GB/T 13476-2023《先张法预应力混凝土管桩》主要条款解读

新修订的国家标准GB/T 13476—2023《先张法预应力混凝土管桩》已于2024年3月1日实施。为便于该标准的各使用方准确理解标准条款的具体含义,正确贯彻实施标准条款的具体要求和规定,介绍了该标准的修订背景和意义,并对标准的主要条款进行了解读。

局部受热锈蚀预应力混凝土梁力学性能试验研究

随着我国基础建设的发展,大量混凝土桥梁在恶劣环境影响下发生腐蚀和老化,腐蚀桥梁结构的灾害破坏机理研究对桥梁结构的运营安全具有重要意义。为研究已经锈蚀受损的桥梁在局部受热状态下的高温力学性能,设计10根预应力混凝土梁试件。其中对照组的2根试件在常温下加载,试验变量为预应力筋初始应力,试验组的8根试件在高温下加载,试验变量分别为钢筋锈蚀、预应力筋初始应力、初始荷载。首先,基于电化学原理对4根预应力混凝土梁进行钢筋加速锈蚀处理,然后利用复合高温试验炉对8根预应力混凝土梁(4根锈蚀、4根未锈蚀)在跨中进行三面受火试验。最后,采用数值方法对局部受热预应力混凝土梁进行了仿真分析。研究结果表明:局部受热条件下,预应力混凝土梁的承载能力会发生明显降低,下降幅度约为11.3%~14.9%;钢筋锈蚀导致的混凝土开裂会对预应力混凝土梁的抗火性能产生不利影响,主要表现为2个方面,1)相同试验条件下,锈蚀后的试件预应力增量更大;2)锈蚀试件在局部受热条件下承载能力下降幅度更大,约为19.4%~21.9%;增大预应力筋的初始应力可以减小预应力混凝土梁在局部受热时的高温蠕变变形;局部高温作用下预应力混凝土梁对初始荷载较为敏感,当试件初始荷载值提升20%时,三分点位移量约增大60%。研究成果可以为实际锈蚀桥梁的防火设计和灾后应急提供理论依据。

缓凝粘合剂在建筑结构缓粘结预应力混凝土中的应用

为研究建筑结构缓粘结预应力混凝土中缓凝粘合剂的应用配比,将固化剂与硅胶按照2∶100的比例配制成胶液,浇注后使其固化获得制备好的硅胶模具,应用试验材料制备缓凝粘合剂,设计10种邻苯二甲酸二丁酯与环氧树脂的混合比例,制备10种不同的样品,分2批配制缓凝砂浆,用于包裹预应力筋,当混凝土试块浇筑9 d后,对缓粘结预应力筋实施张拉操作。依照配比的顺序共制备30个缓粘结预应力混凝土试件。结果表明,当邻苯二甲酸二丁酯加入量为25、20 g,环氧树脂加入量为120、125 g时,缓粘结预应力混凝土试件的力学性能与抗震性能均较好。

斜截面抗剪强度上限值和预应力混凝土梁最小配筋率计算理论研究

文章遵循基本力学原理,从结构理论出发,推导修正后的混凝土梁斜截面抗剪强度上限值理论与公式,首次给出考虑斜箍筋特殊效应后的斜截面抗剪强度上限值的理论与方法;抗剪实验梁结果证明所提出的抗剪强度上限值理论与方法的正确性;基于预应力束应力全过程分析,首次推导并提出了预应力混凝土梁双值最小配筋率理论与计算方法,明确了预应力混凝土梁最小配筋率存在两个临界点,合理的预应力混凝土梁配筋率在两个临界点形成的范围之内,计算实例证明预应力混凝土梁双值最小配筋率理论的正确性。

横向静载作用下轨道交通预应力混凝土U型梁裂缝开展研究

为探究轨道交通预应力混凝土U型梁结构在腹板横向受力情况下的裂缝开展状况,通过回顾总结其裂缝开展成因,并以实际工程中的某标准梁段为例,进行了横向静载破坏试验,分析了U型梁结构在横向受力下的应变、挠度变化规律以及裂缝发育和损伤状况。研究结果表明,在横向对称荷载作用下,随着加载级的增大,U型梁展现出良好的整体性能和横向抗裂性能;该梁的裂缝损伤首先出现在腹板和底板处,随后逐步扩展到底板与腹板的连接部位;在破坏加载级下,腹板与翼缘发生破坏性裂缝损伤和明显的外扩变形;在高于规范撞击力建议值2倍的横向静载作用范围内,试验梁能够保持弹性工作状态,验证了采用美国ACI规范中对于列车脱轨撞击力的建议值进行U型梁横向抗撞设计的合理性。该研究成果可为轨道交通预应力混凝土U型梁的力学性能研究和结构优化设计提供更多参考。

