配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能试验研究

目前国内外有代表性的混凝土结构设计规范对配置三向预应力混凝土箱梁的抗剪设计均未考虑竖向预应力对梁抗剪承载能力的影响,并对梁内抗剪钢筋的抗拉设计强度取值进行了限制,是否合适值得重新审视。对4片配置高强竖向预应力筋混凝土工字梁的抗剪性能进行了试验研究,主要研究纵向和竖向预应力的施加对配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能的影响以及试验梁剪切破坏时高强竖向预应力筋的强度发挥水平。结果表明:就所研究的情形而言,施加3.2MPa竖向预压应力可使梁斜截面开裂荷载提高约22%、临界斜裂缝倾角增加约17°、抗剪承载能力提高约30%。剪切破坏时,竖向预应力筋是否张拉对加载过程中抗剪钢筋的应变增量影响很小,未张拉的竖向抗剪钢筋内最大应力为713MPa,预张拉后,抗剪钢筋最大应力增量为709MPa,但叠加其初始张拉应力后其内最大应力可达1440MPa。对竖向抗剪钢筋进行张拉能使高强抗剪钢筋的强度得到较好发挥,但同时导致临界斜裂缝的倾角增大、水平投影长度减小。因此,与配置普通箍筋的混凝土梁抗剪设计相比,配置竖向高强预应力筋混凝土梁竖向抗剪钢筋的最小间距、最小配筋率及初始张拉应力均应特别考虑。     

环锚预应力混凝土衬砌锚索张拉工序优化

预应力钢筋的张拉工序影响到衬砌施工期的应力状态,可能在衬砌内侧产生过大的轴向次生应力,引起衬砌内侧开裂。锚索分批张拉会造成预应力损失。通过锚索张拉工序的优化,将减小衬砌施工期的轴向应力并减少预应力损失,使衬砌内侧不产生环向裂缝、提高预应力效率且减少锚索张拉次数。采用有限元方法,分析了单束锚索张拉下衬砌的应力状态。在此基础上,对不同工序下锚索张拉施工过程中,衬砌的应力状态和预应力损失情况进行了分析。最终选取张拉工序少、张拉过程中产生的轴向应力较小且预应力损失小的工序作为最优工序。分析结果表明优化后的工序减少了1/3的锚索张拉次数、预应力损失小且产生的轴向最大拉应力约为1MPa,不会使衬砌开裂。为今后类似工程的施工优化提供了参考。     

压力分散型锚索单元锚体间的应力影响

压力分散型锚索中作用在各单元锚体上的应力会相互影响,应力影响表现之一是在荷载传递方向会出现应力叠加现象。应力叠加程度因孔壁岩体对注浆体的侧向变形约束力的强弱而不同,坚硬岩体中这种约束力较强,应力叠加现象不显著,软弱岩体中这种约束力较弱,应力叠加现象较为显著。其二,这种影响还表现在承载体处诱发了拉应力,即张拉荷载通过承载体的承压板给单元锚体施加压力的同时,也给相邻锚体施加了拉力。该拉应力若达到了该处材料的抗拉强度,会在该处出现张拉裂纹,对锚索防腐不利。为克服应力影响对工程的危害,建议在坚硬岩体中优化单元锚体长度,以免出现张拉裂纹;在软弱岩体中应根据应力叠加效应最严重的单元锚体上的应力来验算浆体强度,以避免浆体的受压破坏,并控制剪应力在浆–岩界面的容许抗剪强度范围内。     

7度区超限高层框筒结构受拉墙体抗震性能分析

对7度区12栋超限高层框筒结构中震下主要墙肢拉应力比进行统计,名义最大拉应力比在1.0~2.5之间,在结构设计可控范围内。在高层结构中震计算中应采用未经放大的楼层地震标准组合内力判断剪力墙的受拉程度。对核心筒偏置的超限结构进行抗震性能分析,发现拉应力较大的墙肢在大震作用下出现拉剪或拉弯破坏;根据墙肢拉力配置型钢后,改善了结构底部剪力墙的抗震性能,墙肢未出现剪切破坏和拉弯破坏。进一步的精细有限元分析表明,加型钢后受拉墙肢的抗拉和抗剪能力明显提高。当中震作用下超高层结构的底部墙肢名义拉应力比超过2.0时,可通过加型钢或钢板来满足抗震性能要求,而且型钢或钢板截面面积应适当增大。     

