预应力锚索钢绞线的工程等效弹性模量试验研究

预应力锚索结构广泛应用于边坡与基坑工程,其弹性模量的测定对工程安全性起着至关重要的作用.结合预应力锚索的施工工艺,探讨多束钢绞线在预应力锚索施工过程中的工程等效弹性模量.利用微机静载锚固试验系统,通过室内试验,进行了不同束数(2~6束)钢绞线应力应变关系的测定分析,结果表明:不预张拉下钢绞线的弹性模量一般低于预张拉下的弹性模量;随着钢绞线束数的增加,其弹性模量呈线性衰减规律.研究成果对预应力锚索设计及验收均有较强的理论与工程指导意义.     

软质岩中压力型锚索锚固段应力分布特征

为了研究软质岩中压力型锚索锚固段应力分布和传递规律,进行了足尺现场试验。制作了与实际工程条件相似的试验锚索,在试验锚索的锚固段砂浆体中按一定间距设置了应变砖,记录了在不同张拉荷载下各测点的应变情况,测得压力型锚索锚固段的轴向应变和径向应变分布曲线。通过对试验结果进行分析处理,得到了锚固段与围岩界面剪应力分布曲线。测试结果与已有理论计算结果比较吻合。分析结果表明,在软质岩条件下,承载板附近的锚固体出现了明显的三向应力状态;锚固体中应力传递长度较短;注岩界面剪应力峰值可以达到较高的水平;随着荷载增大,剪应力有向前转移扩张的趋势。     

风化岩体中压力型锚索抗震性能的数值模拟分析

为了更加精确地研究风化岩体中压力型锚索的抗震性能,通过FLAC3D软件对风化岩体中压力型锚索的动力响应进行了数值模拟。在地震荷载作用下,数值模拟研究了风化岩体的弹性模量、泊松比、凝聚力及内摩擦角对注浆体受到的压应力和接触面上的剪应力的影响,得到了注浆体受到的压应力时程曲线和接触面上的剪应力时程曲线及其规律。结果表明:在地震荷载和预应力荷载共同作用下,风化岩体的弹性模量、凝聚力及内摩擦角的变化对注浆体受到的压应力峰值和接触面上的剪应力峰值的影响较大,而泊松比的变化对注浆体受到的压应力峰值和接触面上的剪应力峰值的影响很小。研究成果丰富了压力型锚索锚固机理内容,对压力型锚索的抗震性能分析具有参考价值,可供工程界参考。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力控制过程

采用弹性理论方法,建立了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁在放张和承载后界面剪应力的理论计算模型。研究了界面间剪应力在预应力荷载和外荷载作用下的变化规律以及放张后碳纤维中的有效拉应力分布状况。本文的理论计算结果与试验结果吻合。最后得出结论:对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行初始张拉力控制时,应将放张后梁上缘产生的反拱应力、界面剪应力和承载后界面间剪应力增量三个因素放在一起综合考虑,才能使加固效率达到最高。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力控制过程

采用弹性理论方法,建立了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁在放张和承载后界面剪应力的理论计算模型。研究了界面间剪应力在预应力荷载和外荷载作用下的变化规律以及放张后碳纤维中的有效拉应力分布状况。本文的理论计算结果与试验结果吻合。最后得出结论：对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行初始张拉力控制时,应将放张后梁上缘产生的反拱应力、界面剪应力和承载后界面间剪应力增量三个因素放在一起综合考虑,才能使加固效率达到最高。     

预应力芳纶纤维布加固腐蚀混凝土梁疲劳性能

对带永久锚具的预应力芳纶纤维(AFRP)布加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能进行了试验与研究.通过疲劳试验,探讨了预应力水平和钢筋锈蚀程度(中度6%、重度12%)对加固梁疲劳破坏机制、疲劳寿命、挠度和应变发展等疲劳特性的影响.试验结果表明:预应力AFRP布与非预应力AFRP布加固梁的疲劳破坏机制相同,都为钢筋的疲劳断裂;预应力AFRP布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗疲劳特性明显优于非预应力AFRP布加固梁,且AFRP布预应力水平越高,加固梁的疲劳寿命越高;锈蚀率越高,梁的疲劳寿命越低,重度锈蚀梁的疲劳性能的降低幅度比中度锈蚀梁更明显;钢筋锈蚀率的增加会导致钢筋的等效疲劳切口系数增大,从而导致锈蚀梁疲劳寿命的显著降低.     

预应力FRP增强RC梁界面剪应力分析

粘贴预应力纤维增强复合材料(FRP)片材对土木建筑结构进行加固和修复,可以提高工程效率.从理论分析着手,推导了预应力FRP片材增强RC梁界面层的剪应力的计算公式,分析了预应力作用下FRP片材和混凝土之间的界面层剪应力分布,并通过有限元对碳纤维薄板(CFL)增强RC梁作了数值实验验证.探讨了初始预应力施加量,FRP片材的厚度以及界面层厚度对界面剪应力的影响.     

