拉-压预应力混凝土结构优化配筋设计

给出调质结构钢预压控制应力的取值,建立结构构件承载力公式,给出受拉预应力筋用量A.、预压调质钢管用量AT、受拉非预应力纵筋用量As及受压非预应力纵筋用量A's的优化关系.实际工程算例说明拉-压预应力混凝土结构具有一定的优越性.     

预应力筋张拉过程的数值模拟与监测

预应力筋的张拉顺序及张拉控制,关系到预应力结构施工阶段和使用阶段的安全。针对华中科技大学中心体育馆看台斜梁的预应力筋张拉,利用AN SY S有限元软件对张拉过程进行数值模拟分析,研究张拉顺序对混凝土预压应力和反拱值的影响,并与现场实测结果进行了对比分析。有限元分析与实测表明,对预应力筋分束张拉工艺可行,周边梁的预应力筋张拉对已张拉梁的预压应力及反拱影响不大,实测结果比考虑损失的有限元结果约小10%~20%。     

宽幅矮塔斜拉桥施工期横隔梁混凝土抗裂分析研究

以某宽幅矮塔斜拉桥实际工程为背景,分析0#块横隔梁施工期开裂的原因.通过Midas FEA建立有限元分析模型,依托应力集中理论和拉压杆计算模型的分析方法,通过五个不同施工阶段工况的受力分析研究,发现次边箱室的应力大于边箱室且边箱室的应力不均匀现象严重;横隔梁横向预应力、纵向预应力束张拉和最大悬臂混凝土浇筑致使横隔梁局部应力超限为横隔梁开裂的主要原因,提出了优化预应力施工顺序的建议;比较结构有限元受力分析和拉压杆模型的分析计算方法,得出拉压杆模型的计算偏于安全.     

拉-压预应力混凝土受弯截面的非线性分析

基于有粘结拉－压预应力混凝土梁的变形，通过截面内力平衡方程和截面率协调关系，对拉－压预应力混凝土梁进行加载的全过程非线性分析，电算结果与试验结果吻合得较好，为深入研究拉－压预应力混凝土结构打下了一定的基础。     

无黏结部分预应力RPC吊车梁挠度与刚度的静载试验研究

为了研究无黏结部分预应力活性粉末混凝土受弯构件的刚度变化特征及计算方法,对2根无黏结部分预应力吊车梁进行试验研究,获得了吊车梁在各级荷载作用下挠度变化图及刚度变化值;分析梁的受力及整个破坏过程,建立荷载-挠度变化曲线,将试验值和计算值展开对比研究,修正了反拱值;建立了梁开裂前后刚度计算公式.研究结果表明,梁开裂前,预应力效应和RPC的抗拉作用是保持其刚度恒定的主要因素;梁开裂后直至破坏,钢纤维以及预应力筋面积对挠度的影响较大,是影响其变化的主要因素.对于无黏结预应力活性粉末混凝土简支梁,在开裂前取0.85B0计算反拱值较为合理;在计算预应力RPC梁的开裂后刚度时,RPC的抗拉强度和钢纤维的拉结作用对梁的整体刚度有较大的提高,其增大系数可以达到1.7左右.     

拉-压预应力混凝土结构钢筋选配及预应力损失

阐述拉-压预应力混凝土结构预压元件控制应力取值的原则，建立预应力损失的计算方法，明确结构中各种性质钢筋协调关系，建立协调关系公式。     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的疲劳试验

对带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的疲劳性能做了初步研究.通过4根混凝土梁的疲劳试验,对比了带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁与非预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁的疲劳破坏形态、疲劳寿命、挠度和应变发展等力学性能,分析了芳纶纤维布的预应力水平对试件疲劳性能的影响.试验结果表明,预应力芳纶纤维布加固的试验梁与非预应力芳纶纤维布加固的基准梁相比,其疲劳寿命提高了33%～74%;加固梁的疲劳破坏源于受拉纵筋的疲劳破坏,纤维布的疲劳性能优于钢筋的疲劳性能.在试验研究基础上,建立了预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的疲劳寿命计算公式.     

钢管混凝土柱-环扁梁中节点的理论分析

研究了钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁中节点(简称环梁节点)和钢管混凝土柱-钢筋混凝土环扁梁中节点(简称环扁梁节点)的内力传递机理,提出了环梁节点、环扁梁节点静载实验和低周反复荷载实验的节点受力模型,分析了静载实验和低周反复荷载实验节点受力模型的不同点.研究表明,在静载作用下,环梁、环扁梁节点计算截面有剪扭、拉弯和纯弯截面;在低周反复荷载作用下,环梁、环扁梁节点计算截面有剪扭、拉弯和纯扭截面.     

