体外预应力加固大跨度混凝土梁的试验研究

大跨度钢筋混凝土梁加固技术作为一门学科正在迅速发展,提出了许多切实可行的加固方法。以天津某加固改造工程为背景,通过对12根简支梁及6榀框架梁进行体外预应力加固试验,分析加固后梁体的承载能力及使用性能,提出了适合本工程的正截面抗弯承载力计算公式及力筋极限应力增量计算公式。结果表明混凝土梁采用体外预应力加固时,可以显著减小梁体跨中挠度及裂缝宽度;承载力极限状态下,可以显著提高梁体抗弯极限承载力;采用适量预应力筋,加固后梁体的破坏形态仍为适筋梁延性破坏等结论。     

体外预应力悬索分载法加固混凝土梁试验研究

提出的体外预应力悬索分载法加固混凝土梁是通过钢-预应力组合结构来实现的，即通过悬索提供预应力，利用钢构架作为预应力的转换构件，将预应力转换为反向荷载作用在被加固梁上，分担梁上的部分荷载，同时也增加了被加固构件的刚度。试验研究表明，预应力悬索分载加固法可以达到加固与卸载同步进行，使新加部分相对于原混凝土梁的应力滞后现象得到较好的消除，加固后组合构件整体承载力得到显著提高，被加固梁的挠度和裂缝得到有效地改善，原材料的潜力得以较好的发挥。     

竖向集中荷载作用下体外预应力混凝土连续梁解析解

在预应力混凝土桥梁加固中,体外预应力的应用逐渐广泛.本文主要基于微分方程,推导了体外预应力连续梁在竖向集中荷载作用下力法方程的解析解.利用该理论,计算了在竖向集中荷载作用下的挠度沿梁长的分布曲线,并与Ansys数值分析结果进行了对比,二者具有较好的一致性,说明该计算结果是合理的,可信的.对比结果表明,采用该解析解并能够得到在正常使用状态下混凝土梁的变形情况,为今后分析碳纤维加固体外预应力连续梁提供了基础.     

基于MIDAS Civil的公路简支T梁体外预应力加固设计与研究

针对一些重要干线公路桥梁年久失修、设计荷载标准低以及交通量迅速增加导致的承载力严重不足现象,采用体外预应力加固的施工方案,可有效提高桥梁主梁结构的承载能力,并在最大程度上降低施工对交通的影响,具有很好的经济效果。文中介绍了克黄线乌苏沟大桥体外预应力加固结构设计方案和通过MIDAS Civil有限元模型对加固前后主梁结构的承载能力和正常使用极限状态进行验算结果;对工程施工实际监控数据进行了分析,结果显示实测张拉完成后的挠度最大值为15.63mm,出现在试验孔跨跨中截面2#梁位置处,且挠度变化和主梁梁底应力的理论计算值与实测值基本相符。研究结果表明:采用体外预应力加固公路简支T梁加固效果良好,是切实可行的。因此,从技术可行性、效果可靠性以及施工简便性出发,该研究可为类似施工工程提供参考依据。     

体外CFRP筋加固混凝土梁抗弯性能试验

目的 研究体外CFRP筋加固钢筋混凝土简支梁的抗弯性能,探讨体外预应力CFRP筋加固混凝土梁抗弯承载力的计算方法.方法 通过对13根体外CFRP筋加固试验梁的静载试验,分析加固梁的破坏形态、裂缝开展、挠度、混凝土应变、体内受拉钢筋和体外CFRP筋应变的变化情况,对比分析各种因素对加固梁极限荷载的影响.结果 加载过程中,跨中截面混凝土的平均应变沿梁高基本呈直线分布;当体外CFRP筋弯折角度大于10°时,对梁体抗弯性能不利;随着混凝土强度的提高,加固梁抗弯承载力的提高不明显.对于体内受拉钢筋配筋率较大的梁,采用体外预应力CFRP筋加固效果并不明显.结论 体外CFRP筋加固钢筋混凝土梁梁体的平均应变仍符合平截面假定,在实际加固工程中应该考虑带载水平的影响,对于忽略二次效应后的体外预应力CFRP筋加固体系,抗弯承载能力可进行简化计算,简化计算结果与实测结果吻合较好.     

