钢绞线张拉后48 h内锚下预应力随时间衰减效应研究

为了揭示后张法PC梁张拉后、压浆前48 h内预应力损失变化规律,通过现场试验和数值模拟相结合的方法,对张拉施工后48 h内20 m预应力混凝土梁的锚下有效预应力变化开展研究,建立了时间效应影响下16束预应力钢束的预应力损失率数学拟合模型;考虑实际工程中的6种随机因素影响,通过采用拉丁超立方抽样的方式,建立了21组随机有限元模型;对比分析有限元模型与试验测试拟合值。研究结果表明:实际测试的预应力损失率呈对数函数形式增长;实际测试中的预应力损失比数值模拟理论计算值大。     

拉脱法检测技术-时间及温度效应修正

预应力钢绞线张拉完成后，有效预应力会受时间及温度的影响而发生变化。为了准确揭示锚下有效预应力在温度和时间影响下的变化规律，提高拉脱法检测技术在实际工程中的测试精度，进行了时间效应和温度效应的试验研究。当钢绞线张拉时，在锚下放置压力传感器（可同步采集温度数据），对不同跨度、不同截面形式预制梁中的钢绞线进行锚下有效预应力及温度的实时动态监测。其中长期试验（1个月）40束，短期试验（72 h）27束，分别用于分析温度及时间效应对于锚下有效预应力变化的影响，并对大量的测试数据进行数理统计分析。研究结果表明：500 h前，锚下预应力存在整体的衰减趋势，且出现类似正弦波的变化，该变化由温度变化导致，相比时间效应，温度对锚下有效预应力的影响较小；500 h后，预应力的衰减趋势减小，处于相对平稳状态；48 h内，不考虑温度影响，67根钢绞线的衰减规律存在一定离散性，且离散性随时间的增长而增大；每组钢绞线预应力残余率在48 h内均服从威布尔分布。研究得到的锚下有效预应力温度和时间效应修正公式可对实际桥梁工程检测中拉脱法的测试结果进行温度和时间修正。     

后张法预应力筋锚固损失计算的虚拟张拉法

针对后张法预应力筋锚固损失计算的已有数值方法中,正、反向摩阻对称的基本假设与实际不符的问题,提出一种基于有效内力作用的“虚拟张拉法”,采用APDL编制了适用于任意线形预应力筋锚固损失计算的非对称数值程序,并形成自定义的宏命令。将预应力筋内部某点作为虚拟张拉端,将该点锚固损失前的有效内力作为虚拟张拉力,对预应力筋进行反向虚拟张拉计算,根据反向张拉区段内的伸长量变化建立变形协调方程,采用逐次搜索的方法确定回缩终点位置,从而得到最终锚固损失。通过3个典型曲线预应力筋算例分析表明:该文虚拟张拉法计算得到的反向摩阻区段长度和预应力筋沿程锚固损失值与解析解高度吻合,最大相对误差仅0.19%,计算精度远高于已有数值方法。     

预应力筋非线性松弛对连续刚构桥的影响

基于前期研究建立的非均匀预应力筋松弛损失简化计算模型,以某跨越大渡河桥梁为研究对象,对预应力混凝土连续刚构桥进行主梁施工全过程应力和挠度变化数值模拟,分析由于施工控制不当引起的非均匀预应力筋非线性松弛对成桥线形和控制截面预应力度的影响。另外,通过改变预应力筋锚下有效预应力离散程度的大小来模拟预应力施工质量控制的变异,结果表明:预应力筋锚下有效预应力离散程度增大对预应力混凝土连续刚构桥主梁的预应力度和成桥线形均有直接负面影响。因此,在桥梁工程中应对其予以足够重视并针对性地采取预应力精细化施工控制措施。     

小湾电站坝址区边坡预应力锚索数值模拟研究

运用 FLAC3D 数值模拟软件,对堆积体边坡进行了数值模拟试验研究.模拟结果显示,锚索设计吨位不同,有效锚固段长度也不同;正常情况下,5 m×5 m排间距1800 kN 锚索基本可以使堆积体边坡稳定;应力集中和预应力损失不可避免,作者对预应力损失进行了定量分析.     

