体外预应力混凝土桥梁弯曲性能非线性分析

本文建立了体外预应力混凝土桥梁非线形有限元分析模型。模型除了考虑了一般混凝土结构具有的材料非线性和几何非线性外,还考虑体外预应力混凝土结构特有的二次效应以及预应力筋在转向块处的滑移,并对体外预应力筋在多个转向块处发生滑移的情况给出了分析方法。根据此有限元分析模型,使用面向对象的方法编制了有限元分析程序EPA。最后使用此程序对体外预应力混凝土梁的弯曲性能进行了参数分析,所分析的参数包括体内体外混合配筋、二次效应、接缝和体外预应力筋在转向块处的滑移等。     

面向对象桥梁程序-体外预应力效应类的设计和实现

将面向对象的程序设计方法用于桥梁结构分析程序的设计,系统阐述了体外预应力效应相关类的设计和实现方法.依据体外预应力效应的有限元分析方法,开发了体外预应力索的导线点类、体外预应力索的索单元类和体外预应力钢索类,完成了桥梁体外预应力效应计算过程的总体抽象和封装,实现了体外预应力效应的计算机仿真模拟.算例表明,设计的体外预应力相关类能够正确计算桥梁结构的体外预应力效应.     

极限状态下体外预应力筋增量分析

文中分析了在极限状态下,依据体外筋应力增量和梁体的整体变形之间的几何关系,同时考虑体外预应力筋在转向块处可能产生滑移,根据发生滑动的体外预应力索段的无应力索长不变,对索力进行二次分配,推导出以构件的挠度和转角为参数的体外筋极限应力增量的计算公式,并将公式与国内学者做的实验进行对比分析。结果表明,计算结果与试验结果较为吻合,为设计体外预应力结构在计算梁体破坏时预应力筋应力提供了计算方法。     

体外预应力索滑移效应的有限元分析

体外预应力在桥梁工程中的应用逐步广泛起来.分析体外预应力混凝土梁桥的主要困难在于体外索与转向块之间的相对滑动.论文在修正Houde粘结滑移曲线的基础上,提出了采用非线性弹簧单元Combine39模拟体外索与混凝土之间的滑移,将普通钢筋均匀"涂抹"于混凝土中,使其与混凝土形成整体离散为实体单元,并将预应力筋离散为杆单元,用有限元法对体外预应力梁进行了体外索的滑移分析研究,得出了其在具体测点位置的滑移量.算例表明该方法计算结果与试验结果吻合较好.     

全体外预应力节段拼装梁极限应力计算方法

为研究全体外预应力节段拼装梁的极限应力和抗弯承载力,提出了基于全体外预应力节段拼装梁变形和预应力增量相协调原理的计算方法.该方法将体外预应力增量分为梁体线弹性未开裂阶段和开裂后阶段两部分,分别推导出两阶段预应力增量,考虑预应力二次效应,建立以梁体转角θ为参数的全体外预应力节段拼装梁极限应力和桥梁抗弯承载力计算公式.为验...     

体外预应力T梁桥设计若干问题探讨

以株洲白马垄体外预应力连续T梁桥为工程背景,从T梁架设、锚固块和转向块配筋、体外预应力束穿索、体外索张拉、二次补张拉和换索等几个方面,对体外预应力T梁桥在设计中值得考虑的若干问题进行了探讨,可供类似桥梁设计参考.     

大跨度混合梁斜拉桥几何非线性影响分析

针对大跨度混合梁斜拉桥,采用有限元方法,通过以带刚臂的两节点悬链线索元模拟拉索、引入梁元几何刚度矩阵以及采用CR列式法,综合考虑斜拉索垂度效应、梁柱效应和大位移效应等非线性因素,建立了混合梁斜拉桥非线性分析模型;将该模型应用于荆岳长江大桥,并与线性计算结果作比较,分析非线性因素对混合梁斜拉桥计算分析的影响。     

