混凝土结构中预应力筋摩擦损失与反摩擦损失简化计算

由于计算摩擦损失须确定从张拉端到所考察截面预应力筋各相邻特征点(如张拉端、反弯点、计算截面等)的切线夹角之和,同时由于预应力筋不同区段摩擦损失曲线的斜率不同,使得预应力筋摩擦损失计算较为繁复。由于目前反摩擦损失计算的规范方法假定预应力筋各区段的反摩擦损失曲线斜率与正摩擦损失曲线斜率数值相等、方向相反,致使预应力筋反摩擦影响区长度lf及反摩擦损失的计算同样也十分繁复。针对这一突出问题,在对现行规范方法进行简要回顾之后,基于预应力筋摩擦损失的线性计算公式,提出了将预应力筋在张拉端至锚固端全长范围内的摩擦损失曲线与反摩擦损失曲线均分别统一取为单一斜率直线,且仍沿用正反摩擦损失曲线斜率大小相等、方向相反假定的简化计算方法(法Ⅰ);在对应用法I计算远离张拉端控制截面预应力筋摩擦损失量值偏大这一现象进行分析之后,提出对法I的修正方法(法Ⅱ);最后给出了将张拉端至锚固端预应力筋摩擦损失的指数曲线用连接二点的直线去替代,且仍沿用正反摩擦损失曲线的斜率大小相等、方向相反假定的简化计算方法(法Ⅲ)。介绍了三种简化方法的计算分析结果,并附算例。     

国外关于预应力筋锚固长度的研究综述

准确确定预应力筋的锚固长度对于计算预应力构件的抗弯和抗剪承载力意义重大。对国外有关预应力筋锚固长度的研究作一文献综述,结合美国既有规范ACI318和AASHTO以及其它研究成果汇总了锚固长度的计算公式,探讨了预应力筋直径、混凝土强度等对锚固长度的影响。     

现行铁路桥规中预应力钢筋锚固损失计算方法的改进

在推导现行铁路桥梁设计规范中预应力钢筋有效预应力计算公式的基础上,分析现行铁路桥梁设计规范中预应力钢筋反向摩阻计算公式与摩阻损失计算公式间的不协调和应用时的缺点,给出预应力钢筋锚固损失的实用简化计算公式。从预应力钢筋微段的平衡条件出发,考虑预应力钢筋的变形协调及应力连续条件,建立预应力钢筋锚固损失的精确计算公式,揭示预应力钢筋张拉时摩阻作用与锚固时反摩阻作用的差异,对完善现行铁路桥梁设计规范中的反向摩阻计算方法提出改进建议。研究结果表明:反摩阻作用小于摩阻作用;为了提高计算精度,可将按现行铁路桥梁设计规范计算的锚固损失结果乘以小于1的修正系数,并考虑预应力钢筋实际线型的影响。     

新型体外预应力体系预应力瞬时损失试验研究

为满足朔黄铁路T梁提载要求,针对桥梁的特点和构造,采用新型体外预应力体系对其进行强化加固。该体系的锚具、预应力束和转向器均与普通体外预应力不同,预应力损失不能直接按现行规范进行计算。通过24 m足尺梁张拉试验,利用IMC数据采集系统动态记录体外预应力筋在张拉过程中有效应力的整个变化过程,简捷准确地获取了新型体外预应力体系锚固损失、摩擦损失的试验数据。研究结果表明：体外预应力锚固损失为0．98％σcon,摩擦损失为1．6％σcon,摩擦因数μ为0．063。试验结果为该新型预应力体系的设计和施工提供了有效计算依据,也为今后改善体外预应力结构体系提供了参考。     

无粘结CFRP筋部分预应力混凝土简支梁试验与分析

用CFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer）筋替代高强钢筋作预应力筋，用普通钢筋作非预应力筋，可避免因预应力筋锈蚀而引起的结构物承载力下降和耐久性降低。为解决CFRP筋锚固问题，在XM夹片锚具与CFRP筋间设置2个一定长度的半圆钢管，通过填充于2个半圆钢管与CFRP筋间的环氧树脂，将张拉及锚固时锚具的夹持力较均匀地分布给夹持区的CFRP筋。根据综合配筋指标的不同，设计和完成了4根以CFRP筋作无粘结预应力筋、普通Ⅱ级钢筋作非预应力筋的无粘结部分预应力混凝土简支梁试验。试验表明：试验梁的平均裂缝间距仅与非预应力筋直径、有效配筋率及混凝土保护层厚度有关，与无粘结CFRP筋的配置无关。使用阶段按应力增量类比，将无粘结CFRP筋等效为有粘结非预应力筋的换算系数，取为0．35；裂缝分布不均匀系数为1．31；给出计算结果与试验结果吻合良好的裂缝宽度及刚度计算公式；获得了这类梁中无粘结CFRP筋极限应力增量随综合配筋指标增大而线性减小的变化规律，进而基于力的平衡提出了这类梁正截面承载力计算公式。     

