折线配筋先张梁局部应力分析

作为一种同时具备先张法与后张法结构优点性能卓越的新型结构,折线配筋预应力混凝土先张梁的力学性能有其自身特点,特别是其部分关键部位应力分布状态更是直接影响着预应力钢筋的合理布置形式与整体力学性能。以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了基于三维实体预应力筋单元的折线配筋先张梁非线性有限元分析模型,分析了先张梁预应力筋折点部位局部应力分布特点,并得出预应力筋折点半径是影响折点处局部应力集中的主要因素的结论,且折点半径R的增大有利于折点处应力状态的改善。     

折线配筋先张梁折点半径优化

为了深入研究折线配筋先张梁的力学性能,以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了基于三维实体预应力筋单元的折线配筋先张梁非线性有限元分析模型,分析了折点半径R对折点处应力状态的影响规律,对影响先张梁折点局部应力集中现象主要因素的预应力筋折点处圆曲线半径进行了优化;并综合考虑了工程实际中的构造要求等多方面因素后,选定R=600mm为预应力筋折点最优半径,为先张梁力学性能进一步的实验研究与理论分析打下了基础。     

新型弯起器研制及其对钢铰线力学性能影响Ⅰ:强度与延性

为了消除"折点"效应,改善折线配筋先张梁弯起器部位钢绞线的应力状态,选用优选半径R=600 mm为导向半径,采用导向构件与支撑心轴的组合构件代替原导向辊,设计并研制了构造简洁、拼装灵活的新型折线配筋先张梁弯起器。为了研究新型弯起器对钢绞线力学性能的改善作用,采用试验方法,研究了采用不同导向半径R及不同弯折角度θ时,弯起器对钢绞线极限强度、延性性能的影响规律,并深入分析了试验现象与影响规律的产生机理。试验结果表明:随着R的增大钢绞线强度与延性性能的折减效应呈对数曲线趋势减小,当R≥100 mm时,R与θ的变化对钢绞线力学性能的影响较小;说明弯起器导向半径R在满足结构尺寸与构造要求前提下应尽量取大值,受限时也不宜小于100 mm,从而验证了新型弯起器的科学性。     

35m折线配筋先张梁施工技术研究和应用

以公路35 m折线配筋先张梁为工程背景,介绍了弯起器、先张法长线台座和短线台座的设计、应用和比较,预应力筋张拉和放张工艺研究和实施。通过施工和试验表明,中、大跨度预应力混凝土梁的折线配筋先张法施工技术是可行的。     

混凝土结构有限元分析中预应力筋模拟的新思考

在采用菲线性有限元法方法对折线配筋预应力混凝土先张梁局部应力状态进行研究的过程中,发现当预应力筋为曲线筋时,采用常规线性单元对其进行模拟的方法将由于横向上线性单元与三维实体单元进行耦合导致一种天然的应力集中现象,产生横向单元划分尺度对局部应力分析结果产生较大影响的问题.为从构造上消除这种应力集中现象,全面思考后决定选用实体单元对曲线预应力筋进行模拟.分析结果表明:采用实体单元对曲线预应力筋进行模拟时,将完全解决采用线性单元模拟曲线预应力筋时存在的问题,建立的模型科学实用,计算结果真实可靠.     

折线配束的先张预应力混凝土50 m T梁的施工技术

大跨径折线配束的预应力混凝土先张梁片在国内属首次应用,本文着重介绍50mT梁折线配束先张台座、弯起器的设计安装及预应力束的张拉与放张,为先张折线配束的预应力混凝土大跨径梁片预制提供参考。     

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。     

预应力钢混凝土组合梁预压应力分布研究

针对体外预应力钢箱混凝土组合连续梁,建立了后张法预压应力在组合连续梁端头向全截面传递的力学模型,根据剪力连接件荷载一滑移本构关系及对称截面处的界面滑移为零等的边界条件,解得混凝土翼板轴向预压应力分布函数。进行了一根体外预应力钢箱一混凝土组合连续梁负弯矩区直线预应力筋及通长折线预应力筋张拉试验,得到的分布函数与试验数据比较吻合。试验及计算表明,影响预压应力分布的主要因素是钢梁与混凝土翼板之间的约束作用。从预应力锚固点到中支座对称点,预压应力逐渐减小,预应力筋越长,预压应力降低趋势越平坦。     

