竖向预应力作用效果的数值模拟与预应力损失的试验研究

对箱梁竖向预应力筋张拉引起的混凝土竖向应力和螺纹钢筋的应力进行了有限元计算和现场测试分析,测试结果表明预应力损失离散性很大,而且预应力损失可能高达50%.这是由于箱梁的高度有限,竖向预应力筋的长度都比较短,因而在达到张拉控制应力时高强精轧螺纹粗钢筋的伸长量有限.目前的竖向预应力锚固技术尚存在不足,在锚固时稍有不慎造成钢筋回缩量偏大,很容易造成预应力损失.     

预应力碳纤维板加固空心板梁张拉过程应力监测

采用预应力碳纤维板加固桥梁的技术近年来快速发展,为了解其在张拉过程中的应力状态,确定预应力损失值,以某旧桥拆除的20m预应力混凝土空心板梁加固工程为依托,通过在跨中、四分点及支点附近碳纤维板上下表面布置电阻式应变片,测量其在张拉过程中的应力变化情况。结果表明:各碳纤维板张拉后应变在较短时间完成衰减并维持稳定,除个别异常测点外,其余测点预应力损失均在5%以内,A碳板、B碳板、C碳板平均应力损失分别为2. 55%、2. 75%、3. 04%,预应力损失较小,张拉效果良好;且沿碳纤维板横向各测点应力分布较为均匀,采用波形锚加持锚固碳板时传力均匀可靠,锚固效果良好。     

预应力碳纤维板加固系统预应力损失的研究进展

总结了国内对预应力碳纤维板加固桥梁应力损失的试验研究,主要分为预应力碳纤维板加固钢梁的应力损失试验研究和预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的应力损失试验研究,分别综述了预应力碳纤维板放张瞬间、锚固端滑移、碳纤维板徐变等情况下预应力损失大小及作用时间,并考察了预应力水平高低和钢筋混凝土开槽情况对预应力损失率的影响。     

承压锚固型斜拉桥钢塔结合段受力性能和锚杆传力机理研究

承压锚固型结合段锚固构造为斜拉桥钢索塔重要传力构件,研究了承压锚固型结合段的承压、抗弯性能,分析了施工阶段分两次张拉过程中及成桥运营期间各部件的受力,揭示了预应力锚固螺杆的应力分布状况与传力机理,掌握各部件实际应力分布并验证设计的安全性,为设计、施工和监测提供可靠依据.研究结果表明：索塔钢混结合段锚固构造在两次张拉及运营期间下受力明确,构造合理,承压、抗弯性能良好;预应力锚杆为重要传力构件,其有效预应力是影响压浆层与承压板之间可靠结合的关键因素,在锚杆预应力损失50%时,顺桥向弯矩最不利工况下承压板与压浆层之间约1/3区域脱离接触,应对运营期间的锚固螺杆中的有效预应力进行长期监测,并制定相应的补张方案.     

连续刚构拱组合桥锚固区局部应力模型试验

为探讨连续刚构拱组合桥锚固区的局部应力,以宜万铁路宜昌长江大桥——连续刚构-钢管混凝土柔性拱新型组合桥为工程背景,分别进行了顶、底板模型试验,并与数值计算进行了比较,获得了锚固区局部应力的传递规律.此外,讨论了锚固区裂缝产生的原因.研究结果表明:在纵向预应力张拉过程中,箱梁锚固区始终处于弹性工作状态,锚垫板下混凝土受力是安全的;模型各测试截面混凝土测点应力与施加的荷载呈线性关系,结构处于弹性受力状态.     