预应力混凝土梁-型钢混凝土柱新型框架节点受剪承载力计算方法

梁柱节点受剪承载力计算是混凝土框架结构节点抗震设计的关键点之一,由于节点剪力传递机理与构造的复杂性,目前尚未形成完善的节点受剪承载力计算理论。该文阐述了预应力混凝土梁-型钢混凝土柱新型框架节点的受力机理,并基于桁架模型和斜压杆模型,提出了一种同时考虑预应力筋与型钢贡献的节点受剪承载力计算方法。开展了新型节点受力性能拟静力试验,分别选取了梁端破坏与节点剪切破坏两种破坏形式的节点试验数据,对所建立的新型节点受剪承载力计算方法进行了验证评估,结果表明,该文提出的预应力混凝土梁-型钢混凝土柱框架节点承载力计算方法具有较好的精度。

大跨径预应力混凝土连续梁桥加固研究进展

基于我国危旧桥改造需求多、病害情况复杂给桥梁加固提出的挑战,需把握桥梁加固国内外的研究现状,为未来深入研究和工程应用提供参考。结合大跨径预应力混凝土连续梁桥主要加固手段的基本原理,对各加固手段的优点、局限性及适用对象进行分析,系统梳理近两年来的最新研究成果,并对未来发展进行了展望。

某在役重载铁路32 m预应力混凝土T梁后装声屏障适应性分析

随着我国货运铁路重载扩能运输的发展,大轴重、长编组引起的噪声污染日趋严重,后装声屏障已成为减小噪声污染的主要措施之一,但通过扩能改造提升的在役重载铁路桥梁原设计时并未考虑后装声屏障对桥梁结构的影响。为研究在重载铁路桥梁上后装声屏障的适应性,以在役铁路桥梁主梁型32 m简支T梁(专桥-2059A)为研究对象,采用数值模拟与结合现场实测桥梁现状分析的方法,基于不同荷载组合作用,开展T梁加装声屏障后主梁、声屏障与桥梁连接的位置及道砟槽板适应性分析,并对T梁翼缘板及声屏障结构的潜在薄弱位置进行破坏分析。研究结果表明:T梁加装声屏障后,主梁纵向强度受梁体L/8~L/4处抗剪控制,其中梁体L/8处抗剪安全系数为1.70,小于规范要求值1.80;声屏障与桥梁连接位置安全储备不足,其中,在最不利荷载组合作用下,挡砟墙钢筋应力超过容许值1.25倍、裂缝宽度超过容许值0.54 mm;道砟槽板在最不利荷载组合作用下,其钢筋应力安全储备剩余23.2%、裂缝宽度比规范容许值小0.07 mm。综合考虑3种分析,该类型T梁不宜后装声屏障;在最不利情况下,T梁及声屏障结构破坏顺序依次为预埋化学锚栓处、挡砟墙处、声屏障立柱与水平杆交接处、道砟槽板变高度处、翼缘板根部处。

预应力混凝土箱梁爆炸荷载模型试验及有限元分析

目前针对箱梁爆炸荷载以及冲击波传播规律的研究较少,以目前混凝土桥中应用较为广泛的预应力混凝土箱梁桥为依托工程,以1∶5缩尺比例设计箱梁爆炸荷载试验。试验表明,箱梁顶板超压沿箱梁纵向呈非线性下降梯度分布特点,超压沿箱梁横向近似于梯形荷载分布,随着比例距离的减小,结构超压增大。其次,基于箱梁爆炸荷载试验,建立箱梁三维爆炸数值分析模型,通过将数值分析结果和试验数据进行对比,验证数值模拟的准确性。基于数值分析,揭示爆炸冲击波与箱梁的相互作用机理,明确箱梁冲击波的传播规律。对不同爆炸工况箱梁各部位超压分布规律研究显示:当爆心位于箱梁顶板上方时,顶板迎爆面超压较大;当爆心位于翼缘板下方时,在翼缘和腹板处产生较大超压,其余部位超压较小。而当爆心位于箱梁底板下方时,翼缘、腹板和底板均受到较大的冲击波超压,结构全截面受爆炸影响较大。最后,基于试验和数值分析结果,对不同工况下箱梁顶板、腹板和底板的超压峰值进行方程拟合,建立不同爆炸工况下箱梁关键部位荷载模型。

冻融循环作用下锈蚀预应力混凝土梁受弯性能数值分析

利用ABAQUS软件建立预应力混凝土梁三维有限元模型,对冻融循环以及锈蚀后的预应力混凝土梁分别进行了受弯性能非线性数值模拟分析和试验研究,模拟分析所得荷载⁃跨中挠度曲线与试验研究所得吻合良好,验证了模拟分析结果的合理性。在此基础上,建立冻融循环与锈蚀共同作用下的预应力混凝土梁有限元模型,分析不同参数下预应力混凝土梁的受弯性能。结果表明,冻融循环与锈蚀共同作用下预应力混凝土梁的抗裂能力与抗弯承载力相对于单一环境作用下明显减小;冻融循环与锈蚀共同作用下预应力混凝土梁出现了两种典型的破坏方式:混凝土压碎与预应力筋拉断;随着混凝土强度降低、冻融循环次数增多、锈蚀率增大,预应力混凝土梁的极限承载力与对应下的跨中极限挠度呈现不同程度衰减趋势;冻融循环次数和预应力水平对构件刚度影响较大。