桥梁结构预应力损失试验研究

为了确定预应力损失的一些规律,先从实际出发,通过现场实测值来得到预应力损失的实测值。具体就是通过现场制作了3片试验梁,为了观测预应力损失不同工况下的大小值,本试验将其中的两片梁采用弯曲布设预应力钢束的方法,张拉完成后再灌浆,且它们之间的角度也不同,而第三片梁则是采用直线布设预应力钢束的形式,其设计为不灌浆,对它们做预应力损失的试验,方法为:在试验梁和试验节段的张拉端安装锚索测力计;在3片试验梁的4分点预埋钢弦式传感器。通过它们来得到实际的有效预应力值,从而比较不同工况下的预应力损失状况。     

预应力束断后黏结性能退化试验与模拟研究

针对氯盐环境下后张预应力混凝土（PC）梁端锚区预应力束锈蚀断裂问题,该文采用电化学加速锈蚀试验得到3个端锚区预应力束断裂后的PC构件,开展静力拉拔试验,研究混凝土强度和箍筋直径对断后预应力束黏结性能的影响。结果表明：钢绞线黏结破坏始于拉拔端,并向自由端逐渐发展;提高混凝土强度等级和箍筋直径可提高预应力束与混凝土界面间的黏结性能。采用Abaqus软件对断后预应力束黏结性能进行数值模拟,结果表明：黏结-滑移的数值模拟结果和试验值变化规律一致,吻合度较高;混凝土和预应力束的应力云图表明：混凝土和预应力束的应力沿试件拉拔端向自由端折减,应力传递过程中伴随着应力损失。     

体外预应力高强混凝土薄壁箱梁试验研究

进行了体外预应力高强混凝土薄壁箱梁从预应力钢绞线张拉到承载力极限破坏这一全过程的试验研究,研究了体外预应力损失及应力增量、跨中截面应力—应变分布以及跨中挠度和抗裂性能等问题。研究结果表明:体外预应力高强混凝土薄壁箱梁预应力损失实测值与现行规范计算值基本吻合,探讨了其截面受压翼缘有效分布宽度和体外预应力筋应力增量的变化规律,初步揭示了体外预应力高强混凝土薄壁箱梁在混凝土开裂前和受拉非预应力钢筋屈服后混凝土受压翼缘存在不同的剪力滞效应,并提出了相应状态下的受压翼缘有效分布宽度系数。     

桥梁预应力损失和刚度变化预测方法研究

预应力混凝土桥梁在使用年限增加和车辆荷载长期作用下会出现预应力损失和刚度变化,从而影响桥梁结构的健康状态。已有研究成果多数根据结构弹性模量的变化判定桥梁健康状态,该文采用小波神经网络方法进行预应力混凝土梁桥的预应力损失和刚度变化预测。预应力损失预测结果表明:成桥后1~8年,预应力预测值由初始预应力的88.54%降为87.1%,根据JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》所给公式计算的预应力值由初始预应力的88.25%降为86.3%,最大误差为0.8%。刚度损失预测结果表明:小波神经网络方法预测出的弹性模量损失规律与清华大学李秀芬公式和北京交通大学钟铭公式计算的弹性模量损失规律一致,而且该方法可以同时考虑预应力和疲劳两个因素对桥梁弹性模量的影响,较为符合桥梁实际状态。     

PC连续梁桥收缩与徐变的数值分析

讨论了计算混凝土收缩与徐变引起的构件预应力损失，并用数值方法分析构件预应力损失后的力学变化，该法把时间分割为若干时间段，求解各段因收缩、徐变和松弛引起的预应力损失，并叠加求总损失。考虑损失后的预应力，从而数值求得构件各时的挠度、应力和应变等力学参数。     

预应力损失对大跨混凝土连续刚构桥长期性能影响分析

以大埠河大桥、蛇背大桥两座大跨混凝土连续刚构桥为实例,采用数值模拟计算的方法,对主梁施工全过程进行模拟分析,研究施工阶段预应力损失情况,并分析不同预应力损失对大跨混凝土连续刚构桥长期性能的影响。模拟边跨底板束钢绞线B、边跨顶板束TB、顶板束T、腹板束F、跨中底板束Z、跨中顶板TZ预应力减少20%对主梁运营阶段收缩徐变变形的影响,研究结果表明,顶板束预应力损失对主梁竖向下挠的影响最大。研究预应力损失影响对于控制主梁后期下挠,增加大跨混凝土连续刚构桥的长期性能具有重要的意义。     

