考虑非对称摩阻影响的后张预应力锚固损失计算方法

为改进后张预应力混凝土梁直线、曲线混合布束的预应力锚固损失计算方法,提高预应力锚固损失的理论计算精度,对预应力钢束微段建立静力平衡方程; 利用不同钢束形状间的变形协调关系和应力连续条件,考虑设计中预应力钢束直线、曲线混合分布的实际影响参数与正、反摩阻损失差异,建立了针对预应力混合布束锚固损失求解的分段逼近理论,推导了预应力锚固损失精确计算公式,并编制了Python程序,实现了自动求解与简化计算; 通过现场足尺模型试验比较了精确公式与现行公路和铁路桥梁设计规范中预应力锚固损失理论算法的计算误差。研究结果表明：后张预应力直线、曲线混合布束锚固时反摩阻效应小于张拉时的正摩阻效应,且实际中反摩阻影响长度与现行桥梁设计规范算法有较大偏差; 采用提出的方法推算的反摩阻影响范围总体与中国铁路桥梁设计规范更为接近,在精度和离散度方面比现行公路与铁路桥梁设计规范分别高出16.7%和14.9%,且与模型试验数据的相关度更高,变异性更小; 在后张预应力混凝土结构相关研究中应考虑实际预应力直线、曲线混合布束线形与不对称正、反摩阻效应的影响,采用分段逼近法计算钢束预应力锚固损失; 在进行后张预应力混凝土结构设计时,从简化计算的角度考虑,建议采用现行铁路桥梁设计规范计算反摩阻效应。     

预应力钢束摩阻损失试验与有限元分析研究

为了解有效预应力下桥梁结构的受力状况以及应力分布,对某连续梁桥的长弯预应力筋布置测点,实测了多根预应力筋的摩阻损失值,确定了其摩擦损失参数μ、k值。将测点处混凝土应力实测值与ansys模型在理论摩阻下的计算值对比分析,结果表明,实际摩阻损失率比理论摩阻损失率大11.96%;除个别截面受支承处的局部效应影响外,梁体其他截面受力较为平顺,应力的量值也不大。     

应用参数化技术开发预应力钢束设计CAD系统

论述了参数设计技术的基本概念,对预应力钢束设计的方法进行了分析研究。在此基础上,建立了钢束纵向及横向设计参数模型,详细探讨了预应力钢束设计ＣＡＤ系统中参数化设计的实现方法。     

在役混凝土简支梁有效预应力计算

为了对在役混凝土桥梁结构永存预应力和实际承载能力进行评估, 用后张法测试混凝土简支梁在不同预应力值作用下的自振频率和在相同预应力值、不同竖向力值作用下的挠度, 以混凝土简支梁的振动基频随预应力作用值的增大而有规律地增大为基础, 回归出简支梁的有效刚度与预应力函数表达式, 计算出PC简支梁的挠度计算值, 并与试验测试挠度值进行了比较。结果表明, 在混凝土受拉区开裂前, T型梁和实心板梁的计算结果误差均不超过10%, 其中实心板梁有80%的测试数据误差在±5%以内; 空心板梁的计算结果误差不超过15.71%, 有73.3%的误差不超过10%;用实测简支梁基频和挠度可推算出简支梁的有效预应力, 可进行预应力混凝土结构的安全评估。     

后张法预应力混凝土施工方法

后张法预应力混凝土多用于城市立交桥和高速公路、普通公路的上跨桥，其特点是外形美观、整体性好，但施工难度比简支板大，工期长。本文主要阐述了后张法预应力混凝土箱梁的施工方法。     

后张法预应力混凝土施工方法

后张法预应力混凝土多用于城市立交桥和高速公路、普通公路的上跨桥,其特点是外形美观、整体性好,但施工难度比简支板大,工期长.本文主要阐述了后张法预应力混凝土箱梁的施工方法.     

竖向预应力作用效果的数值模拟与预应力损失的试验研究

对箱梁竖向预应力筋张拉引起的混凝土竖向应力和螺纹钢筋的应力进行了有限元计算和现场测试分析,测试结果表明预应力损失离散性很大,而且预应力损失可能高达50%.这是由于箱梁的高度有限,竖向预应力筋的长度都比较短,因而在达到张拉控制应力时高强精轧螺纹粗钢筋的伸长量有限.目前的竖向预应力锚固技术尚存在不足,在锚固时稍有不慎造成钢筋回缩量偏大,很容易造成预应力损失.     

