预应力钢——混凝土组合梁的预应力技术

分析了预应力钢-混凝土组合结构与普通体外预应力结构的预应力技术不同之处,讨论了预应力钢-混凝土组合梁的预应力应力损失计算方法、预应力增量计算方法和预应力筋防护技术.指出预应力损失计算时需要考虑混凝土翼板的非自由变形,其中钢梁对混凝土翼板的约束作用最为明显.回顾了无粘结预应力筋应力增量的计算方法,并认为基于能量的计算方法更适合预应力钢-混凝土组合结构.最后还介绍了国外预应力防护技术.     

预应力高性能混凝土桥的预应力损失比较

在5片预制预应力高性能混凝土梁中埋设振弦式应变传感器,从制作起测其应力已有3年.通过测试梁预应力钢束处混凝土应变变化来反映预应力的变化.实测总预应力损失约为总张拉应力的28%,较高压应力使高性能混凝土梁的预应力损失比普通混凝土梁大.按美国国家公路与运输协会标准制定的标准荷载抗力系数(AASHTO LRFD)和美国公路合作研究组织(NcHRP)18-07课题中推荐的相关标准分别计算出预应力损失,并与实测值进行对比.对第2跨梁的平均预应力损失进行评估,采用AASHTO LRFD法估高了20%,而采用NCHRP法估低16%,NCHRP法更具包容性和地域适应性.按实测数据计算弹性压缩预应力损失并考虑第2跨连续梁不均匀收缩所得平均实测预应力损失值与按照NCHRP法计算值之间误差在10%以内.     

自预应力钢管混凝土受压构件极限承载力的计算

采用在管内核心混凝土中添加膨胀剂使其发生体积膨胀的方法,改善了钢管混凝土特性,提高了钢管混凝土构件的极限承载力。以巫峡长江大桥"化学自预应力钢管砼在桥梁上的应用研究"课题试验成果为基础,针对自预应力钢管混凝土与普通钢管混凝土的区别仅在核心混凝土应力状态不同的特点,建立了混凝土的等效轴心抗压设计强度概念,导出了试件混凝土等效轴心抗压设计强度与膨胀剂掺量(膨胀量)的函数关系,为解决化学自预应力钢管混凝土受压试件极限承载力的计算提供了一种可行和有效的方法,为该种构件的应用和后续研究工作奠定了基础。     

外贴FRP加固预应力混凝土梁正常使用极限状态研究

对外贴FRP加固预应力混凝土桥梁正常使用极限状态的抗裂和变形性能进行初步研究。在线弹性混凝土本构模型假定的基础上,推导考虑纤维预张应力影响的性能指标计算公式,并分析纤维预张应力对正常使用极限状态性能指标的加固意义。在此基础上,分析线弹性混凝土本构假定的模型误差及性能指标对非线性混凝土本构模型的参数敏感性,进而提出相应的修正计算方法。     

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。     

一种降低混凝土弹性压缩预应力损失的方法

根据弹性变形的可恢复特性，提出一种利用临时预应力钢束放松时产生的弹性恢复变形，来减小由于混凝土弹性压缩引起的预应力损失的方法。给出了考虑临时束作用的弹性压缩损失计算公式，着重介绍了可供工程应用的简化计算方法。通过算例验证了该方法的有效性，对在工程中的具体应用给出了建议，并提出需要进一步研究的问题。     

一种降低混凝土弹性压缩预应力损失的方法

根据弹性变形的可恢复特性,提出一种利用临时预应力钢束放松时产生的弹性恢复变形,来减小由于混凝土弹性压缩引起的预应力损失的方法.给出了考虑临时束作用的弹性压缩损失计算公式,着重介绍了可供工程应用的简化计算方法.通过算例验证了该方法的有效性,对在工程中的具体应用给出了建议,并提出需要进一步研究的问题.     

预应力在钢-混凝土组合梁剪力键中的传递

针对混凝土翼板设置后张预应力的连续组合梁,建立预应力从梁端混凝土向组合梁全截面传递的力学模型,根据连接件剪切滑移本构关系及预应力束对称截面处的界面滑移为零的边界条件,解得混凝土翼板轴力、钢梁轴力及界面剪力的分布函数,求得组合梁考虑连接件柔性的混凝土有效预压应力。结果表明,影响组合截面内力分布的主要因素是剪力连接件的滑移刚度、预应力束长度及混凝土板与钢梁的轴向刚度比;预应力束越长,界面剪力分布越平缓,界面滑移愈小。     

预应力混凝土桥梁起拱度的计算方法

利用预应力混凝土梁弹性－徐变统一计算理论和杆件有限元的知识，对某预应力混凝土桥梁的起拱度进行计算，并探讨了混凝土徐变系数的变化对该桥起拱度的影响。     

自密实混凝土—预应力加固小箱梁的极限承载力试验研究

以某高速公路特大桥的连续预应力混凝土小箱梁为试验对象,通过对自密实混凝土—预应力加固混凝土箱梁的极限承载力对比试验,研究自密实混凝土—预应力加固方法对此类结构开裂后的加固效果.试验结果表明:加固后小箱梁的极限承载力大幅提高;自密实混凝土与旧混凝土结合紧密,两者变形协调良好.且加固效果良好.     

