半黏结斜向预应力桥面铺装设计与施工技术

介绍半黏结斜向预应力混凝土技术在桥面铺装中的设计和应用情况,主要从施工准备、支模、钢筋及预应力钢绞线下料、钢筋布设、混凝土施工、拆模养护、预应力钢绞线张拉等方面进行了全面总结。以国家高速公路银百线陕西境湫坡头(陕甘界)～旬邑高速公路项目为依托,针对预制箱梁混凝土桥面铺装,采用半黏结斜向预应力设计施工技术,提高了桥面铺装层的耐久性,以期为其他同类工程提供参考和借鉴。     

固化期间缓黏结预应力梁力学性能试验

为了探明固化期间缓黏结预应力混凝土梁的力学性能,制作了4根缓黏结预应力混凝土梁,每根梁直线布置3根缓黏结预应力钢筋,进行试验梁的抗弯承载力测试。通过邵氏硬度计测得试验梁缓黏结剂的硬度,用以反映缓凝材料在加载试验时的固化性质;然后把试验梁分4批进行三分点两点同步单调静力加载试验;最后通过监测梁挠度、关键截面混凝土的应变变化、预应力钢筋张拉端和锚固端的压力变化、裂缝分布等指标,明确缓黏结预应力钢筋与混凝土之间的传力机理以及混凝土梁的抗弯承载能力。结果表明:缓黏结剂的固化度对预应力混凝土梁的开裂荷载影响较小,对最大承载力影响较大,利用现有的预应力混凝土计算理论计算得到的开裂荷载与试验结果吻合较好,但最大承载力的理论计算结果相对保守;随着缓黏结剂逐渐固化,预应力混凝土梁的极限承载力随之增加,当缓黏结剂的邵氏硬度(D型)达到80时,缓黏结预应力钢筋与混凝土具有良好的共同工作状态,梁纯弯段部分的裂缝开展均匀,数量较多,其承载力及延性也最大。     

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。     

BFRPC与预应力钢绞线黏结-滑移本构模型

预应力钢绞线与玄武岩纤维活性粉末混凝土BFRPC(Basalt Fiber Reactive Powder Concrete)之间的黏结性能，对预应力BFRPC桥梁结构的抗弯承载力、裂缝控制、刚度等性能具有显著影响。为了明晰预应力钢绞线与BFRPC之间的黏结-滑移失效过程，通过中心拉拔试验研究了钢绞线直径和黏结长度对预应力钢绞线与BFRPC之间黏结性能的影响。深入探讨了黏结应力-滑移曲线特征、黏结强度及影响因素；建立了BFRPC与预应力钢绞线的分段式双线型线性黏结应力-滑移本构关系模型；综合考虑钢绞线螺旋缠绕特征与旋转滑移失效模式，修正了预应力钢绞线与BFRPC的极限黏结强度计算模型。研究结果表明：对于相同直径的预应力钢绞线，黏结长度每增加100 mm,初始黏结应力下降15%～18%,极限黏结应力下降20%～23%;泊松效应会削弱混凝土和钢绞线之间的握裹力，使得黏结强度与钢绞线直径成反比；钢绞线与BFRPC的黏结-滑移本构关系模型可有效区分拉拔损伤的线性段和滑移段；建立的极限黏结强度修正模型精度良好，误差控制在理论计算控制线两侧±8%以内。     

后张法预应力钢绞线张拉和锚固过程分析

对后张法预应力钢绞线张拉和锚固过程中锚圈口摩阻损失、孔道摩阻损失以及锚固时锚塞回缩引起的预应力损失进行了测试,还对张拉控制应力、预应力筋理论伸长值的计算及具体量测等有关问题进行了探究,可为同类钢绞线预应力张拉施工提供可靠的参考。     

钢绞线弯折摩擦损失和弯折抗拉强度的试验研究

折线先张预应力梁是采用先张法张拉折线形钢绞线的一种新型预应力混凝土梁,已开始在桥梁工程中应用。通过预应力钢绞线在弯起器处的弯折摩擦损失和弯折抗拉强度试验,分析了影响钢绞线弯折摩擦损失和弯折抗拉强度的主要因素,提出了相应的计算公式,为折线先张法预应力混凝土梁的工程应用提供了依据。     

