体外预应力FRP筋加固混凝土单向板抗裂及刚度计算方法

通过6块体外预应力玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋加固混凝土单向板的受弯试验,分析GFRP筋张拉应力和配筋率对混凝土单向板抗裂性能和挠度的影响。结果表明,随GFRP筋张拉应力和配筋率的增大,体外预应力GFRP筋混凝土单向板抗裂荷载提高25%~125%,跨中开裂挠度增加35%~159%,跨中屈服挠度增加21%~36%,跨中极限挠度降低13%~34%。结合本文体外预应力GFRP筋加固混凝土单向板和已有文献的体外预应力FRP筋混凝土梁试验结果,提出适合体外预应力FRP筋加固混凝土单向板和梁抗裂及刚度的计算方法。     

预应力混凝土带肋叠合板受弯性能试验与设计关键问题研究

预应力混凝土带肋叠合板(PCCSCR)是叠合楼板的一种，可实现长线生产，具有生产效率高、成本低、抗裂性能好、钢筋用量少、抗弯刚度大以及承载力高等优点。预应力混凝土带肋叠合底板采用免支撑施工，可进一步降低施工成本。对6块预制叠合底板和10块预应力混凝土带肋叠合板的足尺试件进行受弯试验，测得了相应的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、裂缝开展及分布状况、破坏形式及相应的破坏荷载等。研究结果表明：预应力带肋叠合底板及叠合板的破坏形式均为弯曲破坏，其受弯性能能够满足施工阶段和使用阶段的要求，具有较好的延性；预应力混凝土叠合底板与后浇混凝土的协同受力性能良好，底板自然粗糙面即可满足叠合面的抗剪需求；预应力叠合底板带肋对减小底板施工挠度和提高底板刚度效果显著，且预应力叠合底板不开裂是免支撑设计的前提，通过合理设计，可以实现不同跨度免支撑设计的挠度限值要求。结合试验结果对PCCSCR的设计关键问题进行了分析，并总结提出了PCCSCR的设计流程。     

双向预应力混凝土钢桁架叠合板抗弯性能试验研究与参数分析

通过双向施加预应力和增设钢桁架方式,提出了一种新型双向预应力混凝土钢桁架叠合板。为研究不同类型桁架对预制底板抗弯性能的影响,对4块预制底板试件开展了静力荷载试验,得到了其破坏特征、开裂荷载、挠度曲线及应变分布等。试验结果表明:双向预应力混凝土钢桁架预制底板呈现双向受力特征,钢桁架能够显著提高预制底板的抗弯刚度、抗裂性能及承载能力,并有效改善底板试件的延性破坏特征;钢板桁架、钢管桁架及钢筋桁架底板试件均能满足施工阶段不设置竖向支撑的要求。通过参数化有限元分析得出,桁架高度、底板厚度对预制底板抗弯刚度、抗裂性能影响显著,增加预应力筋数量有助于提高预制底板的抗裂性能,对增强抗弯刚度影响较小。     

预应力混凝土空心叠合板结构性能试验研究及影响因素分析

通过对4块170mm厚预应力混凝土空心叠合板和8块120 mm厚预应力混凝土空心底板进行结构性能试验研究及对比分析,研究预应力混凝土空心叠合板的抗裂性及裂缝发展规律、挠度、承载力等结构性能,分析跨高比、配筋率等影响预应力混凝土空心叠合板破坏性质的主要因素.结果表明:与全预应力构件相比,叠合板的抗裂承载力不会因为现浇叠合...     

体外预应力竖向张拉法加固RC梁挠度计算

对7根钢筋混凝土简支梁（2根对比梁、5根加固梁）进行加载试验,并通过试验数据,分析了不同张拉控制应力下各梁的挠度变化规律。体外预应力竖向张拉法加固混凝土梁能显著改善梁的受力和变形性能,不仅能抵消部分荷载在梁跨中的挠度,而且能在加固梁跨中产生反拱,反拱度随应力的增加而增加,能够较好地减少加固梁跨中挠度。体外预应力梁的挠度计算为外荷载产生的挠度减去预应力筋产生的反拱,计算值与试验值较吻合。     

预应力空心纵肋叠合板受力性能试验研究

针对大跨度楼板应用需求越来越多的现状，提出了一种预应力空心纵肋叠合板体系。为研究该体系的整体受力性能，对其破坏形态、抗裂性能、抗弯刚度及承载力进行了试验研究。结果表明：所提出的预应力空心纵肋叠合板体系可满足承载力、挠度、裂缝控制性能等指标要求；与现浇板相比，该叠合板体系具有良好的整体性；采用底板反拱的施工方式是安全可行的。     

PK预应力混凝土双向叠合楼盖的试验研究

通过对 PK 预应力混凝土双向叠合楼盖的加载试验,研究了 PK 预应力混凝土叠合板的挠度、抗裂及双向受力性能,试验表明该叠合板具有良好的抗裂性能和整体性能,双向受力特征明显,可按整体双向板进行设计和计算;并根据试验数据分析了 PK 双向叠合板中荷载的传递规律,得出 PK 预应力混凝土双向叠合板的荷载传递规律基本满足现行规范要求。     

