预应力梁桥齿板锚固区配筋设计新方法

预应力混凝土梁桥的齿板锚固区,由于存在着几何形体上的突变,集中锚固力的作用以及预应力钢束局部弯曲引起的径向力作用,易产生开裂甚至剥落破坏,因此齿板锚固区的抗裂配筋设计十分重要。以7种典型局部作用效应刻画齿板锚固区内拉应力的集中分布特征,并在此基础上形成了齿板锚固区拉压杆模型,初步形成预应力混凝土梁桥的抗裂钢筋设计新方法。     

体外预应力独立矩形齿块锚固区的拉压杆模型及配筋设计

针对体外预应力混凝土箱梁桥中的独立矩形齿块锚固区,研究了拉压杆模型构形及其配筋设计方法。首先通过应力场分析、传力路径的拓扑优化找形、裂缝分布模式试验验证以及抗剪钢筋作用机理分析,揭示了产生局部拉应力集中的3种作用效应以及锚固力由承压面经独立齿块向壁板传递过程中2种荷载传递机制。在此基础上,提出了一种新的精细化桁式拉压杆...     

拉压杆模型在混凝土梁桥中应用与研究进展

在介绍拉压杆模型的概念和构形的基础上,讨论了混凝土梁桥中的常见D区和拉压杆模型的应用原理和构建准则,给出了应用该方法进行结构D区设计的一般步骤,作为示例,应用拉压杆模型方法并参照美国AASHTO LRFD（2004）规范,对一较典型的预应力齿板锚固区进行了配筋设计。阐述了拉压杆模型的起源、研究现状与进展,概括分析了当前国际上的研究动态和有待深化研究的方向。     

体外预应力角隅矩形齿块锚固区的拉压杆模型及配筋设计

针对体外预应力混凝土箱梁桥中的角隅矩形齿块锚固区,研究了拉压杆模型构形及其配筋设计方法。首先通过应力场分析、传力路径的拓扑优化找形以及抗剪钢筋作用机理分析,揭示了产生局部拉应力集中的四种作用效应以及锚固力由承压面经角隅齿块向壁板传递过程中的两种荷载传递机制。同时,利用有限元数值分析结果,拟合出锚固力在箱梁腹板与翼板间分配比例的计算公式,在此基础上,构建两个平面内的精细化桁式拉压杆模型以恰当反映角隅齿块各部位受拉、受压、受剪规律及配筋设计需求。以所提出的拉压杆模型为基础,并结合美国AASHTO 桥梁设计规范,给出了角隅矩形齿块锚固区的配筋设计方法,设计示例表明该方法具有良好的实用性,可供工程设计参考。     

大直径玻璃纤维增强聚合物复合材料抗浮锚杆外锚固性能试验及黏结-滑移模型

玻璃纤维增强聚合物(GFRP)复合材料抗浮锚杆与建筑物混凝土底板的锚固效果关乎整个结构的安全性和稳定性。为深入探究GFRP复合材料抗浮锚杆与混凝土底板之间的锚固性能,本文通过自行设计的足尺锚杆对拉试验装置对不同锚固形式的GFRP复合材料抗浮锚杆进行抗拔试验,测定锚杆极限抗拔承载力及杆体与混凝土间相对滑移量。试验结果表明,采用新型应力分散锚具锚固的GFRP复合材料抗浮锚杆外锚固段锚固效率均在80%以上,与混凝土间滑移量均大于裸筋直锚试件,证实该新型应力分散锚具可有效提升GFRP复合材料抗浮锚杆外锚固效果。在双曲线模型基础上提出一种新型的描述GFRP复合材料抗浮锚杆与混凝土黏结-滑移关系上升段本构模型,该模型综合考虑杆体直径及锚固长度对锚杆杆体与混凝土间黏结-滑移本构关系的影响,模型预测结果与本次试验结果吻合度较高,并对模型的合理性和准确性进行了验证。     

钢箱梁斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构的试验研究

斜拉桥的索梁锚固结构受力集中、构造复杂。介绍了锚拉板式索梁锚固结构的特点及其在大跨斜拉桥中的应用,通过对广东湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固结构进行足尺模型静力试验,得到静力荷载作用下锚拉板式索梁锚固结构各测点应力。结合有限元分析和模型试验结果,分析了锚固结构的应力分布及传力机理,锚拉板式索梁锚固结构的设计方案及制造工艺得到了验证。根据Von.Mises强度理论,对锚固结构的承载能力做出了评价,得出一些有益的结论。     