预应力混凝土连续刚构桥腹板斜裂缝成因分析

预应力混凝土箱梁裂缝问题在混凝土结构施工与运营过程中都是较常见的,腹板斜裂缝尤为突出,基于云南某混凝土连续刚构桥在施工过程中腹板产生斜裂缝,采用精细化的有限元模型分析裂缝成因。承载力复核表明,桥梁在施工过程和营运状态下的抗剪承载力安全富余较大,能满足设计规范要求。产生裂缝的主要原因是竖向预应力张拉滞后,纵向预应力张拉时混凝土龄期不够,造成纵向预应力张拉锚下混凝土开裂,分析方法与结论对同类工程问题具有一定的参考价值。     

橡胶隔震支座抗拉装置受力性能试验研究

针对高层隔震结构在高烈度区可能存在的橡胶支座受拉以及倾覆危险的问题,设计了一种抗拉装置,并对其工作性能进行了试验验证。原型带抗拉装置的支座与普通支座的低周反复加载试验对比表明：压剪状态下,装置对支座本体的剪切性能基本不产生影响;拉剪状态下,该装置能够发挥抗拉作用,保证支座水平向力学性能的发挥;极限拉伸状态下,装置能发挥限位作用,承受大部分拉力,从而减小支座本体拉应力。同时,对模型抗拉装置进行了拟静力试验,验证了模型抗拉装置不会对支座在压剪状态下的剪切性能产生影响,但能起到预期的减小支座的拉应力和限位作用。     

悬索桥群桩基础锚碇的m法解及正常使用控制指标探讨

文章基于m法对某群桩锚碇基础进行解析解的推导与计算,并提出了群桩锚碇基础控制正常使用设计状态的两个指标:(1)群桩锚碇基础中各桩不出现受拔的现象;(2)各桩桩身应避免出现拉应力,或者在出现拉应力区域其裂缝宽度能够满足规范要求。     

小湾电站堆积体边坡锚固响应规律数值模拟实验

为探讨堆积体边坡的锚固响应规律,运用数值模拟方法来分析群锚作用下堆积体边坡的压、拉应力分布规律.模拟结果显示,群锚作用下,在锚墩周边的岩体中形成的压应力集中区相互叠加,自由段末端、内锚段始端部位的压、拉应力区域也互相叠加,这种拉应力区的联合可能对锚固不利.此外,锚索间、排距以4～5m较为合适,堆积体边坡的岩体变形主要集中在锚索周边2m范围内.     

钢连梁预埋端板连接受力性能试验研究

提出了纯锚筋、角钢加抗剪板和锚筋加抗剪板3种用于钢连梁的预埋端板连接构造。其中纯锚筋连接是传统锚固形式,角钢加抗剪板和锚筋加抗剪板则是依据弯剪分离设计方法。通过拟静力试验进行对比,分别考察3种预埋端板连接在弯剪耦合作用下的破坏形式和滞回性能,分析了节点的受力特征和整体破坏发展过程。结果表明,3种预埋端板连接均能满足承载力的需求,其中纯锚筋试件的初始转动刚度最大,而且滞回曲线较为饱满,但竖向滑移较大;角钢加抗剪板试件和锚筋加抗剪板试件受力性能较为一致,但角钢加抗剪板试件中混凝土墙肢的破坏较大,难以修复;锚筋加抗剪板试件滞回曲线较为饱满,预埋端板转动和竖向滑移较小,对连梁传力较为有利,但外侧锚筋拉应力过于集中,一旦发生断裂,承载力下降较快。通过对比试验结果与现行设计公式的计算结果,验证了弯剪分离设计方法的可靠性。     

