现行铁路桥规中预应力钢筋锚固损失计算方法的改进

在推导现行铁路桥梁设计规范中预应力钢筋有效预应力计算公式的基础上,分析现行铁路桥梁设计规范中预应力钢筋反向摩阻计算公式与摩阻损失计算公式间的不协调和应用时的缺点,给出预应力钢筋锚固损失的实用简化计算公式。从预应力钢筋微段的平衡条件出发,考虑预应力钢筋的变形协调及应力连续条件,建立预应力钢筋锚固损失的精确计算公式,揭示预应力钢筋张拉时摩阻作用与锚固时反摩阻作用的差异,对完善现行铁路桥梁设计规范中的反向摩阻计算方法提出改进建议。研究结果表明:反摩阻作用小于摩阻作用;为了提高计算精度,可将按现行铁路桥梁设计规范计算的锚固损失结果乘以小于1的修正系数,并考虑预应力钢筋实际线型的影响。     

高强混凝土T型梁极限承载力计算与参数分析

高强混凝土的强度和变形特性与普通混凝土的相比有较大差别。考虑高强混凝土材料非线性影响,采用三维8节点的加筋混凝土实体单元模拟钢筋混凝土的结构,进行预应力高强混凝土T型梁的全受力过程仿真分析。分析结果表明:预应力高强混凝土T型梁的受力全过程可以划分为预加力反拱、混凝土开裂、钢筋屈服、混凝土破坏4个阶段;T型梁达到极限承载力时的荷载—挠度曲线接近水平线。对影响预应力高强混凝土T型梁极限承载力的主要参数进行分析,给出不同标号高强混凝土T型梁的配筋率、高跨比及预应力度的建议值,并建议预应力高强混凝土T型梁设计成预应力钢筋少、张拉控制应力大、配置普通钢筋的“部分预应力混凝土”结构。     

无粘结CFRP筋部分预应力混凝土简支梁试验与分析

用CFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer）筋替代高强钢筋作预应力筋，用普通钢筋作非预应力筋，可避免因预应力筋锈蚀而引起的结构物承载力下降和耐久性降低。为解决CFRP筋锚固问题，在XM夹片锚具与CFRP筋间设置2个一定长度的半圆钢管，通过填充于2个半圆钢管与CFRP筋间的环氧树脂，将张拉及锚固时锚具的夹持力较均匀地分布给夹持区的CFRP筋。根据综合配筋指标的不同，设计和完成了4根以CFRP筋作无粘结预应力筋、普通Ⅱ级钢筋作非预应力筋的无粘结部分预应力混凝土简支梁试验。试验表明：试验梁的平均裂缝间距仅与非预应力筋直径、有效配筋率及混凝土保护层厚度有关，与无粘结CFRP筋的配置无关。使用阶段按应力增量类比，将无粘结CFRP筋等效为有粘结非预应力筋的换算系数，取为0．35；裂缝分布不均匀系数为1．31；给出计算结果与试验结果吻合良好的裂缝宽度及刚度计算公式；获得了这类梁中无粘结CFRP筋极限应力增量随综合配筋指标增大而线性减小的变化规律，进而基于力的平衡提出了这类梁正截面承载力计算公式。     

预应力效应对自复位高墩地震反应的影响

为探讨预应力效应对自复位高墩地震反应的影响,本文给出自复位高墩中预应力钢筋的布置,分析预应力钢筋作用机制,建立考虑了钢筋屈服引起的预加力损失的预应力钢筋单元恢复力模型,给出通过初应变模拟预应力钢筋中初始预加力的方法。基于OpenSees(地震工程模拟的开放体系)建立自复位高墩地震反应分析模型,探讨预应力钢筋、初始预加力及预加力损失对桥墩地震反应的影响。结果表明:预应力钢筋及其初始预加力会增大墩底的地震弯矩、控制桥墩的竖向提离,预加力损失可以减小墩底的地震弯矩。     

无腹筋部分预应力UHPC薄腹梁抗剪性能试验研究

为研究高强钢筋无腹筋部分预应力UHPC薄腹梁的抗剪性能,对7根不同剪跨比和预应力度的试验梁进行抗剪试验,验证其平截面假定,并对其承载力、延性、斜裂缝倾角及宽度、预应力筋应力增量和挠度等进行分析。研究结果表明:试验梁不完全满足平截面假定;梁的极限承载能力随剪跨比的增加而减小、随预应力度的增加而增大,延性的变化规律与之相反;斜裂缝倾角和宽度均随剪跨比和预应力度的增加而减小;同级荷载下预应力筋的应力增量随剪跨比的减小和预应力度的增加而减小。弹性阶段预应力度越大,梁的反拱值越大,挠度越小;弹塑性阶段剪跨比越大,梁的变形越大,刚度退化越快。提出高强钢筋部分预应力UHPC梁抗剪承载力计算的建议公式。     