预应力钢混凝土组合梁预压应力分布研究

针对体外预应力钢箱混凝土组合连续梁,建立了后张法预压应力在组合连续梁端头向全截面传递的力学模型,根据剪力连接件荷载-滑移本构关系及对称截面处的界面滑移为零等的边界条件,解得混凝土翼板轴向预压应力分布函数.进行了一根体外预应力钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区直线预应力筋及通长折线预应力筋张拉试验,得到的分布函数与试验数据比较吻合.试验及计算表明,影响预压应力分布的主要因素是钢梁与混凝土翼板之间的约束作用.从预应力锚固点到中支座对称点,预压应力逐渐减小,预应力筋越长,预压应力降低趋势越平坦.     

马岭河特大桥索塔锚固区日照温度效应分析

为研究斜拉桥索塔锚固区受温度变化或温度不均而引起的温度效应,针对马岭河特大桥非对称六边形索塔锚固区节段进行了日照辐射作用下的温度效应分析,将太阳辐射的影响等效为索塔周围环境温度的升高,得到了考虑太阳辐射的混凝土索塔结构边界条件;通过有限元分析,确定了不同时刻索塔各方位塔壁的最不利温度场分布,并得到了对应温度场作用下的日照温度应力分布.研究结果表明,索塔锚固区截面折线长边与短边连接部位的内侧转角处温度拉应力最大,设计和施工时应加强该处的局部配筋构造.     

体外预应力桥梁锚固块构造分析及拉压杆模型法配筋研究

采用3种有限元分析模型进行体外预应力桥梁锚固块的应力分析,分别考虑角钢、钢垫板、体外预应力钢管,钢筋网和分布钢筋对锚固块的影响,并对3种有限元模型计算结果进行分析对比。另外,对单孔锚固的T梁锚固块直接利用美国ACI-318-05混凝土结构规范中的拉压杆模型进行配筋设计;对多孔锚固的箱梁锚固块,忽略横向应力和竖向应力的相互影响,利用弹性应力法建立箱梁锚固块的横向和竖向配筋的拉压杆模型进行配筋设计。研究结果表明,在体外预应力锚固块与主梁相接部位中设置角钢有效地降低了这一位置由于大吨位张拉力引起的应力集中;设置了钢垫板、角钢、体外预应力钢管以及锚固区钢筋网和分布钢筋后,锚固区是安全的。因此,运用拉压杆模型法对体外预应力锚固块的配筋设计是合理可行的。     

折线先张预应力混凝土梁施工阶段性能试验研究

对3根折线先张和1根抛物线后张的7.5 m跨预应力混凝土梁施工阶段各项预应力损失、放张(或张拉)后试验梁跨中截面有效应力、瞬时反拱及初期反拱等进行了试验测定和对照,并与<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>(JTG D62-2004)(以下简称<规范>)中的理论推算值进行了对比分析,得出了折线先张梁施工阶段性能参数的数值规律,可为该类桥梁设计或施工提供参考.     

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。     

机场预应力混凝土道面的脱空适应性有限元研究

应用有限元分析软件Abaqus建立三维有限元模型,比较素混凝土道面和预应力混凝土道面的应力,道面板面层尺寸为10m×5m×0.25m,首先,对预应力混凝土道面与素混凝土道面板体内部应力进行比较;其次,分析预应力混凝土道面的最不利荷载位置,最后,确定最不利荷载位置适应脱空的能力,最终得板边中部位置最大可适应0.25m2的脱空。预应力混凝土道面脱空适应性设计优化参数:以最不利位置板边中部进行模拟,选取纵向筋的配筋间距、横向筋的间距、预应力值大小和预应力筋的配筋位置4个参数进行优化分析,推荐预应力道面适应脱空的最优参数。     

预应力束张拉顺序对锚下局部应力的影响分析

预应力混凝土构件中通常布置有多束预应力束,在施工设计中需要考虑预应力束的张拉顺序,合理的进行预应力筋的张拉.采用通用有限元程序ANSYS,对不同的预应力束张拉顺序下荫田大桥主梁被动锚固区的局部应力进行了分析计算.     