基于锚下预应力检测结果的张拉施工质量控制

预应力在工程建设中被广泛应用,对其施工质量的控制十分重要。公路桥梁的预应力通常采用后张法进行施工,其张拉质量主要受控于钢绞线所受力值大小及不同钢绞线间力值差异。结合开展锚下有效预应力检测工作的情况,对预应力张拉施工的常见问题、注意事项等进行归纳整理;通过进行检测前后预应力张拉的质量情况,介绍检测工作在张拉质量控制中的应用效果。     

预应力锚索差异分步张拉法钢绞线实测伸长量误差分析

多单元预应力锚索在张拉过程中,正式张拉前应进行预张拉。预张拉完成对钢绞线进行锁定,钢绞线锁定时由于预应力损失,会引起实测伸长量误差。该文就该误差的计算进行了阐述,并在实测伸长量剔除该误差值。     

腐蚀预应力混凝土桥梁抗力退化预测方法

针对氯盐环境下预应力混凝土桥梁中钢绞线锈蚀引起的抗力退化问题,以一座服役预应力混凝土桥梁为例,考虑钢绞线锈蚀初始和发展过程、锈蚀导致的钢绞线截面积减小、钢绞线强度降低以及钢绞线与混凝土间的黏结性退化,采用Monte Carlo数值模拟方法,建立了锈蚀预应力混凝土桥梁构件抗力退化预测概率模型,分析了锈蚀对预应力混凝土桥梁构件抗力水平的影响。研究结果表明:钢绞线锈蚀开始阶段,坑深增长较快,且各个蚀坑的差值较小;随锈蚀的发展,坑深增长逐渐变缓。锈蚀初始时间服从对数正态分布,不同时刻抗力可用正态分布来表征。     

斜交45度曲线连续箱梁桥预应力超长单端张拉施工技术及质量控制

坳头大桥超长预应力单端张拉准确估算预应力损失参数,采用倒穿波纹管、单根钢绞线初张拉、张拉力100％持荷时间6min等施工工艺,解决了斜交45度曲线连续箱梁桥超长预应力单端张拉施工难点。     

预应力混凝土桥梁因钢束锈蚀的非线性分析

钢束锈蚀的混凝土桥梁非线性分析方法的研究,对于在役损伤的预应力混凝土桥梁的失效机理分析或耐久性评估都具有一定的意义。针对锈蚀钢束与混凝土间存在的粘结与滑移问题,以Saenz公式和Skogman公式分别作为混凝土和预应力钢束的应力-应变本构关系,采用非线性弹簧模拟,提出刚臂元-非线性弹簧元-钢束元的方法,对锈蚀钢束与混凝土之间的粘结滑移进行分析。并以具体工程实例进行了分析计算,证明了所提出的方法用于预应力混凝土桥梁关于钢束锈蚀非线性分析的有效性。     

基于非线性有限元分析的新型锚固块设计

锚固块是体外预应力桥梁的关键构造之一.目前采用的锚固块都是由钢筋混凝土构成,其体积和自重较大,受力较复杂,一定程度上约束了体外预应力在桥梁上的应用.借鉴钢锚箱在斜拉桥索塔上应用的成功经验,采用理论计算和非线性有限元分析相结合的方法对体外预应力混凝土桥梁的钢锚箱进行设计和计算.结果表明,钢锚箱可用于体外预应力混凝土桥梁,其自重只有混凝土锚固块的50％,该结果可为体外预应力桥梁钢锚箱设计提供参考.     