大跨度钢箱梁斜拉桥索梁锚固结构型式的比较

介绍了大跨度钢箱梁斜拉桥索梁锚固结构的 4 种常见连接型式:锚箱式连接、耳板式连接、锚管式连接与锚拉板连接。结合具体工程实例,对上述 4 种索梁锚固结构进行了静载试验和理论分析,详细比较了 4 种锚固结构的传力机理、应力分布、应力集中现象,以及改善应力分布、减小应力集中现象的一些措施,得到一些有益的结论,供桥梁设计者参考。     

玻璃纤维增强聚丙烯树脂复合材料索锚构件设计及力学性能

桥梁拉索及预应力混凝土结构用纤维增强复合材料的可靠锚固是需要解决的关键难题。热塑性聚丙烯树脂具有优异的断裂韧性、耐湿热/抗疲劳性能及加工成型方便和可回收利用等优点,根据其加热熔化冷却成型原理,本文采用玻璃纤维增强聚丙烯预浸带制备了一种尺寸稳定、性能优异、具有自锁结构的复合材料索锚构件。采用拉伸测试及有限元模拟研究预浸带层数与圆弧段角度对索锚结构极限承载力、应力分布及破坏模式的影响。研究发现,索锚构件的极限承载力随圆弧段角度增加而降低,随缠绕层增加先增加后下降。有限元模拟与实验结果吻合性较好,验证了缠绕10层预浸带,圆弧段角度为13.5°的索锚构件应力分布均匀并取得最高的拉伸强度。最后,通过总结与分析,论证了一体化新型索锚构件在桥梁拉索、地锚结构及预应力混凝土结构中的应用前景。     

可控制精度的预应力混凝土杆系结构时变效应通用分析法

基于杆系有限单元法和时变效应分析的全量形式自动递进法,提出了可控制精度的预应力混凝土杆系结构时变效应通用分析法。有限元法仅用来计算结构的弹性响应,列式中不考虑与时间有关的影响因素;自动递进法仅完成结构不考虑约束情形下的收缩、徐变效应;通过控制有限元法和自动递进法各自计算精度来方便地控制通用分析法的计算精度。建立了考虑混凝土、普通钢筋和预应力钢筋影响的组合单元,单元刚度随混凝土弹性模量时变和预应力钢筋的不断张拉而调整;结合计算锚固瞬间考虑反摩阻影响的预应力钢筋中应力分布的统一算法,建立了可方便计算每束力筋对结构弹性响应贡献的有限元列式,为较准确分析结构时变效应提供了基础。讨论并比较了通用分析法和目前常用分析法的理论计算值及试验结果,表明通用分析法计算精度可控,直到获得满意的精度。     

混凝土箱梁桥的横隔梁拉压杆模型及配筋设计

对混凝土箱梁墩顶横隔梁的拉压杆模犁构形及其配筋设计方法进行了研究.首先讨论横隔梁力学边界条件的合理简化,提出了等效计算图式.根据深梁典型拉压杆模型并结合荷载传递路径的分析,给出了实心及开洞两种横隔梁的拉压杆模型.进一步研究揭示了该区域拉压杆模型构形有以下特点:对于高宽比为0.5-1.2的双支承横隔梁,高宽比及支承间距决...     

A limit state anchorage bond test for reinforcement in concrete

A new standard anchorage bond test for steel reinforcement in concrete has been developed in accordance with limit state principles. The basis of the test is non-failure of the anchorage. The application of the test to all types of deformed bars leads to two main categories, namely plain surface square twisted bars and all types of ribbed bars. The relationship between the test lengths and the lengths of anchorages used in design is discussed.     

基于修正拉-压杆模型的型钢混凝土深梁受剪承载力分析

在型钢混凝土深梁抗剪性能试验基础上,基于修正拉-压杆理论,考虑拉杆分力对受剪承载力的有利影响,采用型钢混凝土深梁的受压区高度作为上部节点高度,并对型钢翼缘和腹板进行合理简化,建立了型钢混凝土深梁的修正拉-压杆模型,推导了型钢混凝土深梁受剪承载力计算公式。将该文提出计算方法与ACI规范拉-压杆模型以及中国规范的计算方法进行比较可得:1）该文建立的修正拉-压杆模型,能较好反映型钢混凝土深梁的剪切传力机理和破坏模式,其受剪承载力计算值与试验结果吻合较好;2）采用JGJ 138-2001计算型钢混凝土深梁的受剪承载力偏低,离散性较大;按YB 9082-2006计算剪跨比大于2的构件受剪承载力偏于不安全。     

