索锚固区的预应力筋布置原则，建立3个有限元分析模型，讨论了实体单元模型中预应力筋不同模拟方式对计算结果的影响，指出对曲线塔柱的拉索锚固区可沿用直线塔柱的布置原则，并宜采用多索节段模型进行结构分析。     

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。     

空间曲线预应力束摩阻损失参数

针对空间曲线预应力束摩阻损失较大的情况，结合某座立交工程中的曲线梁桥的预应力摩阻损失测试，利用最小二乘原理得出了预应力摩阻损失参数μ、k，为施工提供依据，亦可为其它曲线预应力束的预应力损失计算提供一定的参考。     

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。     

体外预应力组合梁桥预应力损失计算

为准确计算体外预应力组合梁桥预应力损失值,在已有研究的基础上,总结导致该类型梁桥预应力损失的6个关键因素(预应力筋回缩和锚具变形、预应力筋与转向块之间的摩擦、预应力筋松弛、混凝土徐变、混凝土收缩、温度变化),并分别推导了相应的简化计算方法.计算预应力筋回缩和锚具变形以及摩擦引起的预应力损失时采用材料力学方法和平衡原理;计算预应力筋松弛引起的预应力损失时参考预应力混凝土梁的相关经验公式并结合试验结果进行修正;计算混凝土徐变、收缩以及温度效应引起的预应力损失时近似采用力法原理和等效荷载法.     

双预应力混凝土梁预压钢筋锚固的研究

双预应力混凝土梁是设有预压粗钢筋的预应力混凝土简支梁，其技术关键是预压钢筋的锚固系统。所研究的锚固系统是由高强螺母、钢锚板和锚固钢筋组成。２根长度为５．５ｍ的梁试验和有限元法分析证明这种锚固系统是可靠的。文中还介绍了双预应力混凝土梁变形的特点和有关预应力损失问题。     

大跨度曲线刚构桥预应力设置对扭矩的影响

为了减小曲线梁桥的弯-扭耦合效应,以一座大跨度曲线连续刚构桥为依托,采用有限元软件MIDAS建立空间有限元模型,计算得到自重、预应力、混凝土收缩徐变等荷载作用下的主梁扭矩分布,结果表明:曲线刚构桥主梁的扭矩主要由自重和预应力产生,且随着曲率半径的减小显著增大。因此,改变预应力筋的设置方式是抵消主梁扭矩的一种有效措施,通过不同方式改变原设计方案的对称布筋方式,得知采用预应力筋的不对称张拉以及不对称布筋方式能有效抵消恒载产生的扭矩。     

大吨位CFRP拉索锚固系统静力性能研究

为研究大吨位CFRP拉索锚具的锚固性能及极限承载力,实现CFRP拉索的可靠锚固,设计了19根CFRP筋大吨位机械夹持-黏结型复合式锚具,对其进行了静载试验研究和理论分析.试验中对筋材滑移、筋材应变和钢套筒应变分布进行测试;利用ANSYS软件建立大吨位锚具有限元模型,对筋材滑移量、钢套筒环向和纵向应变进行分析,探明了锚固...     

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。     

斜拉桥塔索锚固区空间应力分析

结合恩施市施州大桥的设计,运用大型通用分析软件ANSYS,采用空间有限元的方法,分2种工况,对其空心预应力混凝土桥塔塔索锚固区进行了空间应力分析,并且比较了传统U形布束方式和井字方式的优缺点。分析结果表明:通过合理布置预应力粗钢筋,可以抵抗斜拉索水平力产生的不利影响,满足结构的使用要求;斜索锚固区段采用箱形截面的桥塔,索力的水平分量在没有斜索锚固的箱体部分内引起较大的顺桥向拉应力,在斜索直接锚固的箱体部分,引起靠外壁部分、横桥向较大的拉应力;顺桥向预应力筋应布置在没有斜索锚固的箱体内,横桥向预应力筋则重点布置在斜索直接锚固的箱体靠外侧部分;塔索锚固区的受力以正应力为主,只要控制塔索锚固区正应力分布,塔索锚固区的受力就可得到有效控制。     

