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.     

PC连续梁应力水平与长期变形特性

预应力混凝土梁的长期变形与应力状态密切相关。研究表明,梁体应力水平越高,其跨中长期变形与现行规范计算值间的差异越大。针对影响预应力混凝土梁桥长期性能的各主要因素,包括混凝土的收缩、徐变及预应力损失等,进行试验研究,对现行规范关于预应力混凝土梁长期性能计算的方式进行验证,并采用徐变系数?(t,t_0)的修正系数λ对其加以适当的修正。通过对比分析,发现考虑修正系数后的理论计算数据与实测数据能较好地吻合,可以更准确地预测预应力混凝土梁桥的长期变形和长期应力,进而为大跨度预应力混凝土桥梁的设计、施工及运营期间的安全提供参考依据。     

先简支后连续混凝土桥梁徐变影响的参数分析

以湖南岳阳华容县注滋口大桥为例对先简支后连续桥梁结构在施工及运营各阶段混凝土徐变对结构受力变形的影响进行了较详细的分析。分析了持荷时间、混凝土龄期、后期预应力筋长度、加载龄期等参数对徐变的影响，并根据分析结果对该类型桥梁的设计提出了相应的改进方案。     

先简支后连续混凝土桥梁徐变影响的参数分析

以岳阳华容县注滋口大桥为例，对先简支后连续桥梁结构在施工及运营各阶段混凝土徐变对结构受力变形的影响进行了较详细的分析。分析了持荷时间、混凝土龄期、后期预应力筋长度、加载龄期等参数的影响，并根据分析结果对该类型桥梁的设计提出了相应的改进方案。     

预应力混凝土梁徐变性能试验

通过对6根1:5模型梁的800 d长期试验,对预应力混凝土梁的徐变性能进行了系统的研究,重点考察了混凝土种类、预应力筋张拉方式以及截面上、下缘应力差等因素对梁徐变变形、徐变应变、截面曲率、预应力筋应变和钢筋应力等的影响;基于龄期调整有效模量法,编制了步进法时随有限元分析程序,并应用该程序对试验进行了全过程模拟分析;提出了综合考虑混凝土种类、预应力筋张拉方式以及截面应力差等多因素影响的预应力混凝土梁徐变变形设计建议计算公式.结果表明:有限元分析结果及该设计建议公式计算结果均与试验值吻合较好,且设计建议公式计算结果更为吻合.     

预应力混凝土梁徐变及其可靠性影响分析

徐变对混凝土结构有着重要的影响,尤其对于预应力结构,混凝土处于较高应力作用下徐变效应更为明显。本文对持续荷载作用下的预应力混凝土梁变形和预应力损失进行了试验,并基于混凝土徐变的B3模型和按龄期调整有效模量法,进行了梁变形和预应力损失的数值模拟计算,计算结果与试验数据对比表明该模型对预应力混凝土梁的徐变计算适用。通过对徐变数据库统计分析,给出混凝土徐变参数的变异系数,并在此基础上计算了徐变对预应力混凝土梁的可靠度影响。结果表明梁体挠度的可信区间的范围前期较后期小,梁体的变形在后期取值范围比较大,从而增加了梁失效的可能性。     

预应力型钢混凝土构件收缩徐变试验

为探讨预应力型钢混凝土(PSRC)构件的高含钢率对混凝土收缩徐变引起的预应力损失的影响,以预应力筋张拉力作为长期荷载对3组试件在室内自然环境下进行了收缩徐变试验,试件分别由PSRC组、普通型钢混凝土(PRC)对比组和预应力素混凝土(PC)对比组构成,共计9个;分析了试件的实测收缩徐变规律、含钢率的影响以及应力重分布.结果表明:PSRC的收缩徐变规律与其他混凝土类似,其收缩徐变在前6个月中已大部分完成;试件的含钢率越高,其收缩徐变变形越小,相应预应力钢筋的预应力损失亦越小,而由于应力重分布缘故,混凝土的预应力损失则越大,对此应予以高度重视.     

苏通大桥连续刚构桥主梁混凝土徐变试验研究

为获得苏通大桥连续刚构桥主梁所用C60高强高性能混凝土的徐变规律,在自然环境条件下开展了不同加载龄期配筋混凝土的徐变试验。对短期徐变试验数据分析得出,5 d和7 d加载龄期的徐变发展较快,当条件许可时,建议推迟实桥节段张拉龄期,以减小早期徐变,从而减小预应力损失。长期试验结果表明,配筋高强高性能混凝土的徐变小于现行桥梁规范公式计算值,徐变发展进程也与现行桥梁规范不同。根据大量的试验结果,采用非线性回归方法对现行桥梁规范徐变计算公式进行了修正,得出实桥所用混凝土的徐变预测公式。利用该公式对分批加载的试验试件进行了计算,计算结果与试验结果符合较好。徐变试验结果和修正的徐变预测公式可为实桥的设计和施工提供参考。     

基于有限元的预应力混凝土桥梁徐变效应研究

选择贵州省响水河大峡谷的特大型梁桥为实例研究对象,运用MIDAS/Civil有限元分析软件中的桥梁博士,分析计算了混凝土收缩徐变效应对大跨径预应力混凝土连续刚构桥的影响作用.研究结果表明:大跨径预应力混凝土连续刚构桥上部结构挠度在成桥运营阶段受混凝土收缩徐变效应的影响最大,且随着混凝土龄期的增长,混凝土收缩徐变效应不断提高,但增长速率随龄期增长而呈现下降趋势;悬臂梁根部截面顶板应力相较于截面底板应力更容易受到混凝土收缩徐变的影响作用,且这种收缩徐变往往在桥梁悬臂梁根部截面结构出现一个极大挠度值,导致桥梁结构出现变形,因此,实际工程设计施工中应充分考虑到混凝土收缩徐变对结构变形所带来的影响。     

随机变温作用下徐变对预应力混凝土梁桥结构行为的影响

结合在自然环境条件下开展徐变试验和既有研究成果,对现有可考虑温度影响的徐变模型包括Fahmi提出的基于时间-温度等效原理的徐变模型、CEB-FIP(1990)模型、BP模型、B3模型和组合徐变模型进行比选,并将比选出的组合徐变模型应用于预应力混凝土梁桥的徐变效应分析中。假定徐变符合弹性徐变理论,基于初应变法解决了应用组合徐变模型进行桥梁结构徐变效应分析的问题。通过将基于组合徐变模型和依据我国公路04桥规分析得到的桥梁结构变形、应力和预应力损失结果进行比较,探究忽略实际变温对徐变影响可能导致的桥梁结构行为估算偏差。研究结果表明:考虑实际环境变温影响的徐变系数预测值与试验值更为贴近,现行徐变模型因未计入环境变温影响,可能低估了冬季和春季浇注混凝土的徐变,高估了夏季和秋季浇注混凝土的徐变;在考虑自然环境温度影响的徐变作用下,梁体下挠度可较规范值大约15.5 mm,截面应力与规范值的最大相对偏差约为10%,预应力损失可较规范值大约40%以上。随机变温作用下混凝土徐变,加剧了桥梁梁体持续下挠、混凝土开裂和预应力损失等问题。因此,在桥梁结构设计中推荐采用组合徐变模型计入实际环境变温对结构混凝土徐变行为的影响,从而为预应力束的合理布置与张拉控制、梁体预拱度的准确设置等方面提供参考。