预制T形肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能试验研究

为研究T形肋对混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响,进行了预制T形肋底板混凝土叠合板和整浇板的弯曲疲劳性能对比试验。通过对比试验得到了不同疲劳循环加载次数下的跨中挠度、混凝土应变、预应力筋应变、残余变形等,研究了试件在疲劳循环荷载下的刚度退化情况、荷载 应变分布、裂缝分布及残余承载力等。结果表明：经历200万次疲劳作用后,预制T形肋底板混凝土叠合板无明显刚度和承载力退化,增设T形肋的叠合板能达到与整浇板相同的疲劳性能。基于试验结果,给出了预制T形肋底板混凝土叠合板正截面弯曲疲劳强度计算假定以及正截面弯曲疲劳应力验算方法。     

钢筋连接方式对叠合板抗弯性能影响研究

为了研究不同的钢筋连接方式对预应力混凝土叠合板的抗弯性能的影响,设计并进行了8个预应力混凝土叠合板的抗弯试验。采用足尺模型研究了预制混凝土底板间隙、端部连接钢筋直径、连接方式等因素对预应力混凝土叠合板抗弯性能的影响。结果表明,预应力混凝土叠合板的抗弯性能与预应力混凝土底板间隙、端部连接钢筋直径关系不大,而与连接方式有关;采用传统胡子筋连接的预应力混凝土叠合板的开裂荷载与极限承载力均明显大于采用端部连接钢筋连接的预应力混凝土叠合板,同时采用传统胡子筋连接的预应力混凝土叠合板的抗弯刚度更大,钢筋与混凝土粘结性能更好。试验中预制底板与后浇层混凝土的粘结锚固性能是影响预应力混凝土叠合板抗弯性能的关键因素,实际工程中预制底板表面的粗糙处理是必不可少的。     

二阶段受力作用下预应力混凝土钢管桁架叠合板受力性能试验研究

为研究“二阶段受力”对预应力混凝土钢管桁架叠合板整体受力性能的影响及该新型叠合板沿预应力方向的工作性能,进行了3组共6块预应力混凝土钢管桁架叠合板静力试验,通过对比得到不同受力状态叠合板的跨中挠度、开裂荷载、裂缝分布、预应力筋及混凝土的应变等.试验结果表明:预应力混凝土钢管桁架叠合板预制底板与叠合层混凝土协同工作性能良好,叠合板在加载过程中经历了弹性和弹塑性两个阶段,“二阶段受力”效应减小了叠合板开裂荷载,增大了最大裂缝宽度.经理论分析可知,叠合板弹性阶段刚度按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)计算值与实测值吻合较好且偏于安全,开裂后刚度按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)计算与实测值最为接近.     

Load carrying capacity of composite beams prestressed with external tendons under positive moment

Tests have been carried out to study the ultimate moment and incremental tendon stress of steel-concrete composite beams prestressed with external tendons under positive moment. It appears that adding prestressing by external tendons of the composite beams can significantly increase the yield load and the ultimate resistance of the beams. The deflection at the serviceability state is also reduced. However, a substantial incremental stress will develop in the tendons at the ultimate state. On the basis of the compatibility of the tendons and the composite beam at the anchorage section, and equilibrium of the internal force, the neutral axis equation of the composite beam section at the ultimate state is derived. The simplified expressions for the ultimate incremental tendon stress related to the ultimate span/deflection value for four typical external tendon cases are developed. The results compare well with the test results and the finite element analysis. A simplified method for predicting the ultimate incremental tendon force and the load carrying capacity of the composite beams prestressed with external tendons is proposed.     

体外预应力混凝土简支梁剪切性能试验研究

为了研究节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能,采用剪跨比、配箍率、接缝类型、体内外预应力筋配比等参数进行了13根整体式和14根节段式(胶接缝和干接缝)体外预应力混凝土简支模型梁试验。描述了模型梁箍筋应力、体外预应力筋应力、挠度随荷载变化规律,以及破坏裂缝形成过程和破坏形态;分析了剪跨比、体内外预应力筋配比、接缝位置和数量及类型对梁剪切性能的影响。研究表明,节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能和整体式梁有很大差异,接缝决定着剪切破坏形态与破坏裂缝的形成、较大削弱了梁的抗剪承载力、明显增大了破坏裂缝的宽度和梁体破坏时的变形;配置体内预应力筋能有效改善体外预应力混凝土梁的剪切性能;整体式体外预应力混凝土梁的剪切性能和一般预应力混凝土梁也有一些差异。     

框架箱涵的非结构性裂缝控制技术研究

为了确保工程质量与安全,控制箱涵混凝土裂缝的产生,对框架箱涵裂缝控制措施进行了现场工程对比试验,分析了采取裂缝控制措施前后的框架箱涵温度场、应力场;通过数值模拟计算和分析了采用不同模板浇筑、铺设降温水管、预应力钢筋等裂缝控制措施对工程箱涵混凝土温度场和应力场的影响。结果表明:采用钢模板可以快速降低框架桥混凝土的整体温度、减小混凝土表面主拉应力;在箱涵混凝土中布置冷却水管,可有效降低混凝土的最高温度、温差,减小箱涵整体温度应力;同时在浇筑之前施加预应力筋可以有效的降低箱涵表面主拉应力的最大值。采用以上控制措施的B箱涵在拆模后未产生裂缝,其最高温度、最大温差、最大拉应力均显著优于未做裂缝控制的C箱涵。     