预应力碳纤维带快速加固空心板的试验研究

体外锚固预应力碳纤维带加固是一种基于波形齿夹具锚(简称波形锚)的主动预应力加固技术,它采用非粘贴的、预制的、现场安装和张拉FRP片材的技术,施工速度很快。为了模拟实际桥梁的加固,特别寻找了1片废弃的10 m的预应力混凝土空心板梁进行快速加固试验。试验中对预应力张拉过程进行了测试,也对预应力损失进行了约7 d的观测,结果表明在张拉完成后3 h内预应力损失稍大,以后就非常微小,一条碳纤维带的有效预拉力达150 kN左右。最后也对空心板进行了加载试验,试验结果表明碳纤维带的强度发挥较充分,使得加固效果得到很大的提高。     

基于压电阻抗测试的预应力和预应力损失监测研究

针对预应力混凝土梁预应力值和预应力损失不能确定的情况,对预应力混凝土梁的预应力进行监测试验研究。用阻抗分析仪测得粘贴在预应力混凝土梁的压电陶瓷片在不同预应力值下的电导纳信号,采用相对共振频率偏移和数理统计指标偏移来评价预应力损失。通过共振频率和数理统计指标建立电导纳信号与预应力混凝土梁中预应力值之间的关系,同时通过相对共振频率偏移和数理统计指标偏移来建立电导纳信号与预应力混凝土梁中预应力损失之间的关系。结果表明,压电阻抗方法可用来监测预应力混凝土梁中的预应力和预应力损失的变化。     

通河松花江大桥连续箱梁锚下局部应力分析

针对大吨位群锚体系锚下局部应力分布复杂的问题,以通河松花江大桥连续箱梁预应力施工工程为背景,利用大型有限元分析软件建立边梁预应力锚下局部分析有限元模型。考虑预应力孔道挖空及OVM锚具的影响,对预应力张拉完成后、管道压浆前的最不利受力阶段进行数值模拟,揭示锚下应力分布规律。并据此对箱梁预应力体系进行优化,提出优化方案。结果表明:设计优化后箱梁顶、底板,腹板及端横隔板最大拉应力值降为2~4 MPa,对改善局部不利应力条件有较好效果。     

软土堤岸支护锚索预应力损失特征研究

预应力锚索已广泛应用于岩土支护工程中,但对于其在锚固后的预应力损失问题研究较少,特别是对软土中锚索张拉锁定后及后续工况影响下的预应力损失研究更鲜有报道。通过现场试验对软土堤岸支护工程中锚索预应力变化进行全程监测,研究与对比分析了锚索在张拉锁定、土体开挖和土体堆载后的预应力损失特征。结果表明,土体蠕变与钢绞线松弛是引起软土中锚索预应力损失的主要原因;锚索在锁定后30天预应力损失趋于稳定,预应力损失为10.5%;后续工况中的土体开挖与土体堆载对预应力锚索的影响作用相当于对张拉锁定后的锚索预应力损失进行荷载补偿张拉,经荷载补偿张拉后,锚索预应力初始值越大,预应力损失量越小。     

高墩大跨径连续刚构渡槽纵向预应力损失 对比分析研究

为研究高墩大跨径连续刚构渡槽纵向钢束预应力随施工进程的损失变化规律,以结构型式为(95. 95+180+95. 95) m的某高墩大跨径连续刚构渡槽为例,选取代表性的顶板、腹板预应力钢束作为研究对象,运用有限元分析软件进行数值模拟计算,并结合现场实际监测数据进行对比分析。结果表明:随着施工的进行,实测预应力损失与理论计算结果的变化趋势基本一致;顶板预应力损失表现为初期快速增长,中期呈跌宕式上升,后期有所下降;腹板预应力损失表现为前、中期平稳上升,后期有所下降;顶板、腹板钢束预应力损失发展趋势的区别表现为与悬臂段张拉的敏感性差异。     

