体外预应力加固桥梁的力学性能研究

使用碳纤维板加固桥梁往往会出现碳纤维板力学性能利用不足导致加固效果不明显,必须要改进碳纤维板的锚固方式来提高加固效果。通过分析加固原理及其预应力损失原因,设计出一套具有多个张拉端并且同时可以张拉多层碳纤维板的锚固设备来锚固碳纤维板。通过对比疲劳荷载试验数据,在相同的工作环境下,使用多张拉端的锚固设备比使用普通的单张拉锚固设备的碳纤维板预应力损失减少约22.98%。使用改进的多张拉端锚固设备锚固碳纤维板来加固桥梁,可以有效提升桥梁的加固效果,提升碳纤维板的使用效率,具有较大工程意义。     

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。     

空心板梁桥张拉预应力碳纤维板加固设计及效果分析

空心板结构长大桥梁常采用简支转连续结构,由于施工时负弯矩束张拉控制应力不准确、混凝土浇注质量差、环境作用等原因,易造成空心板墩顶附近底板产生受拉裂缝,带裂缝运行会影响桥梁使用安全性、缩短桥梁使用寿命,常规加固手段很难改变空心板墩顶连续段区域应力状态。以一座简支转连续结构空心板桥梁为例,分析了裂缝病害产生的原因,为改变空心板墩顶连续区域受拉开裂状态,采用张拉预应力碳纤维板加固方法,加固效果良好,实践证明该方法达到维修加固的目的。     

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.     

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.     

双层预应力碳纤维板加固大比例T型梁试验研究

为适应桥梁加固对大吨位预应力加固的需要,研制了能一次夹持双层碳纤维板的波形锚BXM502D,通过锚固组装件的静力破断试验,验证了该型号波形锚的锚固能力能达到600 kN以上。将波形锚BXM502D用于大比例T型梁进行双层预应力碳纤维板的加固试验,双层碳纤维板的预拉力达到300 kN;试验结果表明双层预应力碳纤维板能与被加固的混凝土梁共同工作,非常显著地提高了原结构的开裂、屈服荷载,也大幅提高了原结构的极限承载力。     

先张法预应力梁的施工

先张法预应力梁施工是采用特制的张拉设备将预应力筋张拉至控制应力,将其锚固,浇筑混凝土,待混凝土达到设计强度时进行松张,靠预应力筋的回缩使混凝土产生预压应力来满足设计要求的一种施工方法。现在就以承德路桥总公司承建的京承高速附道B合同段的桥梁工程16 m梁板的施工为例来介绍先张法预应力梁的施工过程。这种施工方法在承德还是首次使用,主要包括先张法预应力梁张拉台的制作、张拉、放张及有关注意事项。     

外部粘贴预应力碳纤维板技术加固桥梁结构的工程应用分析

某实验桥是一座简支T形桥梁,以钢筋混凝土为主要建筑材料,该桥已有40多年使用历史,现要对其进行一定程度的加固以增加其荷载重量.在进行实验的过程中,通过碳纤维板以及外部粘贴预应力碳纤维板技术对其进行加固,试验结果表明:通过外部粘贴预应力碳纤维板技术对桥梁结构进行加固是有效的,并且作用明显.     

预应力技术在公路桥梁施工中的应用

预应力是指在结构或构件中预先施加应力,预应力技术则是指预应力在结构或构件中的的张拉体系与锚固方式(简称张拉锚固体系),包括预应力材料、预应力的施加与锚固、结构强度的设计计算等方面.自1928年法国工程师欧仁·费莱西奈成功地发明了张拉锚固工艺技术,并首次将高强度钢丝应用在预应力混凝土结构中,可靠而又经济的推动了现代预应力工艺技术、设备及材料的发展. 在现代预应力技术的发展进程中,随着预应力张拉锚固体系及预应力筋性能的不断提高,预应力现场施工工艺也在不断创新和完善.因此,预应力技术在工程中的应用使得预应力混凝土结构成为当前世界上最有发展前途、最重要的结构形式之一.     

预应力碳纤维板在桥梁加固工程中的应用

文章以某受损桥梁为例,对预应力碳纤维板加固桥梁构件的设计思路、施工工艺进行探讨,并对加固过程进施工监测,结果表明预应力碳纤维板能够有效地改善粱体的受力性能,加固效果显著,可在桥梁加固工程中推广采用。     

二期荷载下预应力CFP加固钢筋混凝土梁

对预应力碳纤维片加固钢筋混凝土梁进行了可行性研究。根据碳纤维板的特性,为了施加预应力,开发了一种预应力钳及一个装置。在普通碳素纤维板和预应力碳纤维板之间,及二次荷载的碳纤维片和混凝土梁二次荷载的碳纤维板之间进行了对比实验。在此基础上,我们分析了故障模式、裂缝的宽度和分布、开裂荷载、屈服载荷、极限载荷及载荷与挠度之间的关系。结果表明,采用预应力碳纤维片来加强混凝土梁有效可行。     

