控制无粘结预应力钢绞线锚后实际张拉力应注意的问题

预应力施工是一项专业性特强的新技术,目前还没有统一的现浇后张预应力施工质量评定标准和完善的质量管理文件。笔者根据众多无粘结预应力工程的施工监理及现场测试的实践,分别对施工准备阶段、预应力筋敷设阶段、混凝土浇捣阶段、预应力筋锚后保护阶段提出应该注意的问题和建议。     

CFRP筋体外加固铁路预应力混凝土简支梁桥设计及试验研究

采用自主研发的CFRP筋体外预应力加固桥梁锚具装置(包括锚固装置和张拉装置),对铁路预应力混凝土简支梁桥进行加固设计和现场试验。针对CFRP筋体外预应力加固特点,计算预应力损失和CFRP筋配筋面积,验算加固桥梁的反拱、正截面强度、抗裂性、抗剪性以及挠度等;在此基础上,对大秦铁路线某16m预应力混凝土简支梁桥进行了现场加固试验。结果表明:该文提出的加固方法适用于实际铁路桥梁加固,加固后符合现行铁路相关规范和混凝土结构加固设计规范要求,且桥梁的受力性能得到明显改善。     

悬挂预应力混凝土悬臂大梁设计

悬臂大梁是核筒悬挂建筑结构中的重要构件，本文对预应力混凝土悬臂梁在悬挂结构中的应用进行分析，讨论了极限承载力设计方法及预应力度的选取，推出预应力及非预应力筋计算公式，以实腹悬臂大梁为示例说明具体设计步骤，开裂及挠度的验算，最后给出设计建议。     

预应力混凝土结构后张法施工质量通病与防治措施

现代桥梁建造技术中后张法预应力施工得到越来越深广的应用。预应力施工中的管道安装、张拉、压浆等对控制梁的质量起着至关重要的作用。后张法施工的预应力混凝土结构,除在模板、支架、钢筋、混凝土方面,会产生各种质量通病外,还有其特有的一些质量通病。这些通病多发生于混凝土浇筑中,预应力钢材的穿束、张拉,以及预留孔道灌浆、锚具封锚时。结合本人在工程施工中的经历,谈谈自已对后张法预应力施工技术中的一些质量通病及预防措施。     

探讨预应力混凝土结构施工阶段的裂缝原因与防控

预应力混凝土结构出现裂纹主要是在施工阶段因其环境以及操作技术等引起的，这种问题比较常见，具有一定的普遍性，也是影响施工质量与美观度的主要因素。造成其出现正截面裂缝的原因可能是钢筋太少，或者模板适应不当。预应力混凝土的结构主要是使混凝土在荷载作用前预先受到压力的结构，其具有抗裂能力强的特性，所以在建筑施工阶段通过相应的防治措施，可以有效的避免混凝土出现裂缝的情况发生。笔者结合多年经验，分析了预应力混凝土结构在施工阶段出现裂纹的原因，并对此提出了相应的防治措施。     

冲击回波法检测预应力束孔管道压浆质量

详细阐述了冲击回波检测方法的原理及其在土木工程中的应用,结合厦门市某大桥,采用冲击回波法对箱梁预应力束孔管道的压浆质量进行无损检测.首先在完全灌浆的预应力钢束管道位置和正常混凝土位置(即无波纹管位置)进行测试,获得混凝土内部压浆密实和无预应力管道时的两组冲击回波频谱图,作为与测点检测结果进行对比的基础,根据时频谱图的分析结果可以预测钢束管道内的压浆质量,判断孔道中是否有空隙存在.经检测与分析表明,冲击回波法是可行的,适用于预应力束孔管道的压浆质量检测.     

后张法预应力混凝土施工技术分析

后张法施工是先浇筑留有预应力筋孔道的梁体，待混凝土达到规定强度后，再在预留孔道内穿人预应力筋进行张拉锚固，最后进行孔道压浆并浇筑梁端封头混凝土。本文介绍后张法施工工艺流程，阐述了预应力.     

