二次预应力组合梁施工技术问题研究

结合二次预应力组合梁的基本原理及特点,分析二次预应力组合梁现有施工技术存在的问题,即模板安装支护、混凝土浇筑、预应力筋张拉锚固困难而复杂,施工工序增加;针对这些问题,研究开发了两种连接器专利产品,一种是双套筒预应力钢筋套管连接器,可以方便地实现一期混凝土中预应力筋套管和二期混凝土中预应力筋套管的连接;另一种是双层套筒钢筋连接器,可以方便地实现一期混凝土中纵向钢筋和二期混凝土中纵向钢筋的连接,从而有效解决二次预应力组合梁现有施工技术存在的问题,提高二次预应力组合梁的技术水平。     

预应力钢-混凝土组合梁承载力计算方法

对预应力钢 混凝土组合梁的应用发展作了简要的介绍。依据现有的研究成果 ,尤其是对预应力简支组合梁的试验研究成果进行了介绍和评价。同时通过对算例的计算分析 ,比较了普通组合梁和预应力组合梁的受力性能 ,以及计算方法之间的差异 ,这对预应力组合梁的设计有一定的参考价值     

体外预应力连续组合梁预应力筋拉力计算方法及全过程受力分析

对体外预应力钢-混凝士连续组合梁进行全过程受力分析时,需准确计算预应力筋的拉力,因此,对预应力组合梁中预应力增量及全过程受力分析的计算方法进行了研究.根据梁体自身在荷载作用下的变形条件,采用几何方法给出了各种布筋形式下体外预应力筋伸长量的计算方法;基于共轭梁法,并考虑连续组合梁内力重分布,采用迭代法得到了预应力连续组合...     

预应力钢-混凝土连续组合梁的变形分析

对预应力钢-混凝土连续组合梁在正常使用极限状态下的变形计算进行分析。分析考虑钢与混凝土之间的滑移效应,建立简化计算模型,并在此基础上,提出混凝土支座开裂区长度以及预应力筋内力增量的计算公式,给出两跨预应力连续组合梁跨中挠度的计算图表。分析结果表明,两跨预应力连续组合梁变形计算公式计算正常使用极限状态预应力筋的内力值精度较高,不考虑预应力筋内力增量的变形计算值较试验值偏大,考虑预应力筋内力增量的变形计算值精度有明显提高,与试验结果吻合较好,可供工程设计参考。最后在两跨预应力连续组合梁变形计算公式的基础上提出预应力连续组合梁变形计算的通用方法。     

预应力钢-混凝土连续组合梁的变形分析

对预应力钢-混凝土连续组合梁在正常使用极限状态下的变形计算进行分析。分析考虑钢与混凝土之间的滑移效应,建立简化计算模型,并在此基础上,提出混凝土支座开裂区长度以及预应力筋内力增量的计算公式,给出两跨预应力连续组合梁跨中挠度的计算图表。分析结果表明,两跨预应力连续组合梁变形计算公式计算正常使用极限状态预应力筋的内力值精度较高,不考虑预应力筋内力增量的变形计算值较试验值偏大,考虑预应力筋内力增量的变形计算值精度有明显提高,与试验结果吻合较好,可供工程设计参考。最后在两跨预应力连续组合梁变形计算公式的基础上提出预应力连续组合梁变形计算的通用方法。     

体外预应力钢-混凝土组合梁

在钢-混凝土组合梁中采用体外预应力技术,具有提高组合梁的刚度以及承载能力,减小混凝土的收缩徐变开裂,提高结构的耐久性等优点。近年来,国内已相继建造了采用体外预应力组合梁的城市桥梁和结构,但在体外预应力钢-混凝土组合梁的受力性能、施工和使用阶段的受荷机理以及设计和应用方面仍存在许多有待解决的问题。回顾了国内外体外预应力组合梁研究及应用进展,对一些关键技术进行了论述,可供研究及设计人员参考。     

体内预应力波形钢腹板组合梁预应力导入效率研究

研究一种新型的体内预应力波形钢腹板组合梁的预应力导入特性。通过设置一种钢包混凝土构件,在波形钢腹板组合梁下翼缘引入体内预应力,设置的波形钢腹板使预应力更大限度地导入上、下翼缘,形成一种新型体内预应力波形钢腹板组合梁。提出的新结构与现有的波形钢腹板组合结构对比,受力性能大幅改善,梁体重量显著降低,避免了体外索的频繁更换。基于卡氏定理,根据波形钢腹板组合梁截面刚度协调特性,推导波形钢腹板的预应力导入效率计算方法,并针对提出的新型体内预应力波形钢腹板组合结构开展预应力导入效率数值分析,通过理论计算结果与有限元对比,发现两种方法获得的导入效率系数变化一致,验证了该文提出的反对称波形钢腹板的预应力导入效率计算方法。     