波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁塑性铰长度研究

为研究波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度问题,采用有限元数值计算与既有试验数据相结合的方法,确定这类箱梁在地震等破坏荷载下的内力重分布及塑性变形能力。基于OpenSees平台建立了波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的非线性有限元数值计算模型,利用2个不同学者的试验数据,从破坏荷载、跨中挠度、体外预应力筋应力增量、混凝土压应变等方面验证了数值计算模型,并对比分析了计入剪切变形和不计入剪切变形对箱梁挠度的影响;在此基础上,对影响波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁塑性铰长度的参数进行了研究。最后,通过比较已有公式的塑性铰长度计算值与数值模拟值,提出了适合波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度计算式。结果表明:实际计算中可以不计入剪切变形对波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁挠度的影响;剪跨比和有效预应力对波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度有显著影响,而受拉钢筋面积和混凝土强度对该类箱梁塑性铰长度的影响相对较小。     

预应力筋预拉力对预应力加筋土挡墙静力性能影响

采用模型试验与数值模拟方法研究了预应力筋的预拉力对预应力加筋土挡墙的变形、土压力分布、墙面板基础反力和破坏模式等静力性能的影响,根据试验实测数据及数值计算结果分析了预应力加筋土挡墙的工作机理。结果表明:预应力筋施加预拉力后,顶部荷载作用下挡墙的墙面板位移、顶部沉降以及墙面板基础反力比未施加预拉力的情况均明显减小;预应力筋施加预拉力后,加筋区内部水平土压力显著增大,但分布并不均匀。预应力筋施加预拉力对填料内的剪切带影响不明显,但非加筋区顶部加载时,预应力筋的预拉力能够有效阻止剪切带在填筑区域内贯穿,提高了挡墙的稳定性。     

盾构隧道双液同步注浆GPR检测模型试验

为探究超大直径盾构隧道双液(C-S)同步注浆的填充效果,控制地层损失并保证隧道结构具有良好的受力和防水性能,以江阴-靖江过江盾构隧道为工程背景,测试并分析了单/双液浆拌和后48 h内的相对介电常数和电导率的时变特征规律,结果表明：双液浆的电性参数比单液浆变化趋势更稳定,相对介电常数在注浆后12～48 h趋于稳定,测试时间内电导率值分布在4.12～5.47 mS·m^-1区间。搭建了含注浆体空洞和厚度凿薄2种缺陷的管片-注浆体-土体多层介质足尺试验模型,在模型高度方向0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 m处分别设置5条测线,采用搭载400、900 MHz双频探地雷达(GPR)的车架随行式检测机构,对注浆后24、48 h注浆体开展探测试验;利用自主开发的TGIS软件对试验数据进行去除背景、滤波、增益等处理,结合基于有限时域差分法的gprMax数值模拟结果对比,从单道波形和成像结果两方面分析了不同频率和不同检测时间下GPR的成像规律及检测效果,发现注浆后48 h内的双液浆电性参数变化对GPR反射波形的相位和振幅影响较小,该时段内可作为双液浆检测的合适时机。注浆体厚度凿...     

大跨度连续刚构桥悬臂施工期预应力损失及其对策探究安排

以重庆某高速公路跨沟大桥实际工程为研究对象,通过有限元分析方法,对连续刚构桥悬臂施工期预应力损失进行了研究。结果表明:随着混凝土加载龄期的增长,预应力钢筋各项预应力损失值逐渐减少,在实际施工过程中,加载龄期不可能无限延长,在进行大跨度预应力混凝土连续刚构桥的预应力筋损失值的控制时,需要确定合理加载龄期。通过施工期的有限元分析,加载龄期为7 d时较合适。在预应力损失所有项目中,占比重最大时摩擦损失,管道以及钢绞线成形质量间的摩擦是摩擦损失的主要起因。为了使施工的摩擦降到最低,就得控制管道成形质量以及合理的优化钢绞线穿束质量;预应力的损失可以通过合理的计算引申量来减少;另外为了减少预应力的损失还可以加强预张拉和持荷时间等。