斜交网格X型节点轴向往复荷载作用下的性能研究

以斜交网格X型节点为原型,采用ABAQUS数值分析软件建立模型,对其进行轴向拉压往复荷载作用下的非线性分析。分析了在加载过程中节点的钢部件和混凝土的应力分布情况,并研究了节点的荷载-位移滞回特性及刚度退化。同时,以节点相贯角度、竖向连接板厚度、衬板厚度、钢管宽厚比、加强环厚度、混凝土强度等级为控制参数,分析其对X型节点轴向性能的影响。研究表明:采用竖向连接板、衬板和加强环可以改善节点区混凝土的约束效果,节点滞回曲线饱满,初始刚度较大,且刚度退化较慢,表现出良好的抗震性能。竖向连接板厚度、钢管宽厚比和混凝土强度等级对节点极限承载力、滞回性能以及刚度退化影响较大,而节点相贯角度、衬板和加强环厚度对节点极限承载力、滞回性能以及刚度退化影响较小。     

高延性混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究及抗剪承载力计算

该文提出采用高延性混凝土（HDC）提高低矮剪力墙的抗震性能,设计并制作了5片剪跨比均为1.0的剪力墙,并通过拟静力试验,分析轴压比、水平分布钢筋及内置钢板对低矮剪力墙的破坏形态、延性和耗能能力的影响。试验结果表明:与高强混凝土剪力墙相比,HDC剪力墙的变形能力明显提高;HDC低矮剪力墙的耗能能力、变形能力随着轴压比的增大而减小,随水平分布钢筋数量的减小而减小;HDC与钢板协同工作提高了低矮剪力墙的承载能力和耗能能力。基于软化拉-压杆模型,并考虑HDC材料的受压软化特性,该文提出了高延性混凝土低矮剪力墙抗剪承载力的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

Optimizing the performance characteristics of beams strengthened with bonded CFRP laminates

Ductility is of fundamental importance in the design of concrete structures. With structures using conventional materials such as concrete and steel, ductility of a member as a whole can be satisfactorily defined in terms of deflection, curvature or energy absorption capacity as examplified by the area under the load-deflection curve. However, when structural members strengthened with externally bonded fibre reinforced polymer (FRP) laminates are considered, conventional definitions of ductility become less precise because of the brittle behaviour of FRP materials, and their resultant effect on the performance of the strengthened beam. Furthermore, such beams when stregthened without the provision of external anchorages will fail very suddenly, with abrupt debonding of the laminate and substantial loss of load capacity. This paper intends to propose a new criterion to evaluate the structural performance of such strengthened composite beams, and the efficiency of the external anchorage system. The design criterion termed, Peformance Factor, incorporates both the deformability and strength of composite beams. Unlike the concept of toughness as applied to materials, the Performance Factor incorporates the effect of numerous parameters which influence structural design. To examine the reliability of this parameter a series of eleven reinforced concrete beams were tested to evaluate the structural performance of beams strengthened with and without externally bonded carbon fibre reinforced polymer (CFRP) laminates, and with different types of internal reinforcement and external anchorage systems. The structural behaviour of these beams was then evaluated using the Performance Factor.     

Behaviour at cryogenic temperatures of tendon anchorages for prestressing concrete

Tendon anchorages are sensitive zones where fractures may be produced and this risk may be increased at low temperatures. No international standards for tendon anchorages at low temperatures have yet been developed. This paper aims at two objectives: to furnish information on the behaviour, at low temperatures, of two commercial tendon anchorage systems and to make some proposals, as well as related testing procedures, for pre-stressing systems intended for cryogenic applications.     

钢管钢纤维高强混凝土轴压短柱的受力分析

为了研究钢纤维对钢管高强混凝土短柱轴压力学性能的影响,对7根钢管钢纤维高强混凝土短柱和3根钢管高强混凝土短柱进行了轴心受压试验。根据试验中测得的钢管横向应变和纵向应变结果,采用内力分解法分析了钢管与钢纤维高强混凝土的应力变化以及两者之间的相互关系。结果表明：钢纤维对钢管高强混凝土短柱的横向变形影响较大,掺入钢纤维能有效...