体外预应力钢-混凝土组合梁负弯矩区的承载力研究

通过体外预应力组合梁的承载力试验,研究了负弯矩作用下体外预应力组合梁的开裂和极限承载力。研究结果表明:对负弯矩区组合梁施加体外预应力后,可有效提高截面的开裂弯矩。负弯矩作用下体外预应力组合梁的预应力增量很小,可忽略。一般情况下,对负弯矩截面施加体外预应力,不会提高截面的屈服承载弯矩。负弯矩作用下体外预应力组合梁的极限承载力受失稳控制。把预应力作用作为等效荷载,探讨组合梁失稳承载力的计算方法,采用BS5400:Part3方法计算了预应力组合梁的失稳临界弯矩。     

预应力钢筋–混凝土组合梁设计及施工措施

在大跨度工程中,为保障梁结构的稳定与安全,通常会选择预应力钢筋–混凝土组合结构.在前期组合梁设计时,需要重点关注组合梁截面选型、预应力索布置、张拉方法等内容.采用模型加载试验,若强度、挠度、稳定性等指标达不到组合梁建设标准,则需要重新设计,直到各项指标均满足要求后,生成最终的设计图纸,从而保障预应力钢–混凝土组合梁的安全.首先介绍了组合梁的设计流程和设计要点,其次概述了施工期间应重点控制的技术措施,最后总结了预应力组合梁加载测试所用的仪器、测点的布置,并对测试结果进行了简要分析,为预应力钢–混凝土组合梁设计与施工提供了技术参考.     

体外预应力钢-混凝土组合梁混凝土有效翼缘宽度

采用有限元方法 ,研究了体外预应力作用下简支组合梁混凝土有效翼缘宽度 ,分析了剪力连接刚度对预应力组合梁有效翼缘宽度的影响和预应力增量的效应。同时对混凝土板收缩、徐变下 ,体外预应力组合梁的受力机理进行了讨论     

Losses of prestressed forces of pre‐tensioned precast composite beams

Herein, the authors propose prestressed composite beams with steel sections at both ends of the precast beams in order to provide flexural strength against negative moments at both ends. This study extends the use of prestressed precast composite beams by understanding the instantaneous and time‐dependent losses of prestressed forces. This study also attempts to find out whether the currently available equations predicting instantaneous and time‐dependent losses of prestress can be used to predict the performance of prestressed precast composite beams. In this study, analytically calculated prestress losses of precast composite beams were compared with the loss of prestress observed during experiment to evaluate the eligibility of the proposed analytical approach and to calculate the losses of prestressing forces for precast composite beams. The influence of steel sections installed at both ends of the precast beams on the loss of prestress was also investigated to estimate prestress loss of the prestressed precast composite beams. The 20% loss was recommended for the instantaneous prestress loss for the precast composite beams, accounting for the contribution of T steel members of precast beams to the elastic contraction.     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁抗弯性能试验及理论分析

预应力技术是充分发挥FRP复合材料高强性能的一条有效途径。通过对预应力芳纶纤维布加固混凝土梁抗弯的试验,对预应力水平对梁抗弯承载力、刚度、延性的影响进行分析。结果表明:预应力水平为55%~65%时,预应力芳纶纤维布加固梁的开裂、屈服、极限荷载比非预应力芳纶纤维布加固梁分别提高约147%~165%、28%~50%、13%~31%,表明预应力芳纶纤维布能显著地提高混凝土梁的抗弯性能。承载力极限状态时,预应力梁为纤维布的断裂破坏,非预应力梁发生布与混凝土间局部脱粘破坏。在试验研究的基础上,采用弹塑性截面分析法计算梁的承载力,理论计算值与试验值吻合良好。     

施工误差影响下的超长空间预应力束摩阻系数识别研究

预应力构件中的超长空间曲线束其预应力损失通常较大,而施工误差的存在又会增加预应力损失而降低有效预应力,对结构通常会带来不利影响。因此,在预应力结构分析中,有必要考虑施工误差的影响,对超长空间曲线束的预应力损失进行实测并对计算预应力损失的相关系数进行修正,以此考察实际预应力损失对成桥结构的影响。本文则以某连续梁桥的底板通长束为例,通过现场实测钢绞线应力以及理论分析来确定对预应力损失影响最大的摩阻系数值,再依此进行结构有限元模型修正,研究由施工误差导致的预应力损失对成桥结构的影响。     

