预应力混凝土梁徐变挠度影响因素分析与计算模式构建

准确计算预应力混凝土桥梁的徐变挠度对预控其长期挠度非常重要。对当前混凝土梁的几种徐变挠度计算方法进行对比分析,并以预应力混凝土梁徐变挠度系数与徐变系数关系为研究对象,分析了预应力度、预应力产生的轴力、预应力产生的等效弯矩、构件换算截面面积及构件截面抗弯模量等因素对徐变挠度系数与徐变系数间关系的影响及规律。结果表明:在已知徐变系数的情况下,梁的预应力度对徐变挠度系数的影响较大,而其他几种因素对该系数影响较小;进一步建立了便于工程应用的、考虑预应力度和混凝土徐变共同影响的预应力混凝土梁徐变挠度计算模式,为精确预控预应力桥梁结构的长期挠度奠定基础。     

再生混凝土梁长期受荷时随变形计算方法研究

由于再生混凝土收缩徐变效应大,导致长期荷载作用下,再生混凝土梁附加变形较大。文中以不同再生粗骨料取代率的再生混凝土梁长期受荷变形性能的试验研究为依据,研究其长期变形计算方法。通过考虑龄期的有效弹性模量法,将再生混凝土徐变系数引入梁截面附加曲率的计算,基于虚功原理给出长期荷载作用的时随变形计算公式|考虑再生粗骨料的二相性,通过普通混凝土的徐变收缩计算式,给出考虑附着水泥砂浆影响的再生混凝土徐变收缩调整系数|将其计算结果代入三种典型普通混凝土徐变收缩模型,得到再生混凝土徐变收缩模型,并通过时随变形计算公式计算再生混凝土梁长期荷载下的跨中变形值、跨中和加载点的附加变形值,与试验结果吻合较好。     

预应力度对预应力混凝土梁徐变曲率影响试验研究

通过对四根跨度为7.5m、预应力度不同的预应力混凝土简支梁进行长期加载,对试验梁的跨中截面徐变应变和徐变挠度进行定时观测,绘制试验梁的徐变应变系数和徐变挠度系数时程曲线,并进行对比分析。根据试验梁不同时段跨中截面不同高度处的应变徐变实测值,验证试验梁长期荷载作用下平截面假定,指出徐变作用引起截面中和轴的移动情况。以梁的徐变应变模型为研究对象,推证全预应力梁的徐变曲率系数大于徐变应变系数,部分预应力梁徐变曲率系数小于徐变应变系数,验证试验结果。推导不同预应力度的梁徐变挠度系数和徐变应变系数间的数值关系表达式,与试验结果及GB 50010—2002、JTG D62—2004等对试验梁徐变挠度系数和徐变应变系数间数值关系计算结果进行对比分析,建立考虑预应力度影响的梁徐变挠度计算公式。     

早龄期张拉对预应力混凝土梁徐变的影响

采取室内试验与有限元分析相结合的手段,研究早龄期张拉预应力是否可以降低混凝土梁的徐变值。室内试验部分以实际工程为依托,制作了4根1∶6的缩尺试件。设计了两种不同的预应力张拉方案,通过比较不同方案中预应力筋的预应力损失、梁的挠度、梁截面混凝土的应变、梁截面曲率等方面的试验数值,可以看出在早龄期进行张拉的两次张拉方式对于降低混凝土徐变是最有效的。又利用有限元计算了两种张拉方案中预应力混凝土梁的竖向变形,验证了试验的准确性,并再次证实了早龄期张拉的施工方法可以明显地降低预应力混凝土梁的徐变值。     

基于不同混凝土徐变模式的简支组合梁附加挠度分析

翼缘混凝土的徐变会影响型钢-混凝土组合梁的长期变形。本文建立基于混凝土徐变系数的组合梁长期附加挠度的计算公式,分析研究国内外文献中有关混凝土徐变的计算理论,基于常用的混凝土徐变系数计算模式对实际工程中的2根型钢-混凝土简支组合梁进行徐变效应计算,利用数值模拟分析软件FLAC3D对该组合梁的徐变附加挠度进行模拟计算。经过对计算、实测及模拟结果的分析比较,结果表明,在选择了适宜的徐变模式和对应的计算公式后,可采用本文的研究方法对简支组合梁的徐变附加挠度进行计算和预测。     

徐变系数对挠度的影响分析研究

根据<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>,利用Midas建立梁单元模型,分别取不同的混凝土徐变系数,计算了在施工过程中连续梁由混凝土徐变产生的挠度,并分析了连续梁在施工过程中徐变系数对挠度的影响.     