预应力混凝土路面的温度应力分析方法

针对混凝土路面的力学分析通常采用弹性半空间地基模型,考虑到预应力混凝土路面的特点,采用板底摩阻力的迭代处理模型和多向影射无界元,提出用有限元-无界元耦合的方法计算预应力混凝土路面的应力和变形.计算结果表明分析模型是正确的,新计算方法具有结点数目少、精度高、便于网格自动形成等特点.     

基于竖向预应力筋检测方法的竖向预应力外露段力学模型分析

在视竖向预应力筋外露段为悬臂梁模型的基础上,提出竖向预应力筋平面弹性支承模型和空间弹性支承模型,弹性支承模型不仅能模拟竖向预应力筋外露段悬臂梁模型的抗弯刚度,而且能模拟纵向的弹性刚度。悬臂梁模型通过检测外露段的频率计算该模型竖向预应力筋锚固端刚度K值,结合工程试验数据,弹性支承模型K与T的变化关系与悬臂梁模型K与T的变化关系具有一致性,且弹性支承模型的计算式简单,概念明确,更有利于推广。     

预应力混凝土梁徐变及其可靠性影响分析

徐变对混凝土结构有着重要的影响,尤其对于预应力结构,混凝土处于较高应力作用下徐变效应更为明显。本文对持续荷载作用下的预应力混凝土梁变形和预应力损失进行了试验,并基于混凝土徐变的B3模型和按龄期调整有效模量法,进行了梁变形和预应力损失的数值模拟计算,计算结果与试验数据对比表明该模型对预应力混凝土梁的徐变计算适用。通过对徐变数据库统计分析,给出混凝土徐变参数的变异系数,并在此基础上计算了徐变对预应力混凝土梁的可靠度影响。结果表明梁体挠度的可信区间的范围前期较后期小,梁体的变形在后期取值范围比较大,从而增加了梁失效的可能性。     

体外预应力钢-混凝土组合梁受弯过程的数值分析及试验研究

体外预应力钢-混凝土组合梁在桥梁工程中的应用日渐广泛.而确定预应力钢-混凝土组合梁受弯承载能力的困难在于,承载能力极限状态下,钢-混凝土交界面处存在着剪切滑移,预应力钢索的应力大小不确定.笔者考虑钢-混凝土交界面处剪力连接件极限强度,及承载能力极限状态下预应力钢索的应力状态,建立了预应力钢-混凝土组合梁受弯承载能力的有限元数值计算方法.通过试验梁的试验数据对比,说明采用有限元模型对实际工程中的预应力钢-混凝土组合梁进行模拟是可靠的.     

体外预应力组合梁桥预应力损失计算

为准确计算体外预应力组合梁桥预应力损失值,在已有研究的基础上,总结导致该类型梁桥预应力损失的6个关键因素(预应力筋回缩和锚具变形、预应力筋与转向块之间的摩擦、预应力筋松弛、混凝土徐变、混凝土收缩、温度变化),并分别推导了相应的简化计算方法.计算预应力筋回缩和锚具变形以及摩擦引起的预应力损失时采用材料力学方法和平衡原理;计算预应力筋松弛引起的预应力损失时参考预应力混凝土梁的相关经验公式并结合试验结果进行修正;计算混凝土徐变、收缩以及温度效应引起的预应力损失时近似采用力法原理和等效荷载法.     

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。     

预应力混凝土路面的温度应力分析方法

针对混凝土路面的力学分析通常采用弹性半空间地基模型，考虑到预应力混凝土路面的特点，采用板底摩阻力的迭代处理模型和多向影射无界元，提出用有限元-无界元耦合的方法计算预应力混凝土路面的应力和变形。计算结果表明分析模型是正确的，新计算方法具有结点数目少、精度高、便于网格自动形成等特点。     

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。     

双预应力混凝土构件弹性压缩应力损失计算

简要叙述了双预应力混凝土构件的工作原理,并导出了简支状态下后压法双预应力混凝土构件由于混凝土弹性压缩引起的应力损失的计算方法。     

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.