Experimental and theoretical studies on composite steel–concrete box beams with external tendons

Composite steel–concrete box beams with and without external tendons were tested to their ultimate strength. The effects of external tendons on structural performance of composite steel–concrete beams were investigated in detail. Experimental results proved that, due to the action of external prestressing tendons, the ultimate strength of a composite steel–concrete box beam increased by 27.72%, the elastic limit of a composite steel–concrete box beam increased by 29.17%, the stiffness of a composite steel–concrete box beam increased by 54.15% at the failure state, and the deflection ductility of a composite steel–concrete box beam increased by 18.00%. The equation for estimating the stress in external prestressing tendons is established according to the relationship between the stress in external tendons, and the maximum compressive strain of concrete slab. Based on experimental results, a theoretical model for predicting the flexural resistance of composite steel–concrete box beam with external tendons is proposed. The spatial integral method, which adopts the actual stress distribution, is more rational than the conventional equilibrium rectangular stress block model, and is adopted to calculate the interior force on sections. The calculated flexural resistance based on proposed equations has a high level of accuracy, when compared with test results. Experimental and theoretical studies have demonstrated that the composite steel–concrete box beam with external tendons is a promising innovative structure that combines the merits of composite steel–concrete box beams and external prestressing tendons.     

体外预应力加固刚构桥及锚固分析

随着交通量的增加和荷载等级的不断提高,旧桥加固问题愈加突出。为研究大跨度刚构桥体外预应力加固后的结构性能以及锚固块空间应力分布情况,采用有限元程序ANSYS分别对主跨160 m连续刚构桥加固后的承载能力和边跨锚固块的空间应力进行了分析。分析结果表明,体外预应力加固能有效地提高结构的承载能力、改善结构性能,应用于大跨度连续刚构桥梁加固是有效可行的;同时指出,锚固区箱梁中的主要拉应力存在于箱梁边缘及转向孔边缘。分析结果可为同类桥梁的加固提供参考。     

体内外预应力混合配索桥梁设计中分阶段预应力配置设计

体内外预应力筋混合配索的桥梁设计方案,可利用体内索承担悬臂浇注施工荷载,又可利用体外索承担二期恒载和使用阶段荷载,并可发挥体外预应力筋在使用阶段易于检测与更换的优点。但在预应力筋混合配索中,不同的配索方案会导致体内体外预应力的布置和用量存在差异,也决定桥梁的应力状态。本文以实际工程为背景,以体内索承担施工阶段荷载,体外索承担二期恒载和使用荷载为原则,完成了施工过程中的不同配索优化,重点介绍了不同体内预应力索的设置方案,以及相应的体外预应力索的设计,确定了最终的桥梁设计方案与桥梁应力状态。相关设计过程可为类似混合配索的预应力连续梁或连续刚构桥提供参考。     

浅谈箱梁悬臂施工平面及高程控制

通过建立施工测量网,探讨了箱梁悬臂施工平面及高程控制,分别介绍了基准点和梁段测点的埋设、箱梁悬浇施工控制测量、箱梁合龙监测、线形控制以及箱梁挠度变形处理等,保证了箱梁施工测量控制在设计要求范围内。     

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.     

桥梁加固维修体外预应力施工质量控制实例

介绍了体外预应力技术,通过工程实例,探讨了体外预应力技术在桥梁加固维修中的应用,从施工放样、梁体钻孔、梁体凿毛打磨、钢板的粘贴锚固、体外预应力张拉等多方面提出施工质量控制措施,从而推广体外预应力加固法的应用.     

体外预应力体系在节段式箱梁预制拼装桥梁的应用

体外预应力技术主要用于桥梁和其他结构形式的建筑，随着体外预应力结构性能、体外预应力钢索的防腐问题、锚具的锚固性能、抗疲劳性能及施工工艺简单化和降低工程成本等各方面问题的不断解决，促进了体外预应力在混凝土结构的发展。OVM．T15-25体外预应力体系是一种单根换索式的体外预应力体系。本文结合苏通大桥B2标上部结构75m跨节段式连续箱梁预制悬挂拼装施工工艺，谈谈OVM．T15-25体外预应力体系在该工程中的应用。     

竖向预应力精轧螺纹钢筋张拉体系施工技术

运用箱梁桥竖向预应力无损检测方法,分析了影响竖向预应力精轧螺纹钢张拉力不足的原因,总结了影响竖向预应力张拉质量的具体施工技术要点,有效提高了精轧螺纹钢筋竖向预应力体系的施工质量。     

后张法预应力箱梁张拉施工要点

结合工作实践,根据预应力箱梁桥的特点,从施工准备、预应力钢绞线的张拉、压浆等方面出发,就后张法预应力箱梁张拉施工要点做了全面阐述,以积累预应力箱梁施工经验,从而达到指导实践的目的。     