钢-混凝土叠合梁的收缩徐变计算分析

钢-混凝土叠合梁在长期荷载的作用下,混凝土板的徐变收缩会使截面的应力发生重分布。钢-混凝土叠合梁由于收缩徐变效应使得结构在外荷载不变的情况下,变形持续增加,最终的变形值会影响到结构的使用,准确计算出结构由收缩徐变引起的变形值,在进行结构的收缩徐变效应分析时是很有必要的。本文采用龄期调整有效模量法与有限元法相结合的计算方法,对于预应力结构的收缩徐变,考虑预应力和混凝土的收缩徐变两者相互交换耦合作用,使得分析结果更加精确,从而使混凝土结构的收缩徐变计算能够更近于实际,有利于准确的计算出收缩徐变对钢-混凝土叠合梁的影响。     

混合配筋预应力梁的截面长期应力分析

本文提供了钢筋(包括劲性骨架)混凝土梁承受预应力及长期荷载作用下精确而实用的理论分析方法及其通解,可用于计算任意时间梁截面上任意位置的应力值(长期预应力损失值)。 本方法的特点是将混凝土的收缩、徐变及预应力筋松弛三者的相互影响同时考虑,分层建立平衡方程,而对混凝土和预应力筋的应力应变关系运用徐变理论的物理方程,通过变形协调关系,计入预应力筋在变长度下的松弛,建立方程组,用线性代数获得通解。 文中附有计算例题。     

极端干燥地区钢筋混凝土梁的长期变形计算

基于时间效应分析的方法 ,考虑收缩徐变对长期变形的影响 ,建立了长期荷载作用下混凝土梁的变形和挠度计算公式。据此得到的曲率、挠度值与极端干燥地区的试验资料吻合良好     

混凝土徐变对重庆石板坡长江大桥长期服役性能的影响

混凝土徐变对预应力混凝土连续刚构桥梁长期服役下的变形及受力有非常重要的影响。本文以重庆石板坡长江大桥为工程背景,采用CEB-FIP(MC90)的徐变模型,对成桥十年后该桥的徐变效应引起的桥梁变形、内力和预应力损失进行了计算分析,分析结果对该类桥梁的施工分析及设计具有一定的借鉴作用。     

预应力混凝土梁反拱度试验和分析

预应力混凝土梁由于偏心预加力的存在,梁体将产生向上的挠度,即弹性反拱度。另外,张拉预应力束后在徐变作用下梁会继续产生上挠,即徐变反拱度[1]。本文以复兴泡大桥为工程背景,对预制预应力混凝土箱梁的弹性反拱度和徐变反拱度进行研究。并建立梁体的MIDAS/Civil模型,将实测反拱值与模型模拟值进行对比分析,并对徐变系数的计算式进行修正。     

桥用高强混凝土双轴徐变试验研究

为获得大跨度预应力混凝土箱梁腹板在双向预应力作用下的收缩徐变发展规律,分析不同预应力组合对收缩徐变效应的影响,研究了大跨度预应力箱梁腹板的常遇应力组合,并采用十字交叉梁开展了2种应力组合条件下的高强混凝土双轴徐变试验,即应力组合分别为14MPa和2MPa,6MPa和2MPa,对比开展了单轴压应力为6MPa、14MPa的高强混凝土收缩徐变试验,分析单、双轴徐变和应力组合对高强混凝土收缩徐变的影响。研究结果表明：应力组合对高强混凝土徐变影响显著,360d双轴应力条件下的徐变系数仅为相应单轴徐变系数的75%;采用现有收缩徐变预测模型不能较好预测高强混凝土的实际徐变发展过程,而采用指数函数具有较好的拟合精度。建议在大跨度连续箱梁设计和施工中,确保腹板竖向预应力水平控制在设计允许范围内。     

预应力钢筋高温蠕变试验研究及有限元分析应用

通过对高强预应力钢筋进行高温蠕变试验 ,建立了预应力钢筋的高温蠕变和蠕变率力学模型 ,采用该模型对预应力混凝土结构的高温预应力损失及火灾下的结构行为进行了有限元分析 ,通过算例提出预应力钢筋高温蠕变引起的附加预应力损失估算公式。有限元分析表明对火灾下的预应力混凝土结构必须要考虑预应力钢筋的高温蠕变作用。     