预应力混凝土受弯构件反向变形控制与验算

为解决国内外有关标准和文献对预应力混凝土受弯构件的变形控制不完善的问题,结合工程实践,经过试算,提出了反向变形限值.对预应力混凝土受弯构件反向变形影响因素进行了分析,对采用限制有效压应力来间接控制预应力混凝土受弯构件反向变形的方法进行了探讨.对于预应力混凝土板,以计算跨度、跨高比及控制截面预应力筋的位置为影响因素,计算得到了预应力混凝土板控制截面有效压应力限值.对于预应力混凝土梁,以计算跨度、跨高比及梁的负荷范围为影响因素,分析得到了梁控制截面有效压应力变化规律,并计算得到了预应力混凝土梁控制截面有效压应力限值计算公式.     

预应力超高强混凝土梁剪切延性分析

为了研究预应力超高强混凝土梁的剪切延性,对15根后张法有粘结预应力超高强混凝土简支梁进行受剪性能试验,研究了剪跨比、配箍率、混凝土强度和预应力度对试验梁的破坏形态和剪切延性的影响规律.试验结果表明:预应力超高强混凝土梁的破坏形态与预应力普通混凝土梁相似,当剪跨比为1.5≤λ≤2.5时,破坏形态均为剪压破坏;剪切延性随着剪跨比、配箍率、混凝土强度的增加而增大,随着预应力度水平提高而降低;建立了预应力超高强混凝土梁剪切延性系数的计算公式,计算结果与试验结果对比表明,剪切延性系数计算值与试验结果吻合良好,研究成果将为预应力超高强混凝土梁的设计计算与工程应用提供理论依据.     

预应力张拉对桥梁结构应力影响的试验研究

通过对某公路桥三跨变截面“T”型预应力混凝土连续梁的试验研究，分析了不同的预应力张拉顺序和张拉工艺对桥梁混凝土应力及钢筋轴力的影响，提出了多榀多跨预应力混凝土变截面“T”型连续梁结构的合理施工工艺，对同类铁路、公路桥、立交桥等设计与施工均有参考价值。     

加强型预应力混凝土管桩抗弯剪性能试验研究

为有效解决普通预应力混凝土管桩抗弯（剪）性能较差的现状,研发了主筋加强型预应力混凝土管桩,并进行抗弯及抗剪性能方面的原型试验研究.抗弯试验结果显示：非预应力螺纹钢筋的配置较大幅度提高了预应力混凝土管桩的抗弯性能,且原有预应力钢筋配筋率越低效果越明显,但抗裂性能没有明显改善;螺纹钢筋的配置明显减小了桩身裂缝的长度和平均宽度,裂缝分布范围及数量有一定程度的增加.2种类型管桩的主要应力均位于跨中纯弯段内,裂缝出现以前跨中界面应变基本符合平截面假定,裂缝出现后中性轴上移.抗剪试验显示：非预应力螺纹钢筋的配置改变了桩身的应力和裂缝分布规律,较大幅度减小了管桩在剪力作用下的变形量,但抗剪承载力提高程度取决于原有预应力钢筋配筋率.对比试验结果说明此创新型管桩在抗弯及抗剪性能方面的优势是明显的.     

杭埠河大桥主跨连续梁特殊基础支架关键技术研究

结合杭埠河大桥预应力混凝土主跨连续梁支架法施工,阐述采用钻孔桩基础+钢管柱+贝雷梁支架+碗扣支架施工技术的特殊基础支架及其方案的稳定性验算,钻孔桩基础施工后插入钢管,钢管之间采用槽钢连接,该项技术解决了软弱地质条件下临时墩基础支架搭设难题,实现临时墩支架基础施工技术的创新。通过特殊支架基础稳定性计算结果证实,有效地解决了连续梁预压的沉降难题,得到同行专家们的一致认可,并已经申报省级工法。通过正确组织实施,成功地应用在特殊地质条件下支架施工,对类似地质条件下支架现浇桥梁施工具有指导意义。     

预应力离心方桩的抗弯性能和承载力试验研究

通过预应力离心方桩桩身抗弯试验,研究了这种新型桩的抗弯性能,为制定吊桩方案提供依据,同时提出可以将预应力离心方桩用作基坑支护桩。将预应力离心方桩和预应力混凝土管桩作单桩承载力的对比试验,试验结果及分析表明,预应力离心方桩具有较强承载性能和较好的经济效益,在工程中可以代替预应力管桩使用,也可以同时使用预应力离心方桩和预应力管桩,充分利用它们各自的优点。     