后张法预应力混凝土桥梁张拉施工技术

本文综合分析了后张预应力板梁张拉施工工艺,提出了张拉机具选择计算的新方法和预应力筋理论伸长值的较为准确的计算方法,并结合现场张拉施工对理论伸长值进行了校核,并与实测伸长值进行了对比分析,取得了较好的"双控"效果。     

预应力梁有效预应力的确定

本文对8根预应力高强混凝土和1根普通混凝土有腹筋T形截面简支梁的有效预应力的确定、预应力损失的计算和实测、预应力度（预压比）的计算,对有关文献提出的计算方法进行了比较,提出了自己的看法。     

PC箱梁桥腹板竖向预应力筋外露段频率特性的实验研究

以解决目前普遍存在的大跨度预应力混凝土箱梁桥腹板竖向应力失效问题为目的,在室内建造混凝土箱梁腹板模型,完全按照现场方法安装和张拉竖向预应力筋,运用单点脉冲冲击法,基于在预应力筋外露端安置传感器所拾取的振动信号,对锚固系统外露端频率特性进行了研究,提出竖向预应力筋外露段的固结变刚度的悬臂梁模型,并对模型的螺母锚固区刚度进行了识别,为竖向预应力筋张拉力测试提供了理论依据。     

同时确定钢纤维高强混凝土的断裂韧度及拉伸强度

考虑钢纤维高强混凝土试件细观非均质性对宏观断裂的影响机制,将钢纤维掺量、长度、直径及钢纤维抗拉强度等细观层面的钢纤维特征参数,引入钢纤维高强混凝土宏观断裂模型的虚拟裂缝扩展量的具体计算公式,从而发展了考虑钢纤维特性的可同时确定钢纤维高强混凝土的断裂韧度与拉伸强度的模型及方法。采用变化参数为钢纤维掺量和混凝土水灰比的三点弯曲试件,基于所提模型,同时确定了钢纤维高强混凝土的断裂韧度与拉伸强度,确定值与试验拉伸强度值以及尺寸效应模型计算的断裂韧度吻合良好。基于测试数据离散性为钢纤维高强混凝土固有属性的事实,采用确定的断裂韧度及拉伸强度,建立起钢纤维高强混凝土塑性——准脆性——线弹性不同结构断裂模式的±20%全曲线,其可涵盖实验室条件下的所有试验数据。该文所提模型及方法适用于钢纤维高强混凝土及高强混凝土,可为钢纤维高强混凝土等复合材料真实断裂韧度与拉伸强度的确定,及个性化结构断裂破坏的预测等关键科技问题提供依据。     

Strand bond stress–slip relationship for prestressed concrete members at prestress release

The transfer of prestress force from prestressing strands to the surrounding concrete is dependent on the bond between the two materials. Understanding the actual bond stress distribution along the transfer length results in optimized design of the transfer zone of prestressed concrete members. Equations of estimating the transfer length in ACI 318 code and AASHTO LRFD bridge design specifications simply take into account the effect of the strand diameter only. The objective of this study is to provide a generalized procedure for determining the bond stress–slip relationship accurately by incorporating the effects of additional parameters, such as concrete compressive strength at prestress release, center-to-center strand spacing, and concrete bottom cover. First, the bond stress distribution along the transfer length of a prestressed concrete member is formulated based on longitudinal slip–strain compatibility, force equilibrium and invariable bond stress–slip relationship along the transfer length. Second, a generalized Inverse Problem-Solving approach is introduced to determine best parameter coefficients through minimizing the discrepancy between the calculated and measured results. Two types of measurements (i.e., transfer length and end slip) reported in the literature are utilized to demonstrate the proposed approach. Predicted transfer length and end slip values using the calibrated bond stress–slip relationship show better agreement with the test data compared to those predicted by ACI 318 code and AASHTO LRFD bridge design specifications. Third, a computational procedure is developed and an example is presented to assist engineers using the developed formulae for determining the bond stress distribution along the transfer length of prestressed concrete members.     

