预应力混凝土组合单元的结构多场效应数值分析

为开展外界温度、荷载和预应力作用的混凝土结构数值分析,提出了一种针对预应力混凝土结构分析的单元模型。采用单独的空间杆单元模拟预应力钢筋,通过自由度变换把空间杆单元的节点自由度用实体单元节点自由度来表示,在单元网格划分时可不必考虑预应力钢筋方位,且无须固定在实体单元节点上,能直接求解预应力对结构产生的变形和内力。应用本文提出的单元信息生成技术,可方便地生成组合单元中的信息。在此基础上,编制了预应力钢筋混凝土结构分析的温度场和徐变应力场三维有限元程序。算例的对比分析表明,该程序能够有效模拟预应力混凝土结构分析在温度、荷载和预应力作用条件下的结构响应。     

漕河渡槽后张预应力结构原位测试方法

预应力筋摩阻损失的确定,对于预应力结构的变形和应力计算,乃至结构的施工控制十分重要.预应力钢绞线束在张拉时的受力状况复杂,不仅与施工方法有关,而且与混凝土材料及周边环境状况相关.许多研究表明:预应力钢绞线在张拉过程中实际受力与理论受力有较大差别,其原因是张拉中钢绞线受周围材料摩擦影响,而摩阻损失很大程度上受施工工艺的制约.分析了目前主要采用的预应力测试手段,并结合漕河渡槽实例,详细介绍了一种适用于复杂施工条件下的预应力损失原位测试方法.     

从应力损失角度谈预应力锚索的施工

在预应力施工过程中，由于张拉工艺、钢材及混凝土性能等种种原因，使混凝土中实际产生的预压应力值要比预应力筋切断（先张法）或预应力筋张拉（后张法）完毕时小。这一差值，称为预应力的损失值σL。     

预应力混凝土结构施工异常问题的分析及解决和预防措施

在预应力混凝土结构预应力施工过程中常会遇见一些异常现象,针对预应力施工过程常出现的预应力筋伸长值不符、夹片开裂、力筋滑丝断丝等几个异常问题进行了分析。     

大跨无粘结预应力混凝土梁张拉方式的试验研究

对连续多跨预应力混凝土梁的群锚预应力筋采用单根张拉方式进行应力测试,探讨无粘结预应力筋束的张拉工艺,获得了计算预应力损失的有关参数。试验表明长无粘结预应力筋束在张拉中存在粘滞现象,得到了单根张拉、后张拉预应力筋对已张拉锁定了的预应力筋的应力影响程度和裂缝控制条件等,对预应力混凝土构件的设计和施工有较好的参考价值。更多还原     

舌张法预应力箱梁施工过程操作控制要点

后张法预应力混凝土施工，是先浇筑混凝土，并在预应力筋的位置预留出相应的孔道，待混凝土达到设计要求强度后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。本文结合南水北调南阳试验段丁洼东南跨渠公路桥施工过程，对后张法箱梁施工过程中操作控制要点进行研究和探讨。     

既有预应力混凝土简支梁预应力损失的有限元模拟研究

应用大型有限元分析软件ANSYS建立一根已经服役20年的既有预应力混凝土后张板梁单元的有限元模型,采用弹簧单元Combin 39模拟预应力钢筋和混凝土间的粘结滑移效应,通过调整该弹簧单元的刚度来控制预应力钢筋和混凝土间的粘结程度。在模型中同时考虑了预应力瞬时损失和长期损失,较为精确的对既有预应力混凝土结构进行有限元模拟。对该模型进行构件的弹塑性变形、混凝土开裂到极限承载力破坏的全过程分析,得到的结果与试验结果有较高的吻合度,进一步表明该模拟方法的合理性和有效性,为预应力结构精细化建模分析提供一定的参考。     

穿黄隧洞内衬预应力混凝土强度有限元计算分析

为验证穿黄隧洞内衬预应力混凝土强度,根据穿黄隧洞双层复合衬砌结构的特点与作用模式,在考虑钢绞线与孔道摩擦、锚具变形及钢筋内缩等引起预应力损失的前提下,采用三维非线性有限元模型对内衬预应力混凝土强度进行了分析与验证。通过计算得出有效预应力在钢绞线上的分布情况,以及分别在张拉工况与设计水头工况下内衬混凝土的内外表面环向应力和平均环向应力的分布规律。计算结果表明:张拉过程中的预应力损失较为严重,需要在施工过程中严格控制张拉应力以及其他引起预应力损失的影响因素,以保证张拉后有效预应力满足强度要求;穿黄隧洞内衬混凝土在两种工况下均实现全截面受压,应力分布满足设计要求,可保证穿黄隧洞的长期有效运行;模拟计算结果的应力参数值与1∶1仿真模型试验值吻合良好,变化规律与关键参数均基本一致。     