钢箱组合梁体外索应力增量计算方法研究

体外预应力结构中预应力筋的变形是与结构整体变形紧密相关,凡是影响结构变形的因素对预应力增量都有影响。从结构变形方面建立了既符合结构受力特点又能适应各种不同布筋形式的体外索应力增量的计算方法,通过曲率关系解决了弹性阶段体外索应力增量的计算问题。同时考虑了索与转向块间摩阻损失的影响,根据总伸长量不变关系提出更精确的索力计算方法,并分析了摩擦系数对应力增量的影响。     

采用折减刚度系数法计算简支体系地震中动态二阶效应

根据简支体系的受力特点,提出采用刚度折减法快速计算非线性动力分析中二阶效应的方法,通过解析法推导出考虑P-δ效应的Euler-Bernoulli梁刚度修正系数,且给出了Timoshenko梁的P-δ效应刚度修正系数。编制相应计算程序,将所得修正系数引入结构Pushover计算和直接积分的非线性动力时程计算,并将该法应用在实际桥梁抗震计算中。各种计算结果与采用增量迭代法的高精度实体单元结果进行了对比分析,结果表明,采折减刚度系数法能够有效、准确地计算结构动态二阶效应;Timoshenko理论中的二阶效应计算要比Euler-Bernoulli理论的更为准确;在地震作用下梁结构中二阶效应会被放大,必须考虑其对结构的影响。     

体外索预应力混凝土桥梁的发展

体外索被广泛地应用于预应力混凝土桥梁中,它为桥梁工程寻求结构轻型化提供了新的解决方法。该文主要介绍体外索技术在三种新桥型中的应用情况。第一种是大偏心体外索被布置在混凝土梁的上方或者下方;第二种是体外索应用于波形钢板组合桥梁之中,为其提供纵向预应力;第三种是将体外索应用于轻质集料的预应力混凝土桥梁。     

体外预应力钢-混结合梁桥温度效应分析

针对简支体外预应力钢-混结合梁,考虑钢梁与混凝土之间的相对滑移,温度沿混凝土截面线性分布,体外预应力筋直线布置,剪力钉所受到的剪力和钢梁与混凝土板的相对滑移呈线性关系,推导出结合梁及体外预应力筋由温度效应产生的内力计算公式。通过算例与有限元分析进行对比,并讨论了在日照温度效应下,各种因素对体外预应力钢-混结合梁温度应力的影响。结果表明:公式法和有限元法计算结果吻合;日照温度效应使简支结合梁的混凝土板受压,钢梁顶部受拉,底部受压,对体外预应力筋应力影响很小;当剪力钉刚度足够大时,温度应力不随剪力钉刚度变化而变化,剪力钉布置和桥梁跨度对体外预应力钢-混结合梁温度应力的影响不大。     

预应力混凝土梁开裂后的受力性能分析

基于实体退化壳单元,采用层状模型模拟钢筋混凝土结构,选取恰当的混凝土和钢筋的本构关系,采用弥散裂缝模式,考虑材料非线性效应有效地模拟了预应力混凝土T梁的开裂、屈服和失效全过程,并与试验结果进行比较。分析了T梁在开裂后的刚度及裂缝的位置和发展情况。探讨了混凝土和预应力钢筋在T梁开裂后的应力发展规律。结果表明退化分层壳单元模型对于预应力混凝土T梁的非线性分析有良好的适应性。     

预应力混凝土梁双非线性分析的混合壳单元模型

为模拟预应力混凝土梁非线性分析时预应力钢筋的力学行为,基于随转坐标法和场一致性原则,导出能考虑几何及材料双非线性的预应力钢筋空间杆单元。该单元具有几何与材料两种非线性不耦合的特点。采用已有的实体退化壳单元模拟混凝土,根据预应力钢筋空间杆单元与混凝土实体退化壳单元在单元内的位移协调条件和虚功原理将两者组合成一个混合壳单元,并导出预应力钢筋空间杆元对混合壳单元切线刚度矩阵的贡献。由于预应力钢筋对结构的作用反映在混合单元模型内部,该单元模型并未增大计算规模。对一预应力混凝土T梁进行了破坏过程模拟,将计算结果与试验结果及其他文献计算结果进行了比较,表明建立的混合壳单元模型是正确的。     

