预应力钢绞线张拉力智能测试技术研究

为便于准确地得到混凝土结构中预应力钢绞线的有效预应力,对预应力钢绞线张拉力智能测试技术进行研究。基于预应力钢绞线锚固系统的振动特性,以等效质量为原理,将锚具、锚垫片和附近区域混凝土看成整体(称为振动系统),对张拉力、等效质量、振动系统的弹簧系数三者进行分析,通过测试锚固系统的加速度、自振频率和敲锤加速度,建立这3个参数的关系,进而推算出有效预应力,并对陕西某刚构桥预应力钢绞线张拉力进行了测试。结果表明:智能测试结果与压力传感器、钢绞线伸长量换算和油泵测试结果吻合,且与压力传感器测试结果最大误差仅为5%,比伸长量换算结果离散性小。该技术可用于预应力钢绞线张拉力测试。     

预应力混凝土连续钢绞线张拉力施工控制计算分析

对预应力混凝土连续梁桥来说,预应力的施工控制是桥梁质量控制的关键环节,如何准确地控制锚下张拉力对桥梁施工质量控制有非常重要的意义。预应力混凝土连续梁桥的孔道摩阻系数、孔道偏差系数、钢绞线回缩量等参数的理论值与实测值存在较大偏差,如果在张拉施工时仍按设计值张拉钢绞线,可能造成预应力储备不足或超张拉等情况发生。对预应力混凝土连续钢绞线张拉力的施工控制进行了计算分析,研究了调整锚下张拉控制应力的计算理论。结果表明,孔道摩阻系数、孔道偏差系数、钢绞线回缩量等参数对预应力控制影响较大,预应力钢绞线张拉前应通过试验获得预应力张拉所需的各项控制参数,并通过计算分析得出钢绞线张拉所需锚下张拉控制应力。研究成果可为同类桥梁预应力钢绞线张拉施工提供借鉴。     

预应力张拉伸长值、锚塞回缩量施工量测方法探讨

钢绞线预应力混凝土在桥梁工程中已普遍使用。作为质量双控指标的钢绞线张拉伸长值及锚固张拉力的计算,相应规范均已有明确规定,但对预应力张拉伸长值在实际施工中的量测,各家做法存在较大差异,文中结合工程实例就此问题进行探讨,并对其量测方法加以介绍。     

反拉法检测预应力钢绞线工作应力的模型试验研究

为了研究预应力钢绞线的锚下有效张拉力,基于模型试验,采用反拉法进行张拉力检测技术研究,阐明了反拉法检测预应力钢绞线工作应力的作用机理;通过2种方法获得预应力钢绞线工作应力,分别为张拉荷载-伸长量曲线中拐点和锚具与锚垫板脱开时刻的张拉力;进一步对张拉荷载-位移曲线转折区段的上、下限取平均值,进而获得预应力钢绞线工作应力。研究结果表明,当工作荷载约为极限荷载的75%时,检测误差在5%之内,满足工程检测要求。     

基于拉脱法的体外预应力筋张拉力测试

体外预应力钢绞线锚下预应力对于钢-砼组合梁桥的结构性能起到至关重要的作用。文中阐述了拉脱法测试体外预应力的原理和测试过程,结合实际工程预应力测试,通过分析张拉力-伸长量变化曲线得到预应力筋锚下张拉力,结果表明该桥体外预应力筋张拉力中存在锚下预应力超出规范值的问题。     

PC梁截面温度梯度对钢绞线预应力影响规律研究

该文以北京轨道交通燕房线01标高架区间30 m预应力混凝土简支箱梁施工为背景,开展锚下预应力、梁体温度的同步测试。基于梁截面不同高度温度实测数据,提出温度梯度分布模型,对温度梯度影响下钢绞线预应力变化展开研究:建立考虑截面温度梯度影响的数值模型,对梁体内的钢绞线预应力值变化量进行分析;将现场试验实测值及数值模型计算结果进行对比。研究结果表明:梁体截面竖向温度分布变化明显,顶板位置温度变化量最大,腹板上层与顶板交界位置受翼缘遮荫作用影响,温度变化不明显。在腹板下层及底板仍能受到部分阳光照射,使得该位置处的温度变化较腹板上层相对明显。考虑大气整体升温和正温度梯度的数值有限元模型能够有效预测温度对锚下有效预应力的影响。大气升温和正温度梯度综合作用下,锚下有效预应力有增大趋势,该文测试和数值模拟的最大值达到4 kN左右。综合考虑预应力的张拉时间,建议选择夜晚温度较低时进行预应力张拉施工,对今后预应力混凝土简支箱梁施工具有一定借鉴作用。     