后张法预应力空心板锚下应力分析与应变测试

后张法预应力空心板是桥梁工程中常见的上部结构形式。本文通过对后张法预应力混凝土空心板锚下应力进行理论分析,讨论加强钢筋的设置、腹板厚度对锚下应力的影响;测试钢束张拉力作用下空心板锚下应变,观察锚下混凝土裂缝情况,综合分析锚下裂缝产生机理。研究表明:提高锚下加强钢筋的配筋率和加厚腹板均可减小空心板锚下混凝土拉应力,加厚腹板效果更显著;锚下混凝土局部应力过大导致局部存在裂缝和结构损伤,预应力钢束张拉时裂缝不一定马上在混凝土表面出现,而是在锚下混凝土应力重分布后出现。     

新型压缩摩擦组合分散型锚索锚固机制及效应研究

 预应力锚固技术广泛应用于水利水电、交通运输及地下采矿等工程领域。由于常规压力集中型锚索具有前端应力集中、剪应力分布不均匀等现象,研究、设计新型压缩摩擦组合分散型锚索。在介绍该技术要点的基础上,通过室内张拉试验以及数值仿真模拟试验,对该种锚固技术的锚固机制及效应进行系统地研究。结果表明,新型压缩摩擦组合分散型锚索内锚头应力集中量值较小,注浆体轴向压应力及剪应力叠加不明显,应力分布较为均匀,可有效克服现有压力集中型锚索所存在的缺陷,达到改善内锚头应力、提高锚固可靠性要求。在总张拉力确定的情况下,利用所设计的新型压缩摩擦组合分散型锚索技术可实现总张拉力要求,达到锚固岩体的目的。研究结果可为岩土体锚固系统设置提供一定的借鉴及参考。     

基于修正剪切滞模型的预应力锚索作用机理研究

将剪切滞模型的基本原理应用于预应力锚索作用机理研究，并考虑预应力锚索锚固段内稳定岩体及浆体材料的损伤特性，通过定义岩体、浆体的剪切损伤变量，给出了各自的损伤本构方程及相应的损伤演化方程，并将其用于对常规剪切滞模型的修正，得到了考虑材料损伤的修正剪切滞模型。应用该模型研究了预应力锚索侧阻力分布模式及荷载．位移特性，通过对一预应力锚索工程的具体分析，显示了该模型的合理性。     

双锚固段新型锚索锚固机理数值分析及应用

为了探究双锚固段新型锚索的锚固机理,从结构形式入手,分析受力模式与设计计算方法,采用有限差分数值软件进行数值模拟,建立不同外锚固段长度、自由段长度及内锚固段长度双锚固段新型锚索数值模型。在外锚头段锚固力不断损失时,新型锚索三段长度变化对锚索各段轴力、灌浆体与孔壁之间接触面上的剪应力影响规律研究,并通过工程实例验证。研究结果表明:(1)当外锚头锚固力损失时,外锚固段轴力自外锚头处开始逐渐降低,外锚固段灌浆体与孔壁间剪应力自外锚头处开始逐渐发展;(2)将外锚头锁定的预应力进行卸载的过程中,量测内锚固段注浆体的应变基本保持稳定,表明外锚头施加的预应力已完全由外锚固段与孔壁间粘结力承担,避免了因外锚头失效导致的锚索预应力损失,整个锚固系统实现了反向自锁的功能;(3)外锚头锚固力损失相同时,外锚固段长度越短,自由段锚索轴力变化越大;(4)新型锚索自由段长度大4 m。研究结果对正确分析双锚固段新型锚索加固作用机理和锚固工程设计具有一定的参考价值。     