斜拉桥耳板式索梁锚固区应力分析

利用ANSYS软件建立了粉房湾大桥索梁锚固区实桥模型,分析了耳板式锚固区结构的应力及应力分布情况,对承载能力进行了评价。结果表明:耳板上的Mises应力远大于顶板、腹板和底板的应力,耳板上最大Mises应力位于销孔的两侧,关于斜拉索方向对称的位置;锚固区各构件应力在局部区域数值较大,但扩散较快,应力传递流畅;满足索梁锚固区结构承载能力要求。     

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。      

可回收锚索锚固段应力分布及锚固长度研究

以深圳地铁3号线停车场基坑工程为背景,根据可回收锚索锚固段受力状态,讨论锚索的锚固段黏结应力分布规律．研究表明,可回收锚索的黏结应力沿锚固段并非均匀分布,而是呈指数曲线形式分布,在此基础上提出基于锚固段黏结应力实际分布状态进行锚固段长度设计的方法,并应用到锚索支护参数设计中．工程实践表明,所提出的锚索锚固段长度设计方法是合理可行的．     

松花江斜拉桥索梁锚固区构造设计及受力分析

斜拉桥主梁的斜拉索锚固区是将上部结构自重和所承受的所有外荷载传递到索塔的重要结构。由于承受强大的集中荷载,锚固区构造、受力状态复杂、容易产生应力集中。结合哈尔滨绕城高速公路四方台大桥的设计情况,对斜拉索锚固区的应力大小、应力变化幅度、应力与应力流方向进行分析研究,对斜拉索锚固区的结构设计具有很大的指导意义。     

锚索长期承载性力性能检测技术及安全评价方法研究

基于大量工程实践,提出了一种实用的锚索长期承载力性能检测技术方法,结合汕汾高速公路高边坡工程实例详细介绍了该技术方法的在边坡锚固工程锚索结构工作状态下的检测技术方法及锚固应力安全评价计算方法。实践证明,该技术方法简单实用,易于方便技术人员掌握,可用于锚固工程施工过程中以及锚固工程工后维护、运营中锚固结构工作状态长期性能检测与评价。     

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失数值模拟与试验研究

先张法和后张法预应力混凝土构件预应力损失均含有锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失,该项预应力损失是张拉锚固阶段主要预应力损失.利用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）中计算锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失方法和ANSYS有限元分析软件中单元特点,提出了一种在有限元中模拟该项预应力损失的方法,并推导了该项预应力损失的数值计算公式.通过有限元模型的分析现场试验表明：两者结果吻合较好;可以在有限元模型中模拟锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失,误差均在3％以内.     

孔道线形复杂预应力损失及力筋伸长量的试验研究

在大型多跨连续梁施工中,预应力施工是最为重要的分项工程,对工程质量的影响最大。某大跨度连续梁工程预应力筋张拉时实际伸长值与理论伸长值偏差较大,超出规范设定的±6%的允许范围要求。分析查找原因,进行了现场孔道摩阻试验,发现锚具锚圈口和锚下垫板口预应力损失大,且变化范围也很大,张拉力损失率平均约为10%。经过分析及认真的核算,为了保证连续梁的工程质量,确定对已经张拉的钢绞线采取补拉的措施,并启用备用束张拉。可为类似工程提供借鉴。     

桩锚结构在复杂地质深基坑中的应用试验

海南东环铁路美兰机场隧道在厚砂层微承压水情况下的深基坑工程,因受复杂地质条件限制,将原设计围护结构中的3道钢支撑,通过试验优化为桩锚＋钢支撑围护,主要介绍了锚索试验段的试验方案、试验过程及锚索应力与桩顶位移等监控量测情况,并结合施工过程介绍了止水帷幕漏水、涌砂处理等。试验说明采用桩锚结构可行,加大了作业空间,提高了施工效率,简化了隧道施工工艺,缩短了工期。     

后张法梁板预应力张拉施工

高速公路后张法生产的T梁、I梁、箱梁（空心板）技术日益成熟，以16m空心板为例对后张法生产的预应力空心板应力、伸长值进行分析计算，尤其是对张拉、锚固过程进行了简洁的叙述，旨在触类旁通，作为小结不尽其意，以飨读者。     

连续梁桥0#块施工临时结构设计

在预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工中,0#块施工是上部构造施工中的关键工序。对林家坪铁路预应力混凝土连续梁桥0#块施工中所用到的临时结构,如0#块施工时用到的三角托架、临时锚固等进行了设计计算;根据施工受力、传力过程,建立了相应的计算模型模拟实际受力过程,按最不利荷载对各构件进行加载计算,并且对其他各种工况进行检算,保证了临时结构在施工中的安全。     