基于宏应变监测的CFRP板桥梁加固预应力评估理论研究

为实现对预应力CFRP板桥梁加固初期和后期预应力损失进行快速监测评估,采用新型分布式监测手段,推导了桥梁结构在端锚全粘贴预应力CFRP板加固后的梁底混凝土的长标距应变数值求解方法,并在此基础上提出了静、动态预应力CFRP板的预应力损失监测评估指标;然后通过数值算例,建立了精细化预应力CFRP板加固多片小箱梁的三维数值分析模型,研究不同车辆参数和不同预应力加固水平对上述静、动预应力损失评估方法精度的影响。研究结果表明：各预应力损失工况下静态预应力损失评估方法误差小于2.0%,动态预应力损失评估方法误差小于2.8%,证明所提方法的准确性和理论可行性,为相关试验研究奠定理论基础。     

预应力CFRP板加固钢板受拉疲劳性能试验研究

为较好地预测预应力碳纤维材料(CFRP)板加固钢结构的疲劳性能,采用考虑有效应力强度因子幅的Pairs公式,分析了粘贴预应力CFRP板加固钢板的疲劳裂纹扩展行为.通过粘贴CFRP板的含中心孔的预制裂纹钢板的疲劳试验,分析了应力比、CFRP板刚度、预应力及粘结胶性能等因素对疲劳裂纹扩展的影响.试验结果表明:加固后结构的疲劳寿命提高16倍以上,疲劳寿命的理论分析结果偏于保守;预应力是疲劳寿命的主要影响因素,而CFRP板和粘结胶性能的影响有限;应力比埘疲劳寿命的影响很大,因此,对交通荷载的正确预估是加固能否取得成功的基础.     

钢桥面板纵肋与横隔板焊接细节疲劳开裂的加固研究

为研究钢桥面板疲劳开裂部位栓接角钢的加固方法,采用足尺模型试验对纵肋与横隔板焊接细节疲劳裂纹的加固效果进行研究,采用ANSYS建立了含有疲劳裂纹的有限元模型,并基于断裂力学理论对比研究疲劳裂纹不同长度条件下的加固效果. 研究结果表明:纵肋与横隔板焊接细节的疲劳裂纹起裂于焊趾并沿纵肋腹板扩展,采用栓接角钢加固后可以使开裂部位关键测点的主拉应力和裂尖各测点的应变分别降低56%和80%,能够有效抑制疲劳裂纹的扩展;栓接角钢加固后裂尖的应力强度因子幅值最少降低80%,裂纹扩展速率显著降低;对贯穿纵肋腹板前不同长度的疲劳裂纹进行加固,裂尖应力强度因子幅值均降低60%～90%,但随着疲劳裂纹长度的增加,栓接角钢的加固方法对裂纹扩展的抑制效果不断降低,加固时机的合理选取是影响加固效果的关键因素之一.      

竖向预应力筋锚固过程的应力损失控制

结合汕头市西港高架桥主桥竖向预应力筋在锚固过程的应力损失测试,从中得出相关规律与有关参数,从而保证锚固过程中的应力损失得到有效控制。     

低高度宽体连续箱梁桥的加固设计

以南京市三汊河大桥(45+60+45 m连续箱梁桥)的加固处治工程为基础,介绍了其主要病害及加固设计方案,并对体外预应力索加固法与分布式表贴预应力碳纤维板的加固方案进行了对比研究。研究结果表明,预应力碳纤维板沿箱梁底板全宽分条布置粘贴,使得箱梁横向全宽范围内预应力较为均匀,较体外预应力索受力更为合理和高效,是特别适合低高度宽体箱梁桥加固的技术方案。     

锚固碳纤维布的楔块锚具开发

目前采用粘贴碳布加固桥梁已非常普遍,但用预应力碳布加固桥梁却很少,主要原因是碳布的锚固非常困难。先期研制的楔形锚与钢绞线的XM锚相似,张拉时很容易被拉断或脱出。所以提出了改进型的楔块锚具,可以使CFRP达到极限强度而不被拔脱。     

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。     

体外预应力加固板梁的试验研究

针对某铁路桥拆除的病害板梁,采用了锚固端使用钢锚座施工的体外预应力加固技术,介绍了加固过程。通过对加固前、加固后的静载试验、疲劳试验,分析证明了体外预应力加固法可以显著的提高板梁的承载能力,且板梁经加固后性能稳定,验证了利用体外预应力法对板梁进行加固的可靠性,为类似工程的加固提供了科学依据。     

先张法预制U形梁单端张拉预应力施工技术研究

结合某轨道交通工程预制U 形梁工程实例,采用一联多片式长线法,整体单端先张拉多根预应力钢绞线,一次张拉长度超过78 m,研究不同施工阶段梁体预应力的损失情况。研究结果表明:逐根单端先张拉预应力钢绞线至设计应力的15%,而后整体单端先张拉预应力钢绞线至设计应力的100%,混凝土浇筑60 d 后,梁体预应力平均损失≤5%,应力及伸长值符合设计要求。根据研究结果,一联多片式长线先张法预制U形梁施工中,采用先逐根再整体的单端先张拉技术是稳定可行的。