波形钢腹板体外预应力组合梁正截面承载力及应力分布特征研究

为研究预应力状态下波形钢腹板组合梁的截面应力分布特征,设计制作2根波形钢腹板组合梁,在预应力筋张拉过程中研究了预应力对组合梁受弯截面应力分布特征的影响,通过正截面受弯试验对试件塑性承载力先进行测定;对体外预应力组合梁正截面承载力进行了理论分析;利用有限元分析软件,对与试件同类型的波形钢腹板体外预应力组合梁的塑性受弯承载力进行了参数分析,研究了腹板高度和混凝土强度对正截面承载力的影响。结果表明：预应力对此类构件的翼缘应变变化量影响较波形钢腹板的大约2~3倍;预应力损失对截面中性轴位置变化影响可忽略不计;施加预应力将使波形钢腹板组合梁的受弯承载力提高约30%,腹板高度等参数与此类结构跨中截面承载力呈线性关系;理论值与有限元模拟结果吻合良好,验证了所提出正截面承载力理论的准确性。     

钢绞线、FRP筋预应力加固混凝土梁抗弯性能试验研究

纤维增强复合材料是一种新型的材料,对FRP筋材使用预应力的方式加固混凝土梁,是一种新兴的加固技术,可以有效地发挥FRP的高强性能。为了研究混凝土梁加固以后的抗弯性能,采用试验研究与理论分析相结合的方法,制作了12根混凝土梁试件,通过试验比较CFRP筋、BFRP筋和高强钢绞线3种预应力筋材的加固效果,包括开裂荷载、屈服荷载和极限承载力,对加固梁的裂缝开展、刚度提高以及破坏形式进行初步研究和探讨。     

爆炸荷载下预应力混凝土梁抗爆性能数值模拟

利用有限元软件LS-DYNA 对预应力混凝土梁在爆炸荷载作用下的力学性能进行数值研究。对4 组预应力混凝土梁在爆炸荷载作用下的抗爆性能进行数值模拟,研究预应力大小和混凝土强度对梁抗爆性能的影响。提取跨中最大位移、残余位移、裂缝形态、钢筋应力和支座附近混凝土剪应力,通过与相同爆炸荷载作用下无预应力混凝土梁的性能进行对比,得到预应力对钢筋混凝土梁抗爆性能的影响规律。     

预应力混凝土梁板正截面计算中的问题

给出了有效预应力水平σpe不同时常规预应力混凝土梁板相对界限受压区高度的限值,为合理考虑预应力筋有效预应力水平对常规有粘结预应力混凝土梁板正截面承载力的影响提供依据。提出了FRP筋预应力混凝土梁板设计应遵循的原则和具体设计的方法。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁力学性能试验

基于预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁能够提高其承载能力的理论,进行了6根外贴预应力碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土梁的力学性能试验。研究了在不同预应力和不同端部锚固方式下加固后的钢筋混凝土梁的预应力损失、开裂荷载、跨中挠度、极限荷载及抗弯抗剪性能。结果表明:碳纤维布预应力在一定范围内能够决定钢筋混凝土梁的加固效果,同时在梁端部采取锚固方式能有效阻止预应力碳纤维布在放张过程中的预应力损失;预应力碳纤维布加固后梁的开裂荷载随着预应力的增大而增大,最大增大幅度达到81.8%;极限荷载在一定范围内随预应力的增大先增大后减小,极限荷载最大增大幅度为41.07%。     

钢-混凝土组合梁抗裂性能的试验研究

为研究钢-混凝土连续组合梁的受力性能,特别是体外预应力对抗裂性能和刚度的影响,完成3根反向加载的简支组合梁和3根2跨连续组合梁的静力加载试验,其中包括2根在钢梁和混凝土板内折线布筋的体外预应力组合梁。试验表明:非预应力组合梁在负弯矩作用下的开裂荷载较低,连续梁在较低荷载下就会由于混凝土开裂而发生明显的内力重分布,且横向钢筋间距对裂缝间距具有一定影响;折线布筋的体外预应力组合梁开裂荷载增大,裂缝间距和裂缝宽度明显减小,且相同荷载下的挠度下降,说明体外预应力可有效改善组合梁的综合受力性能。此外,预应力作用对组合梁的滑移分布有较明显影响。     

局部预应力钢筋混凝土框架体系的实测与分析

介绍了西北政法大学新建教学楼预应力框架中预应力梁反拱及截面应力分布的工程实测结果 ,分析了随着预应力的逐步施加 ,预应力梁反拱、截面应力分布的变化过程以及各梁之间的相互影响 ,并与现行计算理论的计算结果进行了比较。最后通过对预应力框架的受力分析 ,提出了考虑预应力框架与非预应力框架在次梁及楼板的约束作用下整体协同工作的结构计算数学模型 ,并指出了在预应力钢筋混凝土框架设计时进行施工阶段验算的必要性。