后张法预应力混凝土T梁施工技术研究

预应力T梁是目前公路桥梁常用的形式之一,具有强度高、跨径大、抗裂能力强等优点。后张法施工是预应力张拉主要的施工工艺,适用于大构件及结构的现场施工,但工序多、工艺复杂。本文结合具体的工程实例,并查阅了相关文献资料,对后张法预应力混凝土T梁制作及质量控制要点进行了系统阐述,总结了一些合理可行的施工技术,为同行提供借鉴参考。     

后张预应力预制混凝土框架中节点的数值模拟

为了解决有限元研究中预制混凝土框架节点处新旧混凝土叠合层界面黏结与穿过叠合层钢筋难以模拟的问题,讨论了有限元软件ABAQUS中模拟新旧混凝土叠合层黏结性能的不同方法,引入叠合层的黏结滑移本构和钢筋的剪切-滑移模型相结合的本构关系,建立后张预应力预制混凝土框架中节点非线性有限元分析模型,计算结果与足尺模型的试验结果吻合较好,并在此基础上重点开展了轴压比、混凝土强度、预应力筋有效应力及筋黏结构造(全黏结、部分黏结和无黏结)等有限元参数分析.分析结果表明:轴压比由0.2增加到0.4时,承载力提高了11%,由0.4增加到0.6时,承载力增加不明显;提高混凝土强度、增加有效预应力可显著提高承载力;预应力筋黏结构造对节点承载力影响不显著,增加无黏结长度,可一定程度延缓节点的屈服.     

关于预应力长束设置的一点意见

在贵刊第10卷第5期上,看到古兰玉工程师所写《孔道线形复杂预应力损失及力筋伸长量的试验研究》,拜读之后认为：在施工实践中遇到预应力长束在穿过多个反向S弯的孔道中摩阻力过大致使预应力筋伸长减小,无法满足规范规定的伸长量,采取在施工现场做相应试验,得出符合实际的摩阻值,并取得设计单位的认可,改变张拉控制力使得预应力束压到预应力混凝土梁体的实际预压力更加接近设计的预压力数值,解决了施工中的实际问题,应该说是可行的,效果也是较好的,这个成效是肯定的。针对预应力长束问题,我提一些个人看法。按照我国规范的规定和相关文献,多个反向S弯孔道的长束都要降低预应力束的效果,使实际压到混凝土梁体上的预应力相应要降低,从而预加应力值大     

Unified analogue method of effective prestress for post-prestressed tendon

In order to obtain the present effective prestress and its longitudinal distribution of prestressed tendon during the process of inspection and evaluation, a unified analogue method was put forward. Based on the theory for calculating instantaneous prestress loss of the tendons with complicated geometry, a universal numerical model was established. Therefore, the distribution of effective prestress could be simulated after recognizing the nominal coefficients of prestress loss with the obtained stress data of objective steel tendon. The numerical simulation results of a full-length tendon of a three-span continuous beam bridge show that the relative errors between the calculated value and the value in the code are within 5%, which meets the requirement for engineering application.     

基于裂缝宽度的部分预应力混凝土梁设计方法

为了简化部分预应力混凝土梁的设计过程, 减少设计试算的次数, 缩小预应力筋用量的取值范围, 提出了基于裂缝宽度的部分预应力混凝土梁设计方法; 从正常使用状态的裂缝宽度出发, 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004) (简称《公路规范》) 中对裂缝宽度的规定, 通过最大裂缝宽度求解受拉区普通钢筋的应力, 并建立关于开裂截面中性轴高度的一元三次方程; 根据预应力筋的有效应变要求, 结合《公路规范》中最小配筋率的规定, 得到了预应力筋用量的上、下限; 给出了设计方法的主要步骤和具体验算过程, 并设计了1根T形截面试验梁, 以验证设计方法的合理性。研究结果表明: 验算梁的抗弯承载力及预应力筋用量的上、下限满足规范要求; 试验梁的荷载与挠度基本呈现三折线关系, 在外荷载为50.0kN时, 试验梁跨中出现裂缝, 外荷载为128.5kN时, 试验梁受拉普通钢筋屈服, 外荷载为157.8kN时, 试验梁跨中混凝土压碎破坏, 试验梁总体呈延性破坏特征, 满足承载性能要求; 在受拉普通钢筋屈服前, 试验梁实测最大裂缝宽度为0.18mm, 未超过预估的最大裂缝宽度0.20mm, 满足正常使用要求。可见, 提出的设计方法合理、可行, 能够简化部分预应力混凝土梁的设计过程。     

基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能, 利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型, 对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型, 应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献, 梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型; 利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性, 采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明: 混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好, 弹性阶段的T梁刚度折减不明显, 非线性阶段刚度发生明显折减, 跨中预应力钢筋应力增长幅度最大, 因此, 混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。     