后张法预应力箱梁监理工作的动态控制

预应力后张法的施工程序是先浇筑砼构件并留置孔道,待砼达到一定强度后,将预应力筋穿入孔道进行张拉;张拉完毕并锚固后,在孔道内灌以水泥浆或砂浆,使预应力筋和砼之间产生粘结力。在预应力梁施工中,后张法预应力箱梁施工以其施工工艺复杂,对质量要求高而成为监理过程控制的重点;同时要求监理对目标、过程的活动跟踪,应全面、及时、准确,在工艺控制方面按投入、转换、反馈、纠正的流程,不断地在施工过程中进行动态控制。     

先张法预应力混凝土施工中的技术措施

先张法预应力混凝土,就是先张拉钢筋,后浇筑构筑件的方法。先在张拉台座上按设计规定的拉力张拉筋束,并用锚具临时锚固,再浇筑构件混凝土,待混凝土达到要求强度后再放张,让钢筋束的回缩力,通过筋束与混凝土间的粘结作用,传递给混凝土,使混凝土获得预压应力。     

受腐蚀钢筋混凝土梁截面延性研究

研究了受腐蚀钢筋混凝土梁的延性特性，分析了受腐蚀梁截面曲率延性系数随钢筋锈蚀率及混凝土劣化系数的演变规律，推导了钢筋与混凝土间粘结退化时受腐蚀梁截面曲率延性计算模型。研究表明，拉压区钢筋在锈蚀初期将导致受腐蚀梁截面曲率延性的提高，但随着钢筋锈蚀率的提高，钢筋与混凝土粘结性能逐渐退化，截面曲率延性系数逐渐降低；混凝土力学性能的劣化作为影响受腐蚀构件延性特性另一主要因素，在受腐蚀钢筋混凝土构件的受力研究中不容忽略。为受腐蚀钢筋混凝土构件受力研究及可靠度评价提供了理论依据。     

新型微弯过宽槽钢筋及其性能研究

水工大体积混凝土结构施工中常设宽缝以缓解温度应力,宽缝中常有钢筋通过,若不截断过宽槽钢筋,钢筋内将产生较大应力;若截断过宽槽钢筋,施工非常困难。针对上述难点,提出了新型的微弯过宽槽钢筋,并设计了4种不同尺寸和具体形状。通过数值分析和试验研究,得到了微弯钢筋的受力与变形关系。考虑温度和徐变作用,按施工过程对某上闸首结构进行了施工仿真分析,研究微弯过缝钢筋施工期的应力状态,并和直过缝钢筋进行了对比。对配置有微弯钢筋和直钢筋的轴拉构件进行对比分析,研究微弯钢筋对正常使用阶段混凝土最大裂缝宽度的影响。在以上工作的基础上,以施工期钢筋应力和正常使用阶段混凝土最大裂缝宽度为依据,建议了合适的新型过宽槽钢筋形状与尺寸。     

直埋式蜗壳三维非线性有限元静力计算

直埋式蜗壳具有明显的优势，但在我国迄今尚无实际的工程应用。三峡右岸电站15#机组蜗壳拟采用直埋式方案，蜗壳结构的可靠性、机组运行的稳定性等都需得到数值计算和模型试验的验证。为此，本文运用钢筋混凝土弹塑性断裂损伤模型对该蜗壳结构进行了三维非线性有限元分析，得到了钢材的应力、混凝土损伤范围、混凝土裂缝宽度和结构位移。计算结果表明，直埋方案从强度上可以保证蜗壳结构的安全，若能采用适当的工程措施，将混凝土裂缝宽度限制在规范限定的要求以内，那么三峡右岸电站15#机组蜗壳采用直埋方案是完全可行的。     

基于断裂力学的钢筋混凝土保护层锈胀开裂模型

本文基于钢筋均匀锈蚀时混凝土的开裂试验现象建立了混凝土保护层开裂的计算模型,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及混凝土界面中的原始裂纹与缺陷,裂纹在钢筋锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况,利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋的膨胀力和均匀锈蚀率的理论预测模型.分析了影响钢筋锈胀开裂的诸多因素,认为混凝土保护层厚度的增加、混凝土材料界面相的加强、混凝土断裂韧度的提高和钢筋直径的变小都有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升.理论模型计算结果与试验数据的对比表明,本文模型可用于混凝土亮中钢筋锈蚀胀裂的预测.     