某高速公路连续刚构大桥的施工监控

介绍了主桥监控内容,从箱梁立模标高的计算和预测、箱梁挠度测量两方面阐述了主桥监控方法,并对主梁施工结构、施工监测过程、主梁施工控制等方面进行了分析,以使桥梁施工切实按设计要求进行,从而使工程施工质量达到设计和规范要求。     

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     

体外预应力空间双弦钢结构张拉状态试验研究

进行了体外预应力空间双弦钢结构模型模拟张拉状态的试验研究 ,分析了空间双弦结构在张拉施工阶段的受力性能和变形特点 ,并探讨了不同预应力索间的相互影响。     

哈尔滨市动力区景观园预应力曲梁景框设计

哈尔滨市动力区景观园景框梁采用了圆弧总长度为 33 6m的预应力混凝土曲梁。对预应力曲梁的材料选择、预应力筋的线型选择、荷载取值与内力计算、预应力筋与非预应力筋的选配、曲梁裂缝及挠度控制等问题进行了分析 ,可供设计建造同类工程参考。     

后张法预应力箱梁夹片式锚具锚固失效因素探讨

预应力施加后夹片式锚具有效锚固是后张预应力箱梁结构质量的最终体现。本文从钢绞线的力学性能、孔道位置线型、锚具质量精度、张拉控制程序等多方面探讨了锚固失效的原因。提出了相应的处理措施,以期为实际施工提供指导。     

组合框架梁中两种内置预应力钢桁架的对比分析

针对绥芬河青云市场套(扩)建改造工程"施工阶段自承重楼盖体系"内置预应力钢桁架-混凝土组合框架梁中角钢桁架弦杆尺寸较大,端部预应力筋不便张锚等问题,提出采用内置灌浆圆钢管桁架替代内置角钢桁架的设想,对两种内置钢桁架进行比较分析认为,当圆钢管弦杆壁厚与角钢弦杆壁厚相同时,灌浆圆钢管桁架的弦杆直径小于角钢桁架弦杆边长,桁架占用外套柱的空间小,同时桁架下弦杆钢管可作为按直线布置预应力筋的孔道,方便预应力筋布筋和张锚。并指出今后应继续开展的相关研究工作。     

后张有粘结预应力施工技术及应用

以滨西物流中心后张有粘结预应力框架梁施工为基础,介绍了后张有粘结预应力波纹管穿管固定、预应力筋锚具安装、预应力筋穿线、混凝土浇筑、张拉以及灌浆封锚等施工工艺,并提出了后张有粘结预应力梁施工过程中应注意的事项。     

先张法预应力U型梁施工关键技术研究

依托深圳市城市轨道交通6号线工程实际,针对大截面U型梁的结构特点,研究设计了U型梁的先张施工工艺,开发了整体压柱式制梁台座,克服了不同跨度梁型长度调整的问题,实现了张拉系统在台座外张拉作业;开发了智能张拉系统,有效控制了单根预应力筋的张拉力值;建立了U型梁数值计算模型,分析其在不同荷载组合下的强度和变形特性,结果表明:...     

无粘结力后张预应力钢筋在桥梁建设中的应用

为了解决天津永和斜拉桥主梁块件预制,首次提出在三向预应力块力中竖向预应力筋采用无粘结力预应力粗钢筋,主要解决块件断面较弱制孔困难和压浆串浆问题,并简化施工工序。     

考虑滑移和剪切变形的单箱双室组合箱梁剪力滞效应

为准确分析单箱双室组合箱梁的剪力滞效应,考虑钢混凝土的界面滑移效应和钢腹板的剪切变形,针对顶底板和翼板定义不同的剪力滞翘曲位移函数,基于能量变分法推导出单箱双室组合箱梁剪滞效应的控制微分方程及其闭合解。以单箱双室组合箱梁算例为基础,利用该方法分析其剪力滞效应的规律,结果表明:在同时考虑滑移和剪切变形时,组合箱梁的挠度比初等梁理论解大,且其挠度随界面滑移刚度的增大而减小;组合箱梁在均布荷载作用下,滑移量与荷载值近似成正比关系;在相同条件下,钢箱梁底板的剪力滞效应较混凝土顶板显著。     

民用建筑体外预应力托梁拔柱技术的研究与应用

通过对新建房屋采用体外预应力托梁拔柱加固技术,使得其建筑平面布局发生改变,很好地满足了新的使用功能的要求。工程实践表明:体外预应力加固技术的引入,对于建筑结构改善结构受力性能、提高结构刚度和极限承载力具有积极意义。后期使用过程表明,体外预应力托梁拔柱加固技术使后期结构构件的变形挠度较小,使用正常。