锈蚀预应力混凝土梁承载力及破坏模式研究

随着服役时间增长,侵蚀环境下预应力混凝土梁因受力筋发生锈蚀而造成其延性与承载力降低,严重影响结构的安全使用。为分析侵蚀环境下预应力混凝土梁的承载性能,以集中荷载作用下锈蚀预应力混凝土梁为研究对象,分析混凝土梁锈蚀后各材料性能的劣化与预应力对其承载能力的影响,基于桁架-拱模型给出了桁架作用与拱作用的荷载分配系数,建立了预应力混凝土梁承载力计算模型及破坏模式判别方法,并通过76根预应力混凝土梁的试验数据对建议模型进行验证。研究结果表明:预应力混凝土梁承载力试验值与计算值之比的平均值为1.116,方差为0.033,吻合较好;基于建议分析模型对预应力混凝土梁破坏模式的预测判别与试验梁破坏模式符合程度较高,且该模型能反映预应力混凝土梁随着锈蚀程度增大其破坏模式发生演变这一特征。该文建议的理论模型可用于锈蚀预应力混凝土梁的承载力计算与破坏模式预测分析。     

部分预应力混凝土梁的应力和变形

本文运用有限元步进法，结合按龄期调整的有效模量法，对部分预应力混凝土梁在不同荷载阶段截面的应力和变形进行了分析探讨。分析时不仅考虑了混凝土的收缩、徐变以及预应力钢筋的松弛等因素的时效影响，而且当混凝土中所受的拉应力超过其抗拉强度时还考虑了混凝土开裂的影响。根据分析方法编制了部分预应力混凝土梁的计算分析程序，并运用该程序对某座部分预应力混凝土梁的截面应力和变形进行了详细分析。     

基于三维能量屈服准则的新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度统一计算方法

已有新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度的计算方法分为考虑正应力和不考虑正应力2类,两类方法不仅存在理论依据不充分的问题,而且计算精度也有待提高,能够考虑正应力以及正应力为0的统一计算公式还未见报道。根据剪切试验破坏特征、机理,分析新老混凝土无锚筋结合面破坏机构,基于三维能量屈服准则、虚功原理和塑性极限分析理论,详细推导新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度理论计算公式。引入考虑正应力和粗糙度的综合影响系数,基于已有剪切试验数据并借助三维曲线拟合技术对理论公式进行修正,得到新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度统一计算公式。采用不同方法对27个新老混凝土无锚筋结合面压(拉)剪复合受力试验试件以及30个新老混凝土无锚筋结合面纯剪试验试件进行抗剪强度计算,对比分析结果表明:统一计算方法理论依据充分、计算简便,既可用于压(拉)剪复合受力构件,也可应用于纯剪受力构件;对于压(拉)剪复合受力试验试件,该文方法计算值与试验值的偏差率大都在±15%以内,统一计算公式的计算精度高于已有考虑正应力的计算方法;对于纯剪试验试件,该文方法计算值的偏差率大都在±20%以内,除计算低强度混凝土试件偏差率较大之外,统一计算公式的计算精度明显高于已有不考虑正应力的计算方法。     

Time-dependent evolution of strand transfer length in pretensioned prestressed concrete members

For design purposes, it is generally considered that prestressing strand transfer length does not change with time. However, some experimental studies on the effect of time on transfer lengths show contradictory results. In this paper, an experimental research to study transfer length changes over time is presented. A test procedure based on the ECADA testing technique to measure prestressing strand force variation over time in pretensioned prestressed concrete specimens has been set up. With this test method, an experimental program that varies concrete strength, specimen cross section, age of release, prestress transfer method, and embedment length has been carried out. Both the initial and long-term transfer lengths of 13-mm prestressing steel strands have been measured. The test results show that transfer length variation exists for some prestressing load conditions, resulting in increased transfer length over time. The applied test method based on prestressing strand force measurements has shown more reliable results than procedures based on measuring free end slips and longitudinal strains of concrete. An additional factor for transfer length models is proposed in order to include the time-dependent evolution of strand transfer length in pretensioned prestressed concrete members.     