T形板肋对预制带肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响

为研究T形板肋对预制带肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响,对3块T形肋底板叠合板和1块整浇板进行弯曲疲劳性能对比试验,主要考察T形板肋与疲劳荷载幅值对试件疲劳破坏形态及疲劳损伤程度的影响,得到了在不同疲劳循环加载次数下的跨中动位移、混凝土应变、预应力筋应变、残余变形等,分析了在不同疲劳循环加载次数下的刚度退化情况、荷载应变分布规律、裂缝分布规律及剩余承载力等。研究结果表明,经历200万次疲劳循环加载后,T形肋底板叠合板无明显的刚度和强度退化,增设T形板肋的叠合板能达到与整浇板相同的弯曲疲劳性能;T形肋底板叠合板正截面弯曲疲劳强度计算可采用普通预应力混凝土受弯构件正截面疲劳应力验算的4个假定,最终以此建立了其正截面弯曲疲劳强度验算方法。     

缓粘结预应力井字梁设计与施工

大跨度井字梁结构采用缓粘结预应力技术,通过预应力结构设计合理地利用预应力钢筋线型,有效地解决在井字梁挠度变形及裂缝宽度的问题。同时结合双向预应力钢绞线的施工难点,着重阐述预应力筋定位、预应力筋张拉顺序和张拉应力控制中的施工技术要点。     

预应力混凝土空心叠合板试验研究

针对现有的一般预应力空心叠合板楼盖板厚较大,自重较大等缺点,提出了一种新形式的预应力混凝土空心叠合板,通过对3块简支板,3块简支叠合板和1块两跨连续叠合板进行静力荷载试验,分析了这种板在静力荷载作用下的裂缝、承载力、挠度等特点,研究了其开裂荷载和极限承载力较高的原因。试验结果表明这种预应力空心叠合板具有良好的抗裂性能和较高的极限承载能力,建立了开裂弯矩、极限承载力、挠度的计算方法,为这种叠合板的设计和工程应用提供了依据。     

大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受力性能

为探讨大直径高强钢绞线预应力混凝土梁的受力性能,进行了6根以直径17.8 mm的1860级钢绞线作为预应力钢筋和HRB400级钢筋作为非预应力钢筋的后张预应力混凝土梁在竖向荷载作用下的受力性能试验。对预应力混凝土梁中钢绞线和非预应力钢筋应力、混凝土应变以及短期最大裂缝宽度和跨中挠度等试验数据进行分析。结果表明:采用大直径高强钢绞线作为预应力钢筋的预应力混凝土梁工作性能良好,大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受弯破坏形式和挠曲模式与普通预应力混凝土梁基本相同;试验梁跨中控制截面符合平截面假定,极限承载力可按照现行规范的正截面抗弯理论计算,按照现行规范计算的试验梁裂缝宽度和挠度与实测值吻合较好。     

混凝土桥梁几个基本计算及设计问题的再认识

本文深入讨论了桥梁结构的指标应力、混凝土箱梁及钢砼结合梁的分析方法、大跨径预应力混凝土梁桥的开裂下挠问题及体外预应力加固方式、主动利用体外预应力钢束提高箱梁结构的抗裂性等几个混凝土桥梁的基本计算与设计方面的问题,指出了目前结构分析与配筋方法的缺失和缺陷,希望对桥梁结构的空间受力特征以及配筋方法的本质有较完整和深入的揭示,以为我国桥梁结构的设计更精细、更完善,促进桥梁结构的工程安全与耐久提供有益建议     

2次预应力简支组合梁受力性能与技术经济分析

高速铁路预应力混凝土桥梁徐变上拱过大会影响桥上列车运行安全,为了控制预应力混凝土桥梁徐变上拱,将2次施加预应力新技术应用于预应力混凝土梁中,以箱梁为例,设计了4根不同预应力度的2次预应力简支组合梁,分析了其各施工受力阶段截面应力、强度和抗裂性,并进行了结构尺寸与配筋完全相同的常规预应力混凝土简支梁和2次预应力简支组合梁徐变上拱的对比计算分析。结果表明:2次预应力简支组合梁截面应力梯度小,受力合理,与常规预应力混凝土简支梁相比,徐变上拱减少约40%~60%;并可以降低梁的建筑高度,节约10%左右的预应力筋和一定数量的混凝土,具有明显技术经济优势。     

预应力钢-混凝土组合梁的刚度

建立了预应力钢 -混凝土组合梁考虑预应力筋在荷载作用下的内力增量和滑移效应的挠度计算模型及折减刚度的修正公式 ,计算结果与实测值吻合良好。建议的计算公式对预应力钢 -混凝土组合梁的设计具有实用参考价值