锚圈口摩阻损失的测试

在部分预应力混凝土钢绞线张拉施工中,钢绞线总张拉力为控制张拉力与千斤顶内摩阻力、钢束与锚具的摩阻力之和.介绍钢束与锚具摩阻力的测试方法,得出锚圈口摩阻力大小与钢绞线直径、千斤顶限位板槽深有关的结论.     

锚圈口摩阻损失的测试

在部分预应力混凝土钢绞线张拉施工中，钢绞线总张拉力为控制张拉力与千斤顶内摩阻力、钢束与锚具的摩阻力之和。介绍钢束与锚具摩阻力的测试方法，得出锚圈口摩阻力大小与钢绞线直径、千斤顶限位板槽深有关的结论。     

考虑截面竖向温差影响下钢绞线锚下预应力变化研究

为研究梁体截面竖向温度分布对钢绞线锚下预应力变化的影响,对施工期25m预制箱梁开展温度和锚下预应力实时监测。对实测数据开展统计分析,研究了考虑竖向温差影响下预应力变化规律。结果表明,太阳照射方向对梁体混凝土竖向温度分布具有显著影响,向光侧混凝土竖向温度差值离散性大,背光侧沿截面高度方向温度分布较为均匀;温差和锚下预应力呈现典型的负相关特征;选取梁顶、底温差作为影响因素,得到考虑梁顶、底温差影响下的预应力变化率计算公式,规范中梁顶、底设计温差对钢绞线锚下预应力变化达到-3.51%。     

锚下有效预应力检测技术在预制梁中的应用研究

复张法检测有效预应力技术是对预应力构件体外的钢绞线进行二次张拉,得到张拉力-拉伸量曲线,并利用拐点准则确定曲线第二次线性变化的起点为有效预应力点,对应张拉力值为有效预应力值。本文利用室内精度测试和现场试验手段来研究基于复张法的锚下有效预应力检测技术在预制梁构件中的应用情况;通过理论和试验研究,确定复张法检测技术具有精度高、检测结果可靠、适用性好、现场实施便捷等优点,能够满足现行有效预应力检测相关规范的要求的。     

预应力混凝土空心板梁火灾损伤特性研究

为探究火灾对预应力混凝土空心板梁受力性能的影响机理,制作10片跨径13 m的预应力混凝土空心板梁进行火灾模拟试验和火灾后的静力加载试验,分析火灾过程中及火灾后的试件状态、梁体内部温度及火灾后的剩余承载能力。结果表明:火灾初期梁体受火面混凝土会随机性爆裂,爆裂削减了钢绞线的混凝土保护层厚度,导致钢绞线火灾中温度显著升高;随着火灾时间增长,梁体腹板中部出现竖向裂缝,梁体逐渐下挠,内部温度逐渐升高,但高温影响区主要集中在距受火面10 cm以内。火灾后梁体剩余承载能力跟火灾持续时间有一定的关联性,但关键取决于火灾中钢绞线经历的最高温度;钢绞线的混凝土保护层爆裂越严重,保护层厚度越薄,钢绞线经历的温度越高,火灾后梁体承载能力损失越严重。     

预应力钢绞线伸长量的准确计算与量测方法

预应力钢绞线伸长量偏差作为校核预应力施加是否达到设计控制张拉力的一个重要指标,其理论伸长量的准确计算与实际伸长量准确量测、计算是保证伸长量偏差的准确性的根本。对预应力钢绞线理论伸长量的准确计算方法,实际伸长量量测、计算方法作较系统的介绍,可供从事工程技术人员参考。     