锚索抗滑桩加固路堤工程实例分析

 国内甬台温高速公路路堤在施工过程中产生较大的沉降和侧向位移，呈现出滑坡的初期征兆。为提高本路段路堤的抗滑稳定性，在坡脚处布置钻孔灌注桩结合预应力锚索的锚索抗滑桩式挡土结构以控制路堤沉降和侧向变形，并同时实施变形与稳定性监测。通过对该路堤锚桩挡土结构内力与变形的观测监控，取得了较为完整的观测资料，在高路堤填土施工中起到指导与控制作用；结合本工程的实际监测和数据分析，评价锚索抗滑桩加固路堤的机制和效果，提出采用锚索抗滑桩加固措施时应注意的一些问题和建议，以期为类似工程提供参考和借鉴。     

富水砂加卵石双地层锚索现场试验及数值模拟

以锚拉地连墙为支护形式的基坑工程项目为背景,研究了锚固段穿越富水砂加卵石双地层条件下预应力锚索的锚固性能、传力机理、设计计算及优化方法。首先,通过锚索现场拉拔试验发现富水砂加卵石双地层可以提供较好的锚固力,成孔和注浆工效良好。然后,通过调整FLAC^3D中的cable单元的浆体粘结力参数逼近现场试验结果,得到锚固段与砂层与卵石层间的极限粘结强度建议值分别为30 kPa和200 kPa;与锚索传力机理理论解析方法相比,FLAC^3D中cable单元包含12项参数,可以更加全面地考虑多项影响因素,而且可以反映剪应力峰值随锚固段前端屈服向内部转移的动态过程。最后,通过FLAC^3D调整锚固段长度与设置位置达到优化锚索设计的作用。     

压力分散型锚索设计中应考虑的几个问题

 在分析压力分散型锚索锚固机制的基础上,提出该类锚索设计中应考虑的3个问题,即单元锚固段长度的计算问题、承压板处浆体的变形问题和工后坡体变形引起钢绞线的不均匀荷载问题,认为该类锚索较拉力型锚索的锚固力有所提高,是因为浆体受压时径向的膨胀变形受到岩土体约束,岩土体越坚硬约束作用越强,锚固力提高值越多,反之则小。由此提出物理概念清楚、计算简单的单元锚固段长度计算公式。按照承压板处浆体的变形特征,提出变形量的计算公式,由此可进行浆体的变形验算。为消除工后坡体变形引起钢绞线的荷载不均匀问题,建议采用基于工后允许位移的张拉法,给出详细张拉顺序和计算公式。     

HF高强灌浆料的研制和应用

研制的HF高强灌浆料具有早强、高强、耐久性好等特点,使灌浆料具有较强的锚固能力。1d即可达到后期锚固力的90%以上。良好的流动性使浆料可自动填充缝隙,灌浆层自流平稳,无须振动密实。     

预应力锚索锚固段周边剪应力分布特性的弹性理论分析

预应力锚索锚固段周边剪应力分布是不均匀的,对其不均匀性的研究存在多种不同的方法,但不同的方法分析出的剪应力的分布形式却不尽相同。运用弹性理论分析方法,对锚固段周边剪应力进行分析求解,模拟求出剪应力沿锚固段轴向的分布曲线,并通过与现场试验结果对比,得出锚固段周边剪应力分布的合理结论。     

压力分散型锚索锚固段力学性能试验研究

 对压力分散型锚索锚固段力学性能进行现场试验,并对试验锚索进行回收。对锚固段应力分布状态进行观测,根据试验结果拟合出压力分散型锚索锚固段应变分布方程和轴力分布方程。现场试验和理论分析证明,其独特的结构型式决定其具有可靠的防腐蚀性能,其承载能力和锚固性能均优于传统的拉力型锚索。另外,压力分散型锚索还具有可回收性,很好地解决城市中锚索超越“红线”施工的问题,在城市深基坑加固工程中必将得到广泛应用。     

江津公路大桥体外预应力加固技术

针对江津公路大桥箱体出现的裂缝病害进行了检测和分析,提出采用增设体外预应力索进行加固,同时辅以裂缝灌浆,粘贴钢板和碳纤维布等措施的维修方案,经实践,取得了良好效果,值得推广。