预应力悬锚式挡土墙受力特性

为了研究不同侧向预应力水平及竖向荷载对预应力悬锚式挡土墙墙背土压力、锚定板板前土压力、墙身剪应力分布特性的影响规律,设计了室内模型试验及数值模型并对悬锚式挡土墙受力特性进行测试与计算分析。研究结果表明:侧向预应力作用下,挡土墙墙背土压力呈抛物线分布并在锚杆处呈现峰值,锚定板板前土压力沿板宽度方向呈“马鞍型”分布并以约35°角向两侧扩展,锚定板板前土压力沿锚索轴向的压缩影响范围约2倍板宽;竖向荷载作用下,挡土墙侧向土压力呈“S”形分布,靠近挡墙底板位置处墙体剪应力急剧增大,应加强该类挡土墙根部配筋设计。结论可为预应力悬锚式挡土墙在公路建设中的推广和应用提供借鉴。     

高温下钢绞线材料力学性能的试验研究

为了便于对预应力结构在高温下的力学分析,在高温下对工程中常见的钢绞线束进行了拉伸试验.共试验了27根预应力钢绞线在不同温度下的力学性能,得到了相应温度下的应力-应变关系曲线、屈服强度、抗拉强度及弹性模量与温度关系试验数据.根据试验结果回归出可用于理论分析的钢绞线高温性能模型,并与试验数据及相应的规范值进行比较并对试验结果的合理使用范围进行了总结.     

粘贴铝合金板加固钢筋混凝土梁的界面剪应力

为给粘贴铝合金板加固钢筋混凝土（Reinforce Concrete,RC）梁的铝合金板和RC梁的连接设计提供依据,对其粘贴界面剪应力开展了理论和试验研究。假设结构胶剪切变形沿厚度方向线性变化,根据粘贴界面位移协调条件,得到了一般荷载作用下的无附加锚固铝合金板加固RC梁的粘贴界面剪应力的通解。在此基础上,给出了常见荷载作用下的粘贴界面剪应力解析表达式和最大值。考虑铝合金板厚度和U形箍连接等影响因素,设计了6根铝合金板加固RC梁,对其进行了简支梁三分点加载试验。考虑铝合金板正应力和界面剪应力的关系式,通过密布在铝合金板纵轴线上的应变片测得了铝合金板的粘贴界面剪应力。根据理论计算和试验结果,得到了界面剪应力分布曲线和最大剪应力。研究结果表明：界面剪应力的理论和试验结果符合较好,呈现相同的变化规律：界面剪应力在板端取得最大值后迅速滑落至横轴附近,裂缝截面界面剪应力呈现波动。随着铝合金板厚度和板端与支座距离变大,板端界面剪应力也越大,结构胶厚度越大,最大界面剪应力越小,设置U形箍连接,界面剪应力变小。     

预应力锚索在坝基抗滑稳定中的应用研究

文章结合贵州乌江沙沱水电站工程建基面上由于裂隙与倾向下游的岩层层面互相切割导致岩体整体松动的治理案例,详细阐述了预应力锚索在解决坝基深层抗滑稳定中的锚索设计方法、锚索布置方案、施工技术、施工流程及关键工艺参数.经分析可知与钢管桩和钢筋桩等处理措施相比,预应力锚索应用于坝基深层抗滑稳定中施工工程量少很多,同时能在最大限度上保证坝体的完整性,采用该技术能做到施工工序明确、施工质量有保证,工期更加独立可控,抗干扰性强,造价较传统措施要低30%~45%,总体经济效果明显.     

煤巷锚杆-锚索支护互补原理及其设计方法

针对锚索延伸率小、不能适应巷道大变形、与锚杆支护力学性能不匹配的缺点，采用理论分析、数值计算和工程实践的方法，研究了锚杆一锚索支护作用互补原理及深井软弱破碎围岩煤巷预应力锚索工程特性；提出了两个重要指标：锚索的承栽能力和延伸量，分析了锚杆一锚索支护失败的原因，给出了结合计算机数值模拟和巷道稳定性监测的锚杆一锚索支护设计方法，提出了增加锚索延伸量的技术方法，包括：合理确定锚索位置，滞后安装锚索和安装木垫板，研究成果在邢东煤矿应用中取得了良好的技术经济效果。     