预应力混凝土桥梁因钢束锈蚀的非线性分析

针对锈蚀钢束与混凝土间存在的黏结与滑移问题,基于桥梁分析中常用梁单元的特点,以Saenz公式和Skogman公式分别作为混凝土和预应力钢束的应力—应变本构关系,采用非线性弹簧模拟,提出刚臂元—非线性弹簧元—钢束元的方法,对锈蚀钢束与混凝土之间的黏结滑移进行分析。并以具体工程实例进行了分析计算,证明了所提出的方法用于预应力混凝土桥梁关于钢束锈蚀非线性分析的有效性。     

瓯江大桥主桥钢—混结合段设计

在借鉴已有桥梁钢—混结合段设计的基础上,针对瓯江大桥钢—预应力混凝土组合连续刚构梁式桥,采用PBL剪力板及加预应力束的设计方法,通过参考国内外规范,局部分析及对预应力锚固体的比较,提出基于传递弯矩和剪力的梁式钢—混结合段,采用PBL剪力板与预应力束组合的设计理念,并介绍PBL剪力板的作用原理及强度计算方法。     

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;...     

重庆石板坡长江大桥复线桥钢-混凝土接头设计

在混合梁斜拉桥中使用钢-混凝土接头有3种形式,其接合部位有4种接合方式。针对重庆石板坡长江大桥复线桥钢-预应力混凝土组合连续刚构梁式桥,采用PBL剪力板及加预应力束的设计方法,通过参考国内外规范,局部分析及钢-混凝土接头的试验验证,提出对于传递弯矩和剪力的梁式钢-混凝土接头,采用PBL剪力板与预应力束组合的设计理念,并重点介绍PBL剪力板的作用原理及强度计算方法。     

箱体梁垂向预应力损耗现场实验测量分析

计算了混凝土收缩徐变损耗、混凝土弹塑性压缩损耗、钢束松弛损耗、垂向预应力筋的摩擦损耗以及锚固损耗值,完成了箱体梁垂向预应力筋损耗的现场测量分析.计算和检测成果比较显示,计算方法对箱体梁垂向预应力筋的损耗计算有效、适用和安全,对同类工程计算应用有技术参考价值.     

中承式钢箱提篮拱桥设计

武汉市汉口至阳逻江北快速路新河大桥采用(48+196+48)m的中承式钢箱提篮拱桥。主拱采用等截面钢箱提篮拱,截面尺寸为2.5 m×4 m(宽×高),拱肋分为25个节段,采用斜拉扣挂缆索吊装法施工。2片钢箱主拱肋间设5道横撑,并外包装饰板。边拱采用预应力混凝土结构,为等高矩形截面,截面尺寸为2.5 m×4 m(宽×高),采用现浇法施工。主跨桥面系采用“钢纵横格子梁+混凝土桥面板”的组合梁体系,边跨桥面系采用混凝土格子梁体系;沿全桥通长设置钢绞线柔性系杆。吊杆采用环氧喷涂钢绞线成品索。拱座采用大体积混凝土结构,拱座主拱外包混凝土处设置装饰段,使边、主拱曲线流畅过渡。建立整体及局部模型进行计算分析,结果表明结构安全可靠。     

预应力混凝土梁桥的NURBS预应力束模型研究

为建立预应力混凝土梁桥预应力束的统一描述方法,引入非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational Basic Spline,NURBS),提出了基于NURBS的预应力束模型。通过对预应力束设计阶段和施工阶段的分析,说明了以NURBS作为预应力束几何模型的内在原因。与目前普遍采用的折线逼近法相比较,NURBS模型表达参数较少,易于进行前处理,应用在预应力等效荷载、预应力损失等计算中具有较高的精度和效率。实例分析证明,NURBS预应力束模型可以作为一种统一描述方法,不仅适合于预应力混凝土梁桥,且可以更广泛地应用于其他预应力结构的设计和计算分析之中。     

无粘结预应力粗钢筋在斜拉梁桥中的应用

结合某特大桥预应力体系与设置,以及竖向预应力粗钢筋组成的实例,对其应用技术、施工工艺、施工处理措施及质量控制进行介绍,并对该类桥梁结构中竖向采用无粘结预应力高强粗钢筋的受力性能、抗裂性能、安全可靠性与有粘结预应力进行比较。指出采用无粘结预应力同样能满足设计要求,且施工简便,进度快,可降低工程造价。