砼箱梁桥腹板竖向预应力损失结构动力学分析与试验研究

提出通过控制材料标准、减小施工定位误差、保证张拉质量、孔道密实压浆等措施减小精轧螺纹钢筋的预应力损失;对隔离钢筋外露段进行结构动力学分析,得到精轧螺纹钢筋外露段长度L、一阶振型频率f与锚固段刚度增大系数k三参数模型,钢筋外露段频率特性可反映张拉力大小,室内箱梁模型试验可量化钢筋张拉力F与锚固段刚度增大系数k的对应关系;大量现场检测数据证明该竖向预应力钢筋无损检测手段有效。     

竖向预应力现场测试研究

为了有效检测箱梁施工过程中有效的张拉力,基于瑞利法,建立了螺母锚固段刚度增大系数、精轧螺纹钢筋外露段长度和精轧螺纹钢筋外露段自振频率3个参数之间的计算公式。对吉莲高速敖城禾水河大桥和上鹿禾水河大桥进行了所有箱梁竖向预应力张拉力的测试,有效提高了箱梁腹板抗裂性能。     

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。     

基于竖向预应力筋检测方法的竖向预应力外露段力学模型分析

在视竖向预应力筋外露段为悬臂梁模型的基础上,提出竖向预应力筋平面弹性支承模型和空间弹性支承模型,弹性支承模型不仅能模拟竖向预应力筋外露段悬臂梁模型的抗弯刚度,而且能模拟纵向的弹性刚度。悬臂梁模型通过检测外露段的频率计算该模型竖向预应力筋锚固端刚度K值,结合工程试验数据,弹性支承模型K与T的变化关系与悬臂梁模型K与T的变化关系具有一致性,且弹性支承模型的计算式简单,概念明确,更有利于推广。     

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。     

竖向预应力精轧螺纹钢筋张拉力检测研究

在中国,目前箱梁施工过程中,竖向预应力的检测几乎为空白。为了有效检测箱梁施工过程中的有效张拉力,基于结构动力学理论,采用现场检测的研究手段,建立了箱梁竖向预应力张拉力和外露段钢筋动力特性的关系。对一座3跨预应力混凝土连续刚构主梁进行了部分梁段的测试,分析了目前竖向预应力张拉力存在的不足。研究结果表明:该文所提方法直接、有效,能够有效监控竖向预应力张拉力。     

施工定位误差对竖向预应力筋应力损失的影响分析及改进措施

PC连续刚构桥箱梁的竖向预应力钢筋有效应力受到预应力筋施工定位误差的影响,将增加竖向预应力损失,从而加大腹板主拉应力超限的可能.研究过程中一方面通过实测锚垫板倾斜角度,并结合解析法计算结果,讨论其对锚固损失的影响程度;另一方面则利用有限元法计算预应力筋安装偏位对腹板应力的影响程度.结果表明:①施工时锚垫板倾斜的角度误差所产生的附加回缩量将加大竖向预应力筋锚固损失;②必须按照设计要求来安装竖向预应力筋,减小偏位误差.     

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。     

PC箱梁桥腹板竖向预应力无损检测研究

精轧螺纹钢筋作为竖向预应力构件在混凝土连续梁桥中已获得广泛应用,但由于精轧螺纹钢筋预应力损失过大而形成的箱梁腹板裂缝已经成为该类桥在运营过程中的重要病害。针对这一问题,许多学者从设计方面和施工工艺方面开展了相关研究,提出了通过合理钢筋排布、优化施工方法等措施减小预应力损失。分析了由于施工因素而导致的预应力损失并提出了针对性的改进措施。此外,鉴于现阶段对于竖向张拉力无法实现有效监控,在结构动力学理论基础上,结合模型试验建立了竖向张拉力和外露端长度以及一阶振动频率的参数模型来实现对精轧螺纹钢筋张拉力的无损检测,研究成果应用于宁夏中宁黄河大桥改扩建项目。     

精轧螺纹钢竖向预应力损失监测及其原因分析

采用精轧螺纹钢筋作为混凝土箱梁的竖向预应力筋在桥梁结构中得到广泛使用,但其预应力的损失往往得不到有效控制,而且相关研究开展较少。依据重庆新滩綦江大桥左幅箱梁施工过程中开展的竖向预应力筋永存预应力长期监控,对预应力损失的原因进行分析,并提出相应的施工控制措施,为类似精轧螺纹钢竖向张拉施工质量控制提供参考。     

体外预应力在江阴大桥北引桥加固中的应用

以体外预应力在江阴大桥北引桥(50 75 46.5)m连续箱梁加固中的应用为例,介绍体外预应力筋在箱梁结构中的布置形式、锚固、转向的方式以及张拉方法。通过对箱梁结构的竖向位移和混凝土应力的监测,分析该桥体外预应力加固的效果。分析结果表明,体外预应力改善了箱梁混凝土的应力状态和桥面线形,对结构的补强起到了良好的效果。     