An approach to determine long-term behavior of concrete members prestressed with FRP tendons

The combined effects of creep and shrinkage of concrete and relaxation of prestressing tendons cause gradual changes in the stresses in both concrete and prestressing tendons. A simple method is presented to calculate the long-term prestress loss and the long-term change in concrete stresses in continuous prestressed concrete members with either carbon fiber reinforced polymer (CFRP) or aramid fiber reinforced polymer (AFRP) tendons. The method satisfies the requirements of equilibrium and compatibility and avoids the use of any empirical multipliers. A simple graph is proposed to evaluate the reduced relaxation in AFRP tendons. It is shown that the prestress loss in FRP tendons is significantly less than that when using prestressing steel, mainly because of the lower moduli of elasticity of FRP tendons. The long-term changes in concrete stresses and deflection can be either smaller or greater than those of comparable girders prestressed with steel tendons, depending on the type of FRP tendons and the initial stress profile of the cross-section under consideration.     

超长预应力混凝土结构收缩徐变敏感性分析

将徐变系数、收缩应变、抗压强度、预应力和环境相对湿度等混凝土材料时随特性作为随机因素,采用拉丁超立方抽样随机模拟法进行了超长预应力混凝土结构的概率分析.以一超长预应力混凝土框架结构为例,考察了10 645 d内季节性温差作用下该结构变异与混凝土材料时随特性之间的相关性.结果表明:随着时间的增长,该结构变异范围增大;预应力和混凝土抗压强度是一层端柱柱顶侧移和二层楼板第一主应力的主要影响因素,收缩模型不确定性对二层楼板第一主应力的影响也较强.     

GFRP筋的高温蠕变性能试验分析

通过对21组,共72根不同应力状态、不同温度下GFRP筋的蠕变性能进行的试验和分析,表明:随时间的延长GFRP筋的应变逐渐增大,而同一应力水平的GFRP筋试件随温度的升高,应变有增大的趋势。根据试验结果,可以确定预应力GFRP筋增强混凝土构件在火灾高温条件下GFRP筋的预应力损失值。     

张弦木梁预应力损失初步探讨

对木梁进行张弦是解决大跨度木梁挠度过大的一个有效方法。本文进行了预应力损失观测试验,定量分析木材蠕变对预应力损失的影响,并给出试验期间预应力损失后张弦木梁挠度计算公式。     

Time-dependent behaviour of concrete beams pretensioned by carbon fibre-reinforced polymers (CFRP) tendons

Due to its non-corrosive and high tensile strength properties, carbon fibre-reinforced polymers (CFRP) has attracted researchers’ interests worldwide to investigate the feasibility and effectiveness of using CFRP as reinforcements or prestressing tendons in concrete structures. However until now these studies have been mainly in the form of experimental tests and there is lack of theoretical framework provided. This paper first proposes an analytical method to predict the time-dependent behaviour, including concrete strains, curvature and deflection as well as loss of prestress, of concrete beams prestressed by CFRP tendons, under sustained service load condition. The paper then presents three illustrative examples of how to use this analytical method to calculate the time-dependent concrete strains, curvature and deflection of concrete beams pretensioned by CFRP tendons. It is concluded that the proposed theoretical framework is suitable for analysis of the time-dependent performance of the concrete beams pretensioned by CFRP tendons and the behaviour of such beams are comparable to those with steel and therefore CFRP can be effectively used as prestressing tendons in concrete beams.     

钢筋砼梁在长期荷载作用下的变形

本文对剪跨比为２．５的钢筋砼梁在长期荷载作用下的变形进行了试验研究。建立了长期弯曲变形和剪切变形计算公式，并由迭加原理得到了考虑剪切效应的钢筋砼梁在长期荷载作用下的挠度公式，计算值与试验结果吻合良好。本文公式同时考虑了砼徐变和收缩的影响，还可用来根据梁的试验结果而确定砼徐变系数和龄期调整系数值。     

预应力钢丝钢绞线的高温蠕变性能研究

高温蠕变对火灾下预应力钢结构和预应力混凝土结构的性能有重要影响。针对高温蠕变的特点,比较了预应力钢丝钢绞线的高温蠕变和蠕变率模型,并分析模型中温度和初应力对高温蠕变造成的影响。结果表明,进行火灾下预应力结构的预应力损失计算时,应当考虑高温蠕变的影响,并根据防火需要,计算合理的初预应力值,最终提高结构防火设计的安全性。