疲劳荷载后重载铁路桥梁剩余静载承载力试验研究

基于应变和振幅的疲劳试验实时测试系统,通过10片1/6缩尺模型梁疲劳试验,研究重载铁路桥梁疲劳后静载破坏形态以及振幅、刚度、非预应力筋和预应力筋应变、混凝土应变随反复荷载次数的变化规律。研究表明:重载铁路32m预应力混凝土梁疲劳后剩余静载承载力演变呈现"Z"字形三折线的3个阶段,即基本不变阶段、直线下降阶段和压弯失稳破坏阶段。第一阶段,疲劳后试件静载破坏形态与普通静载破坏形态相同,试件静载承载力基本保持不变;第二阶段,试件静载承载力直线下降,直至压弯失稳破坏,最终梁的剩余静载承载力降至原有承载力的50%~60%,主要由预应力筋提供。与普通静载破坏试验相比,疲劳后静载破坏试验不同的地方主要表现在混凝土、梁底普通钢筋和预应力筋等材料的应力-应变本构关系上,受压区混凝土残余应变不断增加,变形模量降低了20%~30%,普通钢筋和预应力筋残余应变也明显增加,但弹性模量和屈服强度(预应力筋极限强度)基本不变。     

普通钢筋混凝土梁的体外预应力加固

体外预应力技术是加固既有钢筋混凝土结构最有效的方法之一，可提高结构的承载能力和耐久性，降低钢筋疲劳应力幅度。文中通过一座普通钢筋混凝土桥的加固设计实例，介绍了普通钢筋混凝土梁体外预应力加固的适用范围、设计原则、计算方法及应注意的问题，同时建立了加固时的预应力钢筋用量计算的简化公式。     

BIM技术在高速铁路32m简支箱梁钢筋优化设计中的应用

我国高速铁路桥梁以32 m预应力混凝土简支梁桥为主，在32 m简支箱梁结构优化设计的基础上，为提高设计精度、优化钢筋布置、节省钢材用量、降低施工难度，将BIM技术应用到32 m简支箱梁的钢筋优化设计中。基于BIM技术在铁路工程领域的应用研究，采用Bentley平台软件对优化后的32 m简支箱梁进行BIM建模，主要结论如下：(1)实现了精细化简支箱梁BIM模型，外部结构包含参数化箱梁主体、梁体孔道、吊梁混凝土块等细部结构，内部结构包含全部梁体钢筋、预应力体系和多种预埋件等结构，以三维可视化的方式将各结构之间的空间位置关系表达清楚；(2)采用软件的冲突校核功能进行钢筋碰撞检查，重点针对梁端处、梁截面变化段及预应力管道周围的钢筋进行优化设计，共节省钢筋用量1 281.59 kg,约占整孔箱梁钢筋用量的2.5%;(3)对箱梁的内部结构进行BIM模型还原与钢筋深化设计，提前解决施工难题，现场指导钢筋大样的制作、梁体钢筋的试拼与绑扎，显著减少施工过程中的钢筋安装问题，可为铁路简支箱梁的BIM技术应用提供参考。     

京沪高速铁路宿州梁场箱梁钢筋整体绑扎施工技术

京沪高速铁路后张法预应力简支双线箱梁钢筋骨架采用整体绑扎和整体吊装工艺,梁场独立设计的箱梁钢筋骨架整体绑扎胎具和钢筋骨架整体吊装吊具,有利于保证箱梁钢筋骨架的绑扎质量,减少钢筋骨架吊装过程中的变形。钢筋整体绑扎胎架及吊具设计独特,思路新颖,对客运专线及高速铁路建设后张法预应力简支双线箱梁钢筋骨架的绑扎有重要参考价值。     

部分预应力混凝土结构开裂后的钢筋应力增量计算

混合配筋的部分预应力混凝土结构，由于两种钢筋与混凝土粘结性能存在差异，故其开裂后两种钢筋应力增量会有不同的分配关系，文章介绍结构开裂后钢筋应力增量的计算方法，算例证明计算值与试验值吻合较好。     

CRTS Ⅱ型轨道板预制生产线钢筋内应力和摩阻力测定技术

结合京沪高速铁路固镇轨道板场2×42预制生产线的施工经验,系统介绍CRTS Ⅱ型轨道板预应力钢筋摩阻力的产生原因,以及预应力钢筋内应力和摩阻力测定原理、测定方法,为计算确定CRTS Ⅱ型轨道板预应力钢筋内应力,并确保力学性能指标符合设计要求提供一种可供参考的检测方法。     

无粘结预应力混凝土超静定结构力筋应力增量计算的能量法

以结构系统势能驻值原理为基础，提出了无粘结预应力混凝土超静定结构预应力钢筋应力增量计算的能量法，给出了无粘结预应力混凝土连续梁在均布荷载作用下无粘结预应力筋应力增量的求解过程，与目前已有方法进行了比较，验证了按能量法求解的实用性。     