钢绞线索夹片式锚具张拉要点及常见问题

针对用于夹持钢绞线预应力筋的夹片式锚具张拉施工，提出确定张拉顺序、配备张拉机具的要点，以及在张拉施工容易出现的梁体裂纹、钢绞线划丝、断丝、预应力筋的伸长值异常等问题，并分析了它们发生的原因，最后提出针对该问题的预防措施和解决方案。     

悬索桥隧道式复合锚碇承载特征分析

采用三维显式有限差分法(FLAC3D)对隧道式复合锚碇中岩锚、锚塞体单独作用下及整体共同作用下的承载特性进行了数值模拟试验,分析了受力体系在不同主缆拉力及不同岩锚预应力工况条件下,岩体的变形和应力响应特征。结果表明:岩锚及锚塞体单独作用下均能满足悬索桥的受力及稳定性要求,合理的岩锚初始预应力值有利于隧道式锚碇的受力分配及承力时机,岩锚和锚塞体的系统刚度匹配决定了隧道式复合锚碇的极限承载比例分配,分析结果对隧道式锚碇的设计提供了依据。     

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。     

分批张拉预应力损失的空间简化计算方法

预应力混凝土多主梁结构的预应力钢筋分批张拉损失计算,按照空间结构理论计算将非常繁琐.结合荷载横向分布系数概念,将竖平面内的预应力钢筋分批张拉损失计算式进行推广,推导了具有普遍适用性的分批张拉损失空间简化计算公式.算例分析表明：该公式能方便地进行桥梁结构中常见的预应力混凝土整体式多主梁或采用体外预应力加固的混凝土装配式多主梁的分批张拉损失计算,是一种有效的空间实用方法.     

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。     

体外预应力高强混凝土薄壁箱梁试验研究

进行了体外预应力高强混凝土薄壁箱梁从预应力钢绞线张拉到承载力极限破坏这一全过程的试验研究,研究了体外预应力损失及应力增量、跨中截面应力—应变分布以及跨中挠度和抗裂性能等问题。研究结果表明:体外预应力高强混凝土薄壁箱梁预应力损失实测值与现行规范计算值基本吻合,探讨了其截面受压翼缘有效分布宽度和体外预应力筋应力增量的变化规律,初步揭示了体外预应力高强混凝土薄壁箱梁在混凝土开裂前和受拉非预应力钢筋屈服后混凝土受压翼缘存在不同的剪力滞效应,并提出了相应状态下的受压翼缘有效分布宽度系数。     

塔梁固结体系斜拉桥下横梁预加力效应研究

塔梁固结体系斜拉桥结构刚度大,但斜拉桥桥塔巨大刚度对于桥塔下横梁内预应力钢筋的张拉将产生不利影响,导致下横梁内预应力储备不足,对结构后期受力很不利。运用有限元分析方法,对桥塔下横梁预应力张拉效果进行了对比分析研究,说明桥塔刚度对下横梁预应力施加效果的影响程度,并提出了若干改进下横梁内预应力钢筋张拉效果的的方法,以供类似桥梁设计和施工时参考。     

后张预应力筋束孔道摩阻损失测试与探讨

通过对武广高铁客运专线花都特大桥48m ＋80m ＋48m后张法预应力混凝土连续箱梁上的3孔预应力筋束的孔道摩阻损失试验,介绍了预应力筋束孔道摩阻试验的试验方法,采用最小二乘法分析,得到预应力筋束与孔道间的摩阻系数μ和偏差系数k.为该桥的梁体预应力张拉施工提供依据,也为预应力筋束的预应力损失计算提供一定的参考.     

悬索桥索夹螺杆张拉施工控制技术研究与应用

为提高悬索桥索夹螺杆张拉施工的质量与效率,在传统螺杆张拉工艺基础上,提出增加螺母转角作为额外的辅助控制参量,优先考虑同步张拉工艺,采用超声技术测量螺杆的张拉回缩损失进而修正施工荷载再完成张拉,以及适度增加有效稳压持荷时间的索夹螺杆张拉施工控制技术。将该技术在五峰山长江大桥进行验证测试和应用,现场结果表明:采用转角辅助张拉能够有效提高螺杆紧固质量,螺杆平均轴力提高到941.0kN;同步张拉避免了轴力重分配造成的轴力损失;修正施工荷载使得螺杆轴力控制偏差不超过5%;稳压持荷大幅加快了主缆的收缩速度;采用该技术进行吊装主梁前的全桥螺杆张拉,抽检轴力均值达到940kN,超出设计轴力170kN,实现了悬索桥索夹螺杆的高质量、高效率紧固施工。