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。     

四线铁路斜拉桥索塔锚固区环向预应力设计研究

椒江特大桥主桥为主跨480m的四线铁路连续钢桁梁斜拉桥,采用H形混凝土塔,索塔锚固采用环向预应力锚固。为确定索塔锚固区环向预应力的合理布置方式,采用MIDAS FEA建立桥塔实体模型,对U形束、井字形直束2种布束方式进行比选,在此基础上,分析施工、运营及断索工况下锚固区的受力性能,并进行预应力合理张拉顺序研究。结果表明:环向预应力采用U形束布置是经济、合理的;锚固区混凝土在预应力切向基本处于受压状态,在预应力法线方向出现1 MPa以内的拉应力,斜拉索张拉会增加侧壁内侧、外索孔处水平拉应力,运营期寒潮效应使塔壁外侧产生较大拉应力,断索时前、后壁齿块横桥向拉应力增加;上塔柱应设置外表面钢筋网片并加强竖向、环向配筋;环向预应力施工时,宜同时张拉内、外侧预应力。     

长寿长江公路大桥索塔节段足尺模型试验研究

为研究小半径大吨位U形预应力钢束的孔道摩阻系数、钢束伸长值以及索塔锚固区的应力分布规律,以重庆长寿长江大桥索塔锚固区为研究对象,在理论分析的基础上进行了索塔锚固区节段的足尺模型试验.介绍了模型试验的内容、步骤、方法.通过测试分析得出了U形塑料波纹管孔道合理的摩阻系数和钢束伸长值.对索塔模型在U形预应力下以及斜拉索作用下的应力进行了量测与计算分析,指出了节段的应力分布规律,并将试验结果与有限元分析计算结果进行了比较.两者分布规律吻合较好,结果表明结构设计安全可靠.     

斜拉桥索塔与索梁锚固区局部应力分析

混凝土斜拉桥索塔、主梁常采用预应力混凝土结构,在强大的索力和预应力共同作用下,索塔、索梁锚固区受力十分复杂。针对索塔、索梁锚固区的受力状况进行研究,对优化锚固区细部构造及预应力钢束的布置均有重要意义。以一座独塔混凝土斜拉桥为例,运用有限元方法对索塔、索梁锚固区进行了空间应力分析,总结了锚固区的受力特点。     

考虑反向摩阻的后张法PC构件锚固损失的计算

基于后张法PC构件预应力钢筋张拉时的经典摩阻理论,建立了预应力钢筋锚固时考虑反向摩阻力的力筋应力损失的统一计算公式,适于电算;给出了相应的近似计算公式,适于手算。分析表明:近似公式与理论公式的计算结果误差在5％以内,完全满足工程上的精度要求。计算结果与现行桥梁规范公式的计算值进行了比较。该方法概念清晰,计算方便,适用于公路与铁路桥梁中任意形状力筋的锚固损失计算。     

CFRP筋新型机械夹持-黏结型复合式锚具短期静力性能试验

为充分发挥CFRP筋高强轻质的特性,设计了一种新型机械夹持-黏结型复合式锚具,通过改变锚具的黏结长度、黏结介质倾角和黏结介质掺合料,以及是否设置夹片等参数,对6组锚具进行试验研究,测试CFRP筋新型锚具的极限荷载、荷载-滑移曲线、筋材应力和锚具钢套筒应力分布,分析不同参数对新型锚具锚固性能的影响规律,并与未设置夹片的对照组锚具进行比较,最后对3根CFRP筋材的复合式锚具锚固效果进行了试验验证。试验结果表明：新型锚具最终失效形式均表现为筋材破断破坏,且锚具锚固效率系数均满足规范规定的大于0.9的要求;筋材滑移量随着锚具黏结部分长度的增大而减小,合适的锚固长度宜为30~40倍筋材直径;锚具黏结部分倾角的减小会造成顶推力的减小,并造成锚具加载端与自由端滑移量差值增大;黏结介质中适度的掺砂量能够提升锚具的锚固性能,但当掺砂量超过一定程度时,将影响黏结介质本身的胶结性能,建议掺砂量不超过10%;无夹片组失效模式为筋材与胶体黏结滑移失效,锚固效率低,而新型复合式锚具由于顶推力的存在不仅能够减小锚具的整体滑移量,而且能够有效避免锚具在加载端的应力集中现象,极大改善锚具受力性能,提高锚具的锚固效率;该新型复合式锚具对多根CFRP筋材同样具有良好的锚固效果。     

斜拉桥索塔锚固区双层U形预应力束的张拉控制试验研究

通过模型试验和有限元分析,确定了双层U形预应力筋的张拉控制程序。比较张拉后模型内部传感器测试的预应力效应和采用空间有限元分析的应力结果,可以检验U形预应力筋张拉后是否达到设计要求的预应力状态,从而得出张拉程序的可靠性。结果表明:正确的张拉操作程序,不仅能将实测张拉伸长值与理论伸长值的偏差控制在规范之内,而且能使得张拉后的预应力效应达到设计的要求。