在役混凝土桥梁构件可靠性实用评估方法

为了实现对在役混凝土桥梁构件可靠性的快速评估, 建立了考虑活载影响修正系数及评估基准期影响的汽车荷载效应概率模型, 给出了基于抗力分项系数和界限系数的在役混凝土桥梁构件承载力等级的评定标准。以构件的受力状态、抗力损伤程度、汽车荷载效应与恒载效应之比及评估基准期4个主要因素为依据, 通过大量运算提出了在役桥梁构件承载能力可靠性评估方法。依据《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T50283—1999)中的方法求得一座在役桥梁可靠指标为4.21, 对应结构安全等级为二级; 采用本文方法得到检算指标为0.994, 评价结果为二类, 与规范评定的结果接近, 表明该方法简便、可行。     

多孔混凝土的渗透系数及测试方法

为了有效测量多孔混凝土的渗透系数, 通过分析渗透系数的物理基础, 提出确定Darcy定律对多孔混凝土适用范围的方法, 根据常水头渗透试验原理, 考虑侧壁渗漏、套筒尺寸及测压管位置等因素, 研制出简单实用的常水头多孔混凝土渗透仪, 分析了影响渗透系数测试的试件性状和水等因素, 提出多孔混凝土渗透系数测定的试验操作过程及数据处理方法, 测试了多孔混凝土在不同配合比时的渗透系数。结果表明多孔混凝土具有良好的排水性能, 其常见配合比的渗透系数均大于10 cm.s^-1, 同时渗透系数和有效空隙率之间符合相关系数为0.968 1的幂指数关系, 可见常水头测试方法可准确有效地测定多孔混凝土的渗透系数。     

劲性骨架拱桥主拱圈混凝土四工作面浇筑法

为研究受力合理、施工方便、经济性好的劲性骨架拱桥主拱圈混凝土浇筑工作面设置方法, 以南盘江特大桥为对象, 分析了从两拱脚对称浇筑第1环混凝土在劲性拱骨架上产生的瞬时应力变化过程, 做出了劲性骨架主要控制截面的应力过程线, 提出了在全拱纵向对称设置4个工作面的主拱圈混凝土浇筑方法, 并将工作面分别设置在拱脚截面和控制性应力过程线峰值处, 使半跨内2个工作面上混凝土在劲性骨架中产生的应力增量异号, 以抵消部分应力; 通过分段拟合绝对控制应力过程线上升段和下降段的连续函数, 合理调整了混凝土的浇筑长度和顺序, 降低了劲性骨架的瞬时应力和变形; 讨论了四工作面浇筑法的施工操作性和经济性, 并采用该方法分析了南盘江特大桥主拱圈第1环混凝土浇筑过程中劲性骨架的应力和变形。研究结果表明: 拱脚管内混凝土应力过程线为控制性应力过程线且为单波曲线; 提出的先跨内、后拱脚, 并按拟合函数计算的长度进行南盘江特大桥混凝土浇筑的四工作面法是合理的, 该桥劲性骨架最大瞬时拉、压应力分别降至0.4和23.5 MPa, 被较好地控制在材料强度范围内, 拱顶无上挠, 最大瞬时下挠和环末下挠分别为192、82 mm, 拱轴线不发生反复变形; 四工作面浇筑法所需设备和人员较少, 具有良好的操作性和经济性, 适合于劲性骨架拱桥主拱圈混凝土浇筑, 可为同类桥梁采用。     

素混凝土柱极限承载力计算方法

开展了19根素混凝土柱极限承载力试验, 提出了素混凝土柱长细比和偏心率的合理取值范围, 采用非线性有限元方法对试验柱承载力进行计算, 通过理论分析和试验数据回归, 提出了素混凝土柱极限承载力计算方法。计算结果表明: 当试验柱长细比大于15与偏心率为0.3时, 素混凝土柱的破坏模式为截面受拉破坏, 未能充分发挥混凝土以受压为主的材料性能; 当试验柱长细比不大于15与偏心率不大于0.3时, 其破坏模式为截面受压破坏。承载力有限元算法计算值与试验值的平均比值为0.995, 方差为0.001 8, 计算值与试验值吻合较好, 有限元算法可用于素混凝土柱的参数分析。提出的素混凝土柱极限承载力计算方法考虑了长细比和偏心率对承载力影响的耦合作用, 其计算值与有限元算法计算值的平均比值为0.976, 方差为0.003, 表明提出的算法具有较高的精度, 且偏安全。     

软土地区铁路桥梁桥墩变位原因分析及整治措施

近年来,由于外部环境变化等原因导致的铁路桥梁桥墩的变位病害越来越多,文章主要分析了软土地区铁路桥墩发生变位的原因,提出了相应的病害整治措施,并从外部环境管理角度提出了相关建议.