一种新型混合形式的混合连续梁桥结合段局部应力分析

本文以重庆长江大桥复线桥为背景,拟定了组合-混凝土混合连续梁桥结构形式．新拟定的混合结构形式中,钢混结合段采用填充混凝土后承压板连接方式,结合段内力的传递主要由承压板、预应力钢筋和PBL剪力板来完成．运用大型通用有限元软件ANSYS建立组合-混凝土结合段三维有限元模型．根据运营过程中各种最不利荷载工况,计算分析了结合段种工况下的应力状态,检验拟定结构的安全性和合理性．结果表明：结构中钢梁绝大部分应力值都在-200MPa-200MPa之间,混凝土大部分应力值都在-20MPa～3MPa之间．组合梁钢梁在折角和过渡处存在少部分应力集中现象,混凝土极少部分面积区域内力超过规范允许值,但总体满足规范设计要求,可以通过改善预应力钢筋和承压板、混凝土的连接,在钢梁折角处适当增设加劲肋和使用纤维混凝土作为加强措施．     

钢束的超欠张拉对PC连续梁桥变形的影响分析

预应力钢束作为预应力混凝土结构的核心材料,它的张拉程度不仅会影响结构的内力,还对结构的变形产生一定影响,从而直接影响混凝土连续梁桥成桥的挠度。结合一座三跨连续梁桥的数值模拟,通过调整预应力钢束的张拉控制应力的方式,对三种分析方案下该类桥型钢束的张拉程度对主梁挠度、挠跨比的影响进行分析和探讨。     

长距离管道输水工程的管材选用

从工程特性、水力条件、经济指标3个方面论述了钢管(SP)、预应力砼管(PCP)、预应力钢筒砼管(PCCP)、球墨铸铁管、玻璃钢夹砂管(RPM)5种管材的特性,并结合工程实例对管道工程管材选择进行了综合性的分析.     

Nonlinear behavior of concrete beams with hybrid FRP and stainless steel reinforcements

The full-range behavior of partially bonded, together with partially prestressed concrete beams containing fiber reinforced polymer (FRP) tendons and stainless steel reinforcing bars was simulated using a simplified theoretical model. The model assumes that a section in the beam has a trilinear moment—curvature relationship characterized by three particular points, initial cracking of concrete, yielding of non-prestressed steel, and crushing of concrete or rupturing of prestressing tendons. Predictions from the model were compared with the limited available test data, and a reasonable agreement was obtained. A detailed parametric study of the behavior of the prestressed concrete beams with hybrid FRP and stainless steel reinforcements was conducted. It can be concluded that the deformability of the beam can be enhanced by increasing the ultimate compressive strain of concrete, unbonded length of tendon, percentage of compressive reinforcement and partial prestress ratio, and decreasing the effective prestress in tendons, and increasing in ultimate compressive strain of concrete is the most efficient one. The deformability of the beam is almost directly proportional to the concrete ultimate strain provided the failure mode is concrete crushing, even though the concrete ultimate strain has less influence on the load-carrying capacity. Foundation item: Project (50478502) supported by the National Natural Science Foundation of China     

BCCP内水压承载能力原型试验

为了研究钢筋缠绕钢筒混凝土压力管（BCCP）在内水压作用下的承载破坏特征,设计了三个不同管径的BCCP内水压现场原型试验.在管径1 800 mm BCCP的钢筒、钢筋和混凝土保护层上布置环向应变片,逐级施加内水压至2.5 MPa,得到了各部位在内水压作用下的受力变化规律.主要结论如下:BCCP从生产时施加预应力到承受内水压至最终破坏的受力过程可分为5个阶段.1）管芯受预应力钢筋环向作用力阶段.缠筋后,钢筒与混凝土形成的管芯受到一个初始预压应力;2）保护层开裂前整管承受内水压弹性阶段.对应于试验中内水压小于1.5 MPa的阶段,管芯依然受压,而预应力钢筋和外混凝土保护层受拉;3）保护层开裂,管芯承受内水压弹性阶段.试验中当内水压达到1.6 MPa后,保护层开始达到抗拉强度开裂,混凝土管芯也从初始的受压慢慢转变为受拉,依然处于弹性状态;4）管芯开裂,钢筒和钢筋受拉弹性阶段.当内水压达到2.2 MPa后,管芯径向开裂,但是钢筒和钢筋的应力随内水压依然稳步增长;5）管道破坏阶段.钢筒和预应力钢筋达到最终屈服强度,整管丧失承载能力.研究成果可为BCCP在输调水工程中的推广使用以及相关标准的制定提供依据.