边坡锚固工程质量问题及其影响

研究目的:通过边坡锚固工程质量的检查与检测分析,研究总结边坡锚固工程主要存在的质量问题及其对边坡锚固工程的影响,为边坡锚固工程结构工作状态和既有锚固工程边坡稳定性评价提供依据.研究结论:边坡锚固工程为隐蔽工程,主要存在锚头、锚筋、外锚结构物和防腐方面的质量问题及预应力损失的问题.其中锚头、锚筋、外锚结构物的问题基本为施工质量问题;防腐问题既有施工质量问题,也有设计考虑不周所造成的问题,但因施工质量不佳或偷工减料而造成的防腐问题占绝大多数;预应力损失问题既有锚固体本身和张拉系统产生的正常损失,也有因施工质量而造成的非正常损失.以上问题中,既有人为因素造成的,也有技术原因造成的.锚头、锚筋、外锚结构物和防腐方面的质量问题对边坡锚固工程构成直接影响,而预应力损失对边坡锚固工程的影响应视具体情况而定.     

预应力筋"压花锚"施工技术

宁启铁路泰州火车站主站房功能厅现浇钢筋混凝土框架梁采用了后张法预应力筋“压花锚”技术，克服了空间对预应力筋锚固的限制，满足了功能性房屋对大空间和大跨度的要求，本文介绍后张法预应力筋“压花锚”的施工技术。     

对用名义拉应力控制预应力混凝土受弯构件裂缝宽度方法的2点改进

在名义拉应力裂缝宽度控制方法中,分别引入预应力度λ的影响和预应力筋第2工作阶段对裂缝宽度控制的有利影响,分别推导了考虑预应力度影响的预应力筋用量计算公式和考虑预应力筋第2阶段有利影响的预应力筋用量计算公式。对某工程实例进行计算分析,结果表明,使用名义拉应力控制裂缝方法计算预应力筋用量时考虑预应力度λ的影响,可以使预应力混凝土结构的设计更加经济、合理。对简支梁的试算分析结果表明,用2种名义拉应力控制裂缝方法算得的预应力筋用量均比用规范方法计算所得的大,而考虑Ap第2阶段贡献后,计算结果与用规范方法计算所得结果接近。     

中强度预应力HR钢棒在混凝土中的锚固试验及可靠度分析

针对中强度预应力HR钢棒在混凝土中的黏结锚固性能,通过68个锚固构件的拉拔试验,系统研究了混凝土强度、锚固长度、相对保护层厚度、劈裂面配箍率等因素对黏结锚固性能的影响,通过回归分析得出中强度预应力HR钢棒在混凝土中的极限黏结强度计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.基于黏结锚固试验,采用一次二阶矩理论的中心点法进行了锚固极限状态的可靠度分析,提出满足可靠度要求的中强度预应力HR钢棒锚固长度的计算公式.     

保证箱梁桥竖向预应力筋有效预应力的探讨

研究目的:通过理论分析、试验、实践,研究混凝土箱梁腹板内竖向预应力筋预应力损失大、作用效果差的成因,提出对策与措施,以保证竖向预应力作用效果,避免腹板出现主拉应力裂纹。研究结论:设计中,对竖向筋控制应力与屈服强度的比值进行控制;计算由锚具变形和缝隙压缩等引起的预应力损失时,取1.65 mm的回缩值;增加由锚垫板安装误差引起的预应力损失,并取3.3 mm的回缩值;考虑混凝土和水泥浆水化热引起的预应力损失,施工中重视施工工艺的改进和完善;控制锚垫板安装倾角误差,做到"两平一直",控制锚垫板与螺帽的夹角在1°以内;使用扭矩扳手拧紧螺帽,对32和25竖向筋的锚固扭矩分别取1 200 N.m和600 N.m;采取二次张拉和超张拉工艺;前段梁与后段梁连接处的4组竖向筋与后段梁的竖向筋同步张拉。