部分预应力高强混凝土梁无粘结筋极限应力及承载力的计算方法

通过１５根单调荷载和１１根低周重复荷载作用的无粘结部分预应力高强混凝土梁的试验研究，探讨了综合配筋指标、跨高比、荷载作用方式对预应力筋应力增量和极限承载力的影响，建立了无粘结预应力筋应力增量与综合配筋指标，混凝土相对受压区高度与综合配筋指标的关系式，对受压区混凝土应力等效模式进行了探讨，给出了两种无粘结部分预应力高强混凝土梁正藿面极限承载力的计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。     

碳纤维预应力混凝土梁桥发展动向及设计要点

碳纤维预应力混凝土梁桥的最新发展趋势,是采用体内先张有粘结碳纤维筋与体外后张无粘结碳纤维筋相结合的预应力配筋措施。本文就碳纤维预应力混凝土梁桥设计相关的碳纤维筋抗拉强度、截面平衡配筋率、延性和可变形性,无粘结碳纤维筋的极限应力等进行了比较和讨论。     

填料应力控制的预应力筋预拉力的合理取值

预应力加筋土挡墙内部的应力分布影响挡墙的力学性能,控制预应力筋的拉力值可以有效控制加筋区的应力分布。首先研究了该类型挡墙的数值模拟方法,将其结果与模型试验结果对比验证了数值模拟方法的可靠性,进而利用有限元方法对单层预应力加筋土挡墙内的应力分布、塑性区大小及筋带预拉力合理取值进行研究。研究结果表明:增大预应力筋的预拉力会引起侧压板附近的填料产生贯通的塑性区,随着预拉力的增加,塑性区向墙面板发展,并使墙面板的位移增加,预拉力的增加应避免塑性区贯通。填料在预应力作用下产生的水平应力沿筋长方向呈中间小两端大的分布形态。引入了破坏比系数表示填料的应力达到抗剪强度的比例,发现增加预拉力系数会使填料的平均破坏比系数先减小后增加,表明填料存在最优的安全状态。预拉力的合理取值由侧压板附近是否出现贯通的塑性区和填料的最优安全状态来控制。增加预应力筋长度与挡墙高度比可以提高填料的抗剪强度,预拉力合理取值的上限和下限相应增加,进而对预拉力合理取值提供了理论依据。     

公路桥梁折线配筋先张预应力混凝土梁应用研究

折线配筋先张预应力混凝土梁已成功应用于青藏铁路,而在公路桥梁中的应用几乎为零。文章提出了折线配筋应用于公路桥的一些设计方案,对折线配筋先张法的张拉工艺做了初步探讨。     

预应力作用下箱梁桥的剪力滞效应研究

为了计算箱梁在预应力作用下的剪力滞效应,基于能量变分原理,结合预应力等效荷载法,建立了箱梁在直线、折线和曲线预应力布束方式下的剪力滞效应解析解.针对算例简支箱梁,研究了3种布束方式综合作用下箱梁的剪力滞效应,并和有限元板壳数值解进行了对比分析.以连续箱梁为例,研究了任意布束下梁体剪力滞效应的分布规律.结果表明:所提出的理论解析方法可以有效计算简支梁在预应力作用下的剪力滞效应;连续箱梁在预应力筋偏心锚固的梁端、折线布束的折角处和中支点等部位均会产生较大的剪力滞效应,由剪力滞效应产生的附加弯矩进一步增大了梁体的偏心距.