确定混凝土开裂与拉伸强度及双K断裂参数

该文考虑混凝土材料的非均质特性,发展了确定无尺寸效应的混凝土开裂强度与起裂韧度、拉伸强度与断裂韧度等材料参数的断裂理论与相应方法。基于三点弯曲、楔入劈拉、四点弯曲等不同类型混凝土试件的断裂试验,确定出对应的开裂强度与起裂韧度、拉伸强度与断裂韧度等材料参数,并与试验强度值及由双K断裂模型确定的双K断裂参数进行了比较,从而验证了所提模型与方法的合理性与适用性。基于确定的材料参数,分别建立了混凝土起裂与断裂破坏的全曲线,给出了确定无尺寸效应起裂韧度的混凝土试件最小理论尺寸。建立了起裂荷载与起裂韧度之间的解析公式,对三点弯曲、楔入劈拉、四点弯曲等不同类型混凝土试件的起裂荷载,以及不同混凝土的起裂韧度进行了成功预测。     

砼双K断裂参数的实用解析方法

采用标准三点弯曲梁砼试件,利用试验中测得的最大荷载maxP及对应的裂缝口张开位移CMODc计算了砼裂缝亚临界扩展量caD。提出了由虚拟裂缝闭合力)(xs产生的应力强度因子cKI的实用解析方法,进而计算了砼双K断裂参数iniKIC及unKIC。采用这一方法,只需在试验中测得最大荷载maxP及对应的裂缝口张开位移CMODc、砼弹性模量及抗拉强度即可确定双K断裂参数并且无需对cKI进行数值积分。大量的计算分析表明,这一实用解析方法不但可使计算过程进一步简化,而且具有很高的精度。     

有粘结和无粘结相结合的预应力FRP筋混凝土梁抗弯承载力研究

纤维增强塑料筋(简称FRP 筋)是一种高强线弹性材料,非常适合用做侵蚀环境下的预应力筋,采用有粘结和无粘结相结合是提高预应力FRP 筋混凝土梁延性的一种新方法。对有粘结和无粘结相结合的预应力FRP 筋混凝土梁的抗弯承载力进行了理论分析和试验研究,基于平衡配筋率定义了有粘结和无粘结相结合的预应力FRP筋混凝土梁的破坏形态,推导了平衡配筋率和相应抗弯承载力的计算公式。为了验证公式的正确性,进行了9 根预应力FRP 筋混凝土梁的试验研究,计算结果与试验结果吻合良好。研究结果表明,在相同配筋的条件下,体内有粘结预应力FRP 筋混凝土梁的承载力最高,体内无粘结预应力FRP 筋混凝土梁的承载力其次,而无转向块的体外无粘结预应力FRP 筋混凝土梁的承载力最低。采用体内有粘结和无粘结预应力相结合,可以改善预应力FRP筋混凝土梁的延性。     

A global model for corrosion-induced cracking in prestressed concrete structures

A global model is proposed in this study to predict prestressed concrete (PC) cracking induced by strand corrosion. The proposed model considers the three stages: micro-crack formations, cover cracking initiation, and crack width growth. The prestress and geometric properties of the strand have been incorporated into the prediction. Six PC beams were designed and accelerated toward corrosion-induced cracking. Observing the strands supported visual evidence of pitting corrosion and crevice corrosion. The effects of corrosion-induced crack on the failure of beams are analyzed. The proposed model is verified by the experimental results and this work presents the effects of parameters on corrosion-induced cracking. The results show that prestress has an adverse effect on corrosion-induced cracking. Prestress leads to a decrease in the critical corrosion loss at the three stages. This decrement becomes more noticeable with increasing cover and decreasing concrete tensile strength, but shows no remarkable changes with an increasing strand diameter and rust expansion ratio.