玄武岩纤维增强锚杆加固混合土室内拉拔试验研究

玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）质量轻、强度高、耐久性好,将该材料用作锚杆可有效解决传统钢筋锚杆的腐蚀问题,在恶劣环境下的工程建设中具有广阔的应用前景. 本文以广泛存在于西南山区的崩坡积混合土为对象,通过室内拉拔试验研究了锚杆类型、锚杆直径、锚固长度以及灌浆体直径等因素对极限拉拔荷载和界面剪应力的影响,并对锚固体系的破坏模式以及应力分布规律进行了分析. 研究结果表明:混合土中BFRP锚杆破坏模式均为沿灌浆体与土体界面的剪切破坏,BFRP锚杆与钢筋锚杆的抗拔承载性能基本一致,实际工程可以使用BFRP锚杆直接替代钢筋锚杆;BFRP锚杆拉拔荷载位移曲线呈三阶段形式,弹性临界荷载为极限荷载的20% ~ 28%,试验条件下锚杆的极限承载力与锚固长度、灌浆体直径成正比关系;灌浆体环向裂缝使锚杆的轴向应力沿杆体呈单峰形式分布,同时使锚固段前部的应力集中程度降低;混合土中灌浆体直径越大则界面强度越低,直径从90 mm增大为110 mm,界面强度降低约8%.      

冷铸锚头性能光纤监测

为监测冷铸锚头性能, 分析了其结构受力特点, 建立了锚头内钢丝与改性环氧填料微元体静载平衡模型, 分析了钢丝与环氧填料间黏接应力对钢丝应力分布特性的影响, 将锚头的失效表征为黏接应力的奇异变化, 提出了通过测量钢丝轴向多点应力分布实现对锚头性能状态无损监测的新方法; 针对LMLPES-7-211型锚头, 利用有限元方法分析了锚头内钢丝的轴向应力分布特性; 根据冷铸锚头内非均匀应变特性与恶劣环境要求, 提出了毛细管封装的应变均化拉丝塔光栅(DTG)测量方案, 开发了冷铸锚头植入式专用分布式应变传感器; 进行了缆索锚头性能状态监测模拟试验, 分别将2个分布式DTG应变传感器植入锚头1(性能正常)与锚头2(性能异常)内, 对锚头标准受力状态下钢丝分布式应变进行监测。分析结果表明: 锚头1、2内钢丝分布式应变呈现较大的差异性, 锚头1内应变衰减趋势较为平滑, 与有限元仿真结果比较误差小于5%, 锚头2应变衰减趋势平滑性不足, 且与有限元结果比较最大误差超过40%;性能衰退会导致近锚固始端区段的黏接应力大幅下降, 最大达到-2.55 MPa, 靠近分丝底板锚固区段的黏接应力大幅增加, 增加量达到3.25倍。通过设置黏接应力合理偏离阈值, 就可实现对锚头结构性能状态的在线监测与预警。      

半刚性基层表面裂缝影响因素

为了减缓半刚性基层表面收缩裂缝,应用有限元软件ABAQUS,通过建立8结点等参单元有限元模型,对影响半刚性基层表面裂缝产生的各因素进行了力学分析。计算结果表明：材料的温缩系数越大,对降温的敏感性就越强;材料的干缩系数越大,对失水率的敏感性就越强;基层表面裂缝尖端的应力强度因子与基层温缩系数、干缩系数和基层弹性模量呈线性增长关系。故在基层的设计和施工中,应减小混合料的温缩系数及干缩系数;在强度达到要求的情况下,结合料含量取低限;基层铺筑7d内应避免重车碾压,需加强洒水养生和保温、保湿等措施。     

石窟地震反应分析

利用大型通用ADINA有限元分析软件进行动力分析,研究石窟在地震作用下的稳定性问题.通过瞬态分析,指出了石窟结构在地震荷载作用下的薄弱部位,并且给出在易被破坏位置上的节点的位移时程和易被破坏位置上的单元的主拉、主压应力时程曲线.计算结果表明地震作用下薄弱部位多数发生在石窟的脚点附近,在有裂隙的部位打入锚杆对石窟整体结构的安全性是有益处的.