近场爆炸时预应力混凝土梁体抗爆分析（双语出版）

为了研究预应力混凝土梁在爆炸荷载下的动力响应、破坏模式以及不同预应力条件对结构抗爆性能的影响，结合流固耦合理论，采用LS-DYNA有限元软件建立预应力混凝土梁实体模型，开展不同炸药条件，不同预应力度和不同爆心位置条件下的预应力混凝土梁体结构抗爆分析。结果表明：①混凝土梁体的破坏模式随炸药当量的增加而变化，小当量炸药条件下，混凝土梁体表现为传统的受弯构件，随着炸药当量增加，梁体迎爆面出现压溃破坏，继续增大炸药当量，梁体迎爆面压溃引起的混凝土剥离面积和深度增大，导致截面抗压能力减弱，梁体由适筋设计的塑性破坏转为脆断；②当中等炸药当量在梁上方爆炸时，按抗弯要求设置的预应力效应能提高抗爆能力10%左右，反之，当其在梁体下方爆炸时，由于预应力效应的不利叠加会导致梁体抗爆能力明显下降；③对于同等炸药当量条件下沿梁跨径方向不同位置的爆炸，跨中爆炸时梁体受力最为不利，爆点位于支座处梁体上方时，由于支座的边界约束作用，梁体动力响应和损伤较小；④同等炸药当量条件下，爆心相对梁体上下位置的改变将引起预应力混凝土梁体破坏模式的改变；⑤灌浆对预应力混凝土梁体的抗爆性能影响不明显，有黏结预应力和无黏结预应力混凝土梁体在不同爆炸荷载作用下表现出相似的动力特性和力筋应力增量变化规律。     

折线先张梁桥结构行为研究Ⅰ:设计和施工

为了缓解城市交通压力,在既有公路线路的基础上,设计建造了以折线先张梁、大悬臂盖梁和中央墩为主体的桥梁结构。介绍了该桥梁结构的施工工艺,并针对其关键技术展开试验,研究了梁体适用的养护方式、梁端混凝土对钢绞线的锚固性能以及梁体的锚固预应力损失。结果表明,养护剂养护更有利于提高施工效率;梁端混凝土对钢绞线的锚固性能良好;梁体的锚固预应力损失与端部区域的反摩阻有关。     

锚下有效预应力检测仪器研发及工程应用

为了有效应用拉脱法测试技术测试预应力钢绞线锚下有效预应力,该文首先介绍了拉脱法的测试原理,研发了拉脱法的测试设备。测试设备由高频数据采集卡、油压传感器、高精度位移计及电动油泵组成。基于图形化软件平台LabVIEW,采用图形化设计语言G语言编制了测试程序,给出程序源代码。基于研究的软件和测试硬件,集成了拉脱法锚下有效预应力测试仪器(LTF 1.0)。基于测试仪器,开展了工程推广应用。研究结果表明:研究的测试仪器能够通过张拉力-延伸量曲线,有效地识别锚下有效预应力的大小;测试仪器(LTF1.0)具有精度高、安全性好及操作简便等优点;通过现场工程应用,现场检测的预应力钢绞线锚下有效张拉力合格率从54.4%提升至94.7%,同束离散度从10.2%降至1.7%。     