混凝土连续梁板中无黏结CFRP筋应力增长规律

使用CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)筋代替高强钢筋作为预应力筋,环氧涂层钢筋作为非预应力筋,可避免因预应力筋锈蚀而引起的结构物承载力下降和耐久性降低。把握无黏结CFRP筋应力增长规律是准确计算无黏结CFRP筋预应力混凝土梁(板)刚度、裂缝开展宽度及抗弯承载力的基础。针对无黏结预应力混凝土梁板在承载过程中无黏结CFRP筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法及弯矩-曲率非线性分析法,编制可用于分别考察正常使用极限状态和承载能力极限状态无黏结CFRP筋应力增长规律的计算程序。基于大量电算分析结果,得到受拉区非预应力筋配筋指标、预应力筋配筋指标、CFRP筋弹性模量、加载形式、跨高比、预应力筋合力点至受压区边缘的距离、受压区非预应力筋及受压翼缘等参数对正常使用阶段及正截面承载能力极限状态下连续梁板中无黏结CFRP筋应力增长的影响规律;建立部分预应力混凝土连续梁板中无黏结CFRP筋在正常使用阶段和正截面承载能力极限状态下应力增量的计算公式。     

冲击回波法检测混凝土管道灌浆质量的影响因素分析

针对铁路桥梁中预应力混凝土管道灌浆缺陷,在混凝土板布设预应力管道研究影响冲击回波法检测管道缺陷的因素,包括预应力钢筋位置、测试断面、缺陷程度、管道材质。采用数值模拟和现场试验结合的方法对影响因素进行了分析。结果表明:普通钢筋以及预应力钢筋所处位置对缺陷检测结果影响不大;波纹管的材质、测试断面、缺陷程度对检测结果有较大影响。     

CRTSⅢ型先张预应力轨道板设计及制造技术

为进一步完善板式无砟轨道预应力混凝土轨道板体系和无砟轨道系统技术,开展CRTS Ⅲ型先张法预应力轨道板的系统研究。从CRTS Ⅲ型先张预应力轨道板型式尺寸、预应力体系选择、预应力钢筋选型和结构及接口设计方面进行论述和分析。阐述轨道板"矩阵单元法"生产工艺流程,以及钢筋骨架入模、连接器安装、预应力钢筋张拉、混凝土浇筑及养护和预应力放张及轨道板脱模主要生产工序。为降低建场成本、提高轨道板生产机械化程度和实现关键工装设备的可重复利用,提出应进一步深化轨道板制造技术研究。     

Φ7高强预应力钢丝管桩技术经济分析

Φ７高强预应力钢丝管桩技术经济分析丰台桥梁厂钱树青丰台桥梁厂在１９６６年研制预应力混凝土管桩时，可以选择的预应力钢筋有两种：一是Φ１２热轧Ⅳ级螺纹钢；另一种为Φ５ｍｍ预应力高强钢丝。后者虽很适合作预应力筋，但当时镦头工艺没有解决，对法兰桩配筋也嫌麻烦...     

192 m双线铁路预应力混凝土连续刚构桥墩梁结合部施工技术

结合裹渝二线牛角坪铁路双线特大桥墩梁结合部施工实例,介绍其0系的设计与施工以及预应力粗钢筋、非预应力钢筋安装、大体积混凝土浇筑等技术.     

高速铁路先张法轨道板预应力传递长度研究

预应力传递长度是先张法预应力轨道板结构设计的关键参数。基于直径10mm螺旋肋钢丝与混凝土黏结-滑移本构关系,运用有限元软件ANSYS,分析预应力钢筋端部不设置和设置锚固板时先张预应力轨道板的混凝土压应变、预应力钢筋轴力和滑移区长度,研究预应力钢筋端部设置锚固板对减小预应力传递长度的作用机理。结果表明:锚固板承担了大部分预应力钢筋的张拉力,从而有效减小预应力钢筋和混凝土间的滑移区长度和滑移量,使得轨道板的预应力传递长度也显著减小。在直径为10mm的螺旋肋钢丝端部不设锚固板和分别设置直径为20和40 mm的锚固板,进行轨道板试件传递长度试验,得到的预应力传递长度分别为425,225和225mm,可见设置锚固板后可减小预应力传递长度47.06%;当锚固板的直径达到一定值后,其对轨道板试件预应力传递长度的影响较小;随时间的增加,无锚固板的轨道板试件预应力传递长度呈增大趋势,而设置锚固板的轨道板试件预应力传递长度则相对稳定。     

体外预应力加固铁路盖板涵静载试验研究

以目前大秦铁路负荷日趋增大,桥梁的既有损伤不断加重,桥梁不断老化、破损为背景,就盖板涵体外预应力加固课题,对预应力钢筋锚固、预应力的大小等进行了模型试验研究,获取了盖板加固前后的混凝土应变分布、混凝土与钢筋的应力、盖板挠度等数据。试验分析表明,体外预应力加固的方法是可行有效的,施加一定的体外预应力可以大幅度提高盖板涵的承载能力。     

潭中高架桥箱梁的施工技术

介绍了柳州市潭中高架桥预应力混凝土连续箱梁的支架体系，模板体系，普通钢筋，混凝土灌注，预应力筋的张拉及压浆等各个环节的施工情况和技术措施。此项工程中采用轻型钢管支架施工，可为今后同类型工程的施工提供参考经验。