体外预应力连续梁预应力效率分析

体外预应力已越来越广泛地应用于桥梁工程和和建筑结构以及结构加固,介绍了预应力混凝土结构中有效偏心距这一概念,分析了预应力连续梁折线形体外索几何参数与固端弯矩的关系,通过对一三跨预应力连续梁的计算分析,指出了为使体外索在整个结构中的效率达到理想状态,需要根据不同的荷载条件合理选择体外索的几何参数,文中提出了相关的设计建议,可供体外预应力连续梁结构设计时确定体外索几何参数参考。     

体外CFRP预应力筋混凝土梁的受力性能

对体外碳纤维增强复合材料(CFRP)预应力筋混凝土梁的抗弯性能进行了试验研究,根据试验结果对其受力过程、承载力、延性性能和破坏模式等进行了描述,同时编制了体外预应力混凝土梁的非线性全过程分析程序,对体外CFRP预应力筋混凝土梁进行了参数分析,进而推导了体外预应力混凝土梁的简化计算公式.结果表明:理论计算值与试验值吻合较好;张拉预应力筋时是否持荷以及持荷大小对梁的抗弯性能影响可以忽略;体外CFRP预应力筋可以大幅度提高钢筋混凝土梁的承载力,减小梁体变形和开裂程度;梁体内非预应力钢筋可以明显改善体外CFRP预应力筋混凝土梁的裂缝分布和延性;体外CFRP预应力筋混凝土梁的延性指标可达到2.5左右.     

预应力RPC-NC组合截面梁的非线性有限元分析

预应力RPC-NC组合截面梁具有良好的耐久性能和经济性,但现行规范中尚没有提出一种有效的计算方法,而采用非线性有限元程序对预应力RPC-NC组合截面梁进行全过程分析不失为一种较精确的方法,同时考虑了RPC、NC和钢筋的材料非线性和结构的几何非线性,建立了预应力RPC—NC组合截面梁的三维有限元分析模型,分析并模拟了在三分点荷载作用下加载直到破坏的全过程,并和试验进行了比较。     

体外横向预应力对板梁加固的实效分析

介绍了体外横向预应力技术在某高架桥预应力混凝土装配式板梁加固中的应用.通过试验段加固前后两次静动荷载试验结果的对比分析,证明装配式板梁施加体外横向预应力的加固措施将有效地提高结构的整体性和刚度.加固效果显著.     

二次预应力组合结构试验研究

为了解决预应力混凝土结构中反拱过大的问题，提出了二次预应力组合结构的新概念；基于线性徐变理论和变形协调原理，推导了二次预应力组合结构的内力重分布计算公式；在此基础上，进行了二次预应力组合结构和常规预应力梁的对比试验，并进行了大量的数值计算和分析，得到了结构内力重分布结果和变形结果。试验结果和理论分析均表明：二次预应力组合结构可大大改善反拱过大等问题，值得进一步推广。     

体外预应力加固预应力增量的计算

体外预应力加固技术是现如今最有效的加固既有预应力混凝土桥梁的方法,可大幅提高原桥刚度及承载能力并克服其他加固方法中难以克服的二次受力问题。利用结构变形前后的几何关系,提出了在车道荷载作用下三折线布筋形式的体外预应力应力增量计算公式,计算公式的物理意义明确,并可分别计算不同荷载及不同布筋形式下的体外预应力应力增量。通过一座预应力混凝土简支T梁的加固设计实例,计算了体外预应力在车道荷载作用下的应力增量及施工阶段、使用阶段梁的上下缘混凝土应力,为简支梁的体外预应力加固工程提供了理论技术支持。     

公路桥梁工程中预应力体外索的关键技术

体外预应力技术作为后张预应力混凝土的一个重要分支,已经在国内外桥梁工程中得到广泛运用。为了保证预应力体外索的施工质量,国内外学者研究了一套较为实用的体外预应力施工技术。介绍了国内外桥梁工程中预应力体外索的施工关键技术,主要包括预应力体外索的施工技术,预应力体外索的二次更换技术以及国内外常用的预应力体外索的防护技术。