索支承加固门式刚架静载试验及有限元分析

针对一实际门式刚架厂房结构,基于索支承结构体系及预应力加固方法,提出该门式刚架厂房的加固方案,然后利用ANSYS软件建立了其一榀24 m跨门式刚架有限元模型,对其进行索支承加固仿真分析,研究了索支承方案加固前后门式刚架的特性变化,获得了不同预应力状态下,索支承方案对门式刚架的加固效果。最后设计并实施了该榀门式刚架索支承加固后的静载试验,研究不同荷载下钢梁各节点的应力、挠度及体外预应力拉索变形情况。仿真模型与试验结果表明:提出的索支承结构体系及预应力加固方法能较大地提高结构的承载能力,加固效果显著,加固后该门式刚架厂房结构满足设计要求,有限元分析与静载试验结果基本一致,验证了索支承方案在门式刚架加固中具有相当的适用性。     

折线型体外预应力筋梁极限状态分析

对配有折线型体外力筋的体外预应力混凝土简支梁极限状态进行分析,建立了极限状态下,转向块处力筋自由移动时弯矩、挠度及体外预应力筋应力增量的计算方法.采用的计算方法具有较强的通用性,为研究和设计各种体外预应力结构提供了一种简便、直接的计算公式.     

体外预应力加固混凝土梁承载力增量分析

为了确定由于体外预应力的存在而引起混凝土梁承载力的增量,需要采用比以往允许截面分析法更加直接的计算方法。运用体外预应力加固简支梁的直接设计方法,结合工程实例,对其体外预应力筋提供的承载力增量进行计算并分析。结果表明：由于体外预应力筋的存在,混凝土加固梁的承载力增量在70%以上,加固效果明显,计算公式表达直观,设计概念清晰,计算过程简单方便,计算结果可信实用。直接计算方法不但对简支梁适用,对比较普遍的多跨框架梁,而按单跨进行体外索布索加固的情形也是可行的。     

体外预应力加固技术的研究

阐述了体外预应力加固的概念、优缺点及加固原理,利用ANSYS有限元软件对体外预应力混凝土试件梁进行了建模和静力分析,得到了梁的反拱挠度图,将计算值与实测值进行比较,从而得出计算的可靠性.     

配置HRB500级钢筋的UPPC梁挠度计算

研究了配置HRB500级非预应力高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁(UPPC梁)疲劳荷载作用下的挠度计算方法,根据试验结果提出了新的残余挠度与疲劳荷载作用挠度(瞬时挠度)的计算公式.计算结果与试验结果吻合较好.     

基于 ANSYS 的预应力混凝土空心板梁单元挠度与固有频率的研究

以实桥作为分析模型,应用有限元分析软件ANSYS建立预应力混凝土空心板梁单元的有限元模型。分别采用实体单元和杆单元模拟梁和预应力筋,有效地模拟预应力效应。采用APDL语言进行参数化设计,计算了空心板梁单元在自重作用下的变形与应力,并且进行了梁单元动力性能分析;分别建立了在预应力筋的布置形式、预应力筋分布形式不同情况下梁单元挠度和固有频率与预应力大小的关系曲线,从关系曲线可知预应力筋布置形式及分布形式对梁单元挠度有很大影响,而对固有频率影响不大。     

反复荷载作用下部分PC梁桥时频挠度计算分析

针对反复荷载作用下部分PC梁桥的长期下挠状况,基于预测交通量和疲劳荷载谱,结合混凝土结构疲劳试验,得出了考虑反复荷载作用下部分PC梁桥长期挠度的计算模式,并对实桥长期挠度进行了计算。结果表明,桥梁运营通车后,反复荷载作用影响下的挠度主要发生在最初的两年,在此期间作用次数已达到200万次。初始荷载产生弯矩M相似文献   

预应力型钢超高强混凝土梁抗弯延性试验

为研究预应力型钢超高强混凝土梁的抗弯延性性能,进行了15根预应力型钢超高强混凝土梁和3根预应力超高强混凝土梁在静力荷载作用下的受弯性能试验.结果表明:内置型钢提高了试验梁承载力的同时,提高了试验梁峰值荷载后的持载能力;试件的位移延性系数随着有效预加力、型钢含钢率、普通纵筋和预应力筋配筋率的增大而降低,随着钢绞线和型钢在截面内位置高度的降低而降低.分析了考虑截面整体配筋情况的综合配筋指数ωc与位移延性系数的关系,通过数据线性回归,给出以综合配筋指数ωc作为单一变量的位移延性系数简化计算公式.     