预应力锚索在渔洞水库松动体处理中的应用

预应力锚索在渔洞工程松动体中的应用，数量不大，但很有特点。在岩石块度仅有８～１０ｃｍ的松动体上做锚索加固，打破了常规，并成功地应用了快速锚固技术。其设计及施工工艺均有独到之处。     

小浪底排沙洞无粘结预应力混凝土衬砌设计综述

小浪底排沙洞承担着水库排沙及泄洪任务，应用水头122m。为防止衬砌开裂，内水外渗，对山体稳定产生不利影响，原设计方案为有粘结预应力混凝土衬砌方案。在施工阶段，经专家论证和现场试验，决定改为无粘结预应力结构衬砌方案。文章详细介绍了无粘结预应力混凝土衬砌方案有关洞身衬砌的结构布置、预应力混凝土结构的应力特性、预应力构件及张拉设备的参数论证和选型等内容。     

盾构输水隧洞灌浆式预应力衬砌结构有限元分析

北京市南水北调配套工程东干渠工程输水隧洞施工工法为盾构法,为了提高其抗渗和抗裂特性,并优化内外衬的协同变形,衬砌结构采用了灌浆式混凝土预应力衬砌。研究了隧洞衬砌结构设计参数及工作机理,采用二维有限元计算方法,分析了预应力注浆压力和连接螺栓型号的影响。结果表明:内外衬之间的预应力式注浆可以提高二衬混凝土承受内水压力的能力,预应力注浆压力不宜大于0.3 MPa,否则将影响管片的结构和防水安全;连接螺栓刚度变化对管片和二衬混凝土环向应力的影响很小,结合管片张开对防水、防渗的影响,连接螺栓型号采用M20以上型号均可;随着预应力注浆压力的增加,二衬混凝土受力状态得到明显改善,由全断面受拉构件变成受弯构件,拉应力区明显减小,内外衬协同受力状态得到优化。     

预应力钢筋混凝土渡槽结构三维有限元计算分析

某工程的渡槽结构,因跨度较大而采用预应力混凝土结构。笔者采用三维有限元仿真模拟技术分析了混凝土渡槽结构应力和变形,计算结果证明该结构采用预应力合理、有效地控制了混凝土渡槽结构拉应力。     

微弯弧形钢筋混凝土结构裂缝控制验算方法研究

为了解微弯弧形钢筋对裂缝分布和宽度的影响,对配置微弯弧形钢筋的受弯板和某上闸首结构进行了空间有限元计算,并与配置直钢筋的受弯板和上闸首结构进行对比分析。根据分析结果给出了配置微弯弧形钢筋与直钢筋的受弯板、上闸首结构最大裂缝宽度之间的关系,建议在布置微弯弧形钢筋时应避开应力最大部位。结合受弯板试验结果,提出在进行微弯弧形钢筋结构件裂缝控制验算时,可将微弯弧形钢筋换算成直钢筋,并给出裂缝控制标准。     

无粘结环锚预应力衬砌锚具槽布置方式对比研究

无粘结环锚预应力衬砌锚具槽是整个预应力衬砌受力的关键部位,其位置的选择对于整个预应力衬砌受力和安全而言至关重要。结合引松供水工程有压输水隧洞无粘结预应力衬砌结构,采用等效荷载法和实体建模相结合的方法进行Flac3D三维建模,对锚具槽单排和双排布置时的衬砌关键部位受力情况进行了分析。计算结果表明:(1)无粘结环锚预应力衬砌的下半环因锚具槽的影响,会存在局部预应力缺失和分布不均,而单排锚具槽布置能减小衬砌预应力的不均匀性。(2)锚具槽及附近区域是预应力衬砌的薄弱区,衬砌拉应力区主要分布在锚具槽环向的临空面附近,衬砌受压最大区域分布在相邻锚具槽之间。(3)双排锚具槽布置型式抗超载能力优于单排锚具槽布置型式。