管片衬砌配合碎石可压缩层与锚杆的支护型式研究

针对深埋地层中修建盾构隧道,特别是围岩表现蠕变特性,研究一种管片衬砌配合压缩层与锚杆的联合支护技术.采用有限差分与离散元的耦合计算方法,进行了管片衬砌壁后注浆、管片衬砌壁后填充碎石可压缩层、管片衬砌配合碎石可压缩层和高强预应力锚杆的支护效果对比研究.从围岩塑性区发展、沉降随时间变化、管片衬砌弯矩和轴力分析了联合支护效果.从碎石可压缩层的压缩变形路径、锚固围岩的位移矢量等角度揭示了联合支护的细观作用机理.研究结果表明:仅采取管片衬砌配合碎石可压缩层的让压支护手段无法维持管片衬砌的长期稳定;联合支护结构型式既可以提高围岩自身承载能力,也能够有效吸收围岩的蠕变变形.联合支护的作用机理由两部分构成:碎石可压缩层的让压作用与高强预应力锚杆加固围岩作用.其中,碎石可压缩层的让压机理主要通过颗粒间相互嵌挤和错动移位作用调减管片衬砌壁后接触力;高强预应力锚杆的加固机理是由锚杆形成的锚固区控制了蠕变变形的过大发展.研究结果对未来盾构工法修建深部高地应力、强蠕变隧道的支护型式设计具有一定参考价值.     

轻型钢垫板锚墩的施工设计与应用

以拉西瓦等水电站地下厂房预应力锚索施工为个例,对轻型钢垫板锚墩在大型地下厂房中的施工设计与应用问题进行初步探讨。     

后张有粘结预应力大梁的检测试验

以黄石市某主楼采用后张有粘结预应力现浇砼梁为例，阐述了有粘结预应力砼梁的特点，并根据设计单位和建设单位要求，从屋面5根预应力钢筋砼梁中抽取2根作为测试对象，进行跨中反拱值、预应力钢索张拉时的摩擦损失、锚具变形量以及钢铰线内缩值检测试验，结果表明，该后张有粘结预应力砼梁的设计、施工是安全可靠的。     

斜拉桥双边箱主梁空间应力分析

应用有限元分析程序ANSYS,对某大跨度三塔斜拉桥双边箱形主梁节段建立了有限元模型,综合分析了箱形主梁在自重、索力和预应力作用下成桥阶段的空间应力效应,进而总结出此类预应力混凝土双边箱倒梯形截面的应力分布特点;同时分析了在不同工况下的锚固区空间应力分布的基本情况,研究结果可供同类斜拉桥索梁锚固区的设计和施工参考。     

拱桥吊杆的常见病害分析

重点分析了拱桥吊杆的常见病害类型如：锚头部位病害、护套病害、吊杆索体病害,其中索体的钢丝锈蚀是降低吊杆承载能力和使用寿命的直接原因。在分析各种病害成因的基础上提出了改善措施来减小吊杆的病害。     

PC斜拉桥结构精细有限元模型分析

以武汉长江二桥为研究对象,讨论了大型双塔双索面预应力混凝土斜拉桥结构精细有限元模型的建立方法,充分考虑了预应力混凝土斜拉桥结构的特点,提出了预应力斜拉索、预应力钢筋、普通钢筋、主梁和主塔等几种主要构件的单元划分原则以及边界条件模拟的方法,建立了武汉长江二桥空间精细有限元模型,通过不同荷载组合分析了空间精细有限元模型的应力应变和挠度等,计算结果与试验结果比较接近,说明了这种方法的有效性。     

Study on mechanism of fiber grouted material in pre-stressed anchor rope

The fiber grouted material can reinforce the tension strength, shear strengthas well as the index of fracture ductile, and remarkably improve the endurance ofpre-stressed anchor rope under long-time loading. As a result, it has the better application foreground. Based on the shear log model and Hashin-Shtrikman upper and lower limitedtheorem, we have studied the mechanism of fiber grouted material applied inpre-stressed anchor rope and material property, and analyzed the effect of resistancestrength of bond, resistance distribution of anchor section and the loading-deformation relationship of anchor body.     

锚索桩板墙中锚索应力的工程现场监测及分析

结合广西某电厂扩建工程中锚索桩板墙的实际运用,对锚索桩板墙中锚索的应力变化进行监测及分析,结果表明:1)锚索在锁定后2 h内应力变化曲线基本相同,均呈指数变化,先快后慢,但由于位置、锁定值等不同,不同锚索在2 h内的应力变化总幅度有较大差异。2)锚板墙结构中锚索应力的长期变化特征与普通边坡治理工程中锚索的应力变化走势有较大区别。3)预应力锚固工程属隐蔽工程,影响锚索预应力损失的因素较多,设计及实际运用时很难做到情况完全清楚,通过长期大量的工程数据积累,可为其他相似的锚索工程做出定量的安全评估。