预应力活性粉末混凝土-普通混凝土叠合梁疲劳全过程分析

为了推广活性粉末混凝土在桥梁工程中的应用,对预应力活性粉末混凝土（RPC）-普通混凝土（NC）叠合梁疲劳破坏的全过程进行分析. 建立NC、RPC、非预应力筋和预应力筋的疲劳损伤退化模型,结合分段线性法提出预应力RPC-NC叠合梁的疲劳全过程分析方法,并针对考虑RPC抗拉疲劳性能与否这2种情况分别进行计算. 为了验证该分析方法的有效性,对2根预应力RPC-NC叠合梁进行等幅疲劳循环加载,试验结果和计算结果的对比表明,当不考虑RPC抗拉强度时,非预应力筋应力的计算结果明显偏大,导致分析结果过于保守;在考虑RPC抗拉强度的情况下,使用该方法可以较为准确地描述预应力RPC-NC叠合梁的疲劳退化过程.     

疲劳荷载作用下部分预应力混凝土梁的挠度研究

通过对2根先张折线形配筋部分预应力混凝土梁与1根后张有黏结部分预应力混凝土梁的疲劳试验，进行了疲劳荷载作用下平截面假定的验证，分析了其挠度随着疲劳循环次数增加的变化规律，探讨了部分预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下挠度的计算方法和计算公式．结果表明，按本文提出的公式计算的结果与试验结果符合较好．     

基于钢束优化配置的PC梁桥长期变形控制

针对大跨度预应力混凝土箱梁桥普遍出现的长期变形过大的问题,通过对预应力钢束配置进行优化,降低最大悬臂施工阶段的初始位移,进而减小过大的长期变形,达到挠度控制的目的.构建单位预应力的挠度矩阵,以挠度为控制目标,利用ANSYS进行钢束优化求解得到钢束最优配置.结果表明,优化设计后的挠度较恒载零弯矩法减小40%.利用ANSYS进行钢束优化设计的方法对预应力混凝土箱梁桥的长期变形控制具有良好的效果.     

体外预应力梁的弧长法分析与二次效应评估

为跟踪体外预应力混凝土梁的软化段路径，建立了一种基于法平面弧长算法的有限元模型，可预测梁从开始加载直到失效的非线性响应.通过对计算和试验结果的比较验证了分析模型的可靠性.设计了3根设置不同转向块的体外预应力混凝土梁以及1根体内无黏结预应力混凝土对比梁，利用提出的分析模型对这些梁进行非线性全过程分析.分析结果表明，当梁没有配置转向块时，二次效应随着挠度的增加会越来越明显；通过在梁最大挠度处设置一个转向块，能基本消除二次效应的不利影响.     

简支转连续桥梁体外预应力拼装接头技术

为了改进简支转连续体系桥梁的后连续工艺,采用体外预应力技术将简支梁和预制接头进行拼装,形成后连续体系桥梁.通过室内试验与有限元数值分析,对体外索预制拼装接头的构造及相应力学性能进行探讨.数值分析时采用接触单元模拟接缝间的相互作用,并考虑了材料非线性和接触非线性.室内试验与数值计算结果表明,对于使用体外索预制拼装接头的简支转连续梁桥,荷载-挠度曲线呈现出三折线刚度特征,增大预应力可抑制接缝开裂,并且双剪力键的受力较牛腿的受力均匀.可按照弹性理论计算结构挠度,设计时宜适当增加体外预应力量值且优先采用双剪力键接头形式.