近场爆炸时预应力混凝土梁体抗爆分析

为了研究预应力混凝土梁在爆炸荷载下的动力响应、破坏模式以及不同预应力条件对结构抗爆性能的影响,结合流固耦合理论,采用LS-DYNA有限元软件建立预应力混凝土梁实体模型,开展不同炸药条件,不同预应力度和不同爆心位置条件下的预应力混凝土梁体结构抗爆分析。结果表明:①混凝土梁体的破坏模式随炸药当量的增加而变化,小当量炸药条件下,混凝土梁体表现为传统的受弯构件,随着炸药当量增加,梁体迎爆面出现压溃破坏,继续增大炸药当量,梁体迎爆面压溃引起的混凝土剥离面积和深度增大,导致截面抗压能力减弱,梁体由适筋设计的塑性破坏转为脆断;②当中等炸药当量在梁上方爆炸时,按抗弯要求设置的预应力效应能提高抗爆能力10%左右,反之,当其在梁体下方爆炸时,由于预应力效应的不利叠加会导致梁体抗爆能力明显下降;③对于同等炸药当量条件下沿梁跨径方向不同位置的爆炸,跨中爆炸时梁体受力最为不利,爆点位于支座处梁体上方时,由于支座的边界约束作用,梁体动力响应和损伤较小;④同等炸药当量条件下,爆心相对梁体上下位置的改变将引起预应力混凝土梁体破坏模式的改变;⑤灌浆对预应力混凝土梁体的抗爆性能影响不明显,有黏结预应力和无黏结预应力混凝土梁体在不同爆炸荷载作用下表现出相似的动力特性和力筋应力增量变化规律。     

预应力混凝土梁开裂后抗弯刚度试验研究

为研究预应力混凝土桥梁的梁体开裂后抗弯刚度变化规律,通过6片1∶5模型试验梁的开裂试验,系统分析了有粘结和无粘结预应力混凝土试验梁在单调加载和重复加载方式下的跨中挠度及抗弯刚度变化规律.试验结果表明,梁体抗弯刚度变化与加载方式有关,重复加载条件下梁体极限承载力明显小于一次单调加载情况.在将试验数据与现行规范对比研究的基础上,指出现行规范规定对预应力混凝土梁开裂后的抗弯刚度下降规律考虑不足,无法满足在役桥梁的技术状态评估需求,并通过引入跨中弯矩修正系数的方法提出了具体的抗弯刚度修正公式.     

PC梁桥结构的钢绞线张拉问题及补救措施分析

以一座预应力混凝土斜梁桥和一座预应力混凝土弯梁桥的钢绞线张拉施工问题为例,针对张拉过程中出现的锚具回缩有效预应力损失、伸长量偏小力筋超张拉的问题,采用有限元数软件建立两座大桥的分析模型,详细考虑钢绞线现场施工状态,分析张拉施工问题对梁体结构的影响。分析表明:预应力混凝土斜梁施工过程中预应力筋伸长量小的问题可通过增大锚下控制应力改善,且对该现浇箱梁桥影响很小,结构在施工期间和设计规范确定的正常运营状态下是安全的,由于超张拉使用阶段预应力束的拉应力超过0.65fpk,但后续个别预应力束张拉控制应力按照不大于0.80fpk继续施工可行;预应力混凝土弯梁桥顶板4根负弯矩束的回缩对桥梁结构的正常使用极限状态有影响,造成斜截面抗裂验算超限,钢束的回缩使得这部分预应力筋的有效预应力减小甚至失效,造成该部位箱梁顶面最大主拉应力超过规范限值,可采取增加负弯矩区的有效预应力方式补救。     

现浇连续箱梁施工技术应用探讨

结合高速公路现浇连续箱梁工程的施工实践,重点对现浇箱梁施工流程和关键施工技术进行了分析,并针对满堂架搭设,模板安装,钢筋、钢绞线安装,混凝土浇筑、振捣,预应力张拉及孔道注浆等方面进行了探讨。     

基于等效质量法的梁板有效预应力值测试研究

为了简便准确地检测预应力桥梁的有效预应力,在传统以激振频率为判定基准的测试方法上加以改进,提出"等效质量法"检测有效预应力的方法。将锚具与锚垫板、锚垫板后的孔道及混凝土梁体的接触面考虑成一个弹簧支撑体系,建立张拉力、等效质量、振动系统弹簧系数等参数的函数,在不同预应力值作用下测试其结构振动频率和加速度,回归出等效质量法检测桥梁有效预应力的函数表达式,并通过实际工程进行回归公式验证。结果表明:该检测方法测得的有效预应力值准确度与预应力张拉程度有关,满张状态下测试计算值稳定,相对误差4.85%,最小误差2.95%,可用于有效预应力张拉值的快速检测和评估。