部分预应力混凝土斜拉桥主梁带裂缝状态下疲劳性能试验研究

为研究大跨度部分预应力混凝土(partially prestressed concrete,PPC)斜拉桥在主梁带裂缝状态下的疲劳性能,以双塔混凝土斜拉桥为工程依托,制作节段缩尺模型。根据有限元计算结果调整节段缩尺模型斜拉索索力及主梁预应力,将主梁受力调整至部分预应力状态。将节段缩尺模型预加载至一定损伤后,开展PPC斜拉桥带裂缝状态下的疲劳性能试验研究。结合实桥荷载谱设计疲劳试验参数,疲劳荷载确定为22~34 kN,加载频率为1.5 Hz,共循环加载250万次,并在不同循环加载次数下对模型梁进行静载试验。试验结果表明:在有损伤的情况下,在疲劳试验过程中,主梁裂缝处于“闭合-张开-闭合”的循环过程中;随着疲劳荷载加载次数的增加,静载试验中的主梁挠度平稳增加;主梁L/4(L为跨径)、L/2和3L/4截面处体系刚度分别退化了为5.08%、5.19%和6.63%;在不同加载次数的静载上峰值工况下,主梁裂缝平缓发展,裂缝宽度由0.04 mm扩展至0.06 mm,卸载后,所有裂缝均闭合;在静载试验中,相同荷载作用下的索力基本不变,斜拉索基本无损伤。综合结果表明,PPC斜拉桥在主梁带裂缝状态下体系刚度下降缓慢,斜拉索刚度基本无退化,体系承载能力仍能满足正常使用情况下的要求。

高速公路后张法预应力混凝土桥梁施工技术与应用

后张法预应力混凝土桥梁施工技术可以为桥梁建设提供有力支持,合理应用该技术,能够提高桥梁的耐久性和承载力,更好地规避裂纹等病害,进而延长桥梁的使用寿命,为我国交通事业的发展作出更大贡献。该文重点阐述后张法预应力科技在路桥施工中的几个关键环节,并重点介绍在高速公路路桥施工中预应力后张法科技的重要施工方法,并给出相应的常见的措施,可供参考。

服役15年大跨跨海预应力混凝土梁桥荷载试验及结构性能评价

大跨预应力混凝土梁桥因其结构刚度大、行车平顺舒适、抗震性能好、施工技术成熟等优势得到广泛应用,该类桥梁在服役较长时间后,由于自然环境和超载的长期影响可能导致结构出现裂缝,并影响结构的安全承载能力,这一问题对于跨海桥梁显得尤为突出。因此,为准确评估在役跨海混凝土桥梁的实际工作状态与承载能力,通过对一座已服役15年的大跨跨海预应力混凝土梁桥进行现场静载、动载试验,并结合有限元对其振型等特性进行了分析。研究结果表明,桥梁结构的工作性能仍保持良好,但由于所处海域环境及长期服役导致的结构损伤和裂缝的影响,使其实际承载能力有所下降。研究成果可为在役同类桥梁的维修加固提供参考。

粮储建设项目预应力混凝土屋架安装施工技术

对于大跨度屋架而言,安装是其中最重要的工序,会对整个项目质量产生决定性影响。某粮储建设项目需要对预应力混凝土屋架进行吊装,在对工程基本情况进行概述的基础上,分析了屋架起吊前的准备工序,包括屋架吊装要求、屋架吊装前置流程、吊点设置以及钢丝绳选择、起重机性能确定等。从起模和吊装两个层面详细研究了屋架的安装施工技术,期间必须严格按设计施工要求执行,最后介绍了屋架的安装质量保障措施。

预应力混凝土高层建筑稳定性研究

介绍了预应力混凝土结构的基本原理,以及预应力混凝土结构的施工工艺与质量控制措施,通过拟静力试验方法,评估了预应力混凝土在高层建筑墙体稳定性方面的应用效果。试验结果表明,预应力混凝土施工工艺显著提高了墙体的抗裂性和稳定性,减少了裂缝的产生,并在极端情况下仍能保持一定的承载能力。

高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工BIM技术研究与应用

文章介绍了应用BIM技术开展高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工的重要环节,分析了高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工特点,在明确技术适用性的基础上,针对BIM模型建立、预应力筋碰撞检查、有限元仿真分析、施工过程监测管理等方面内容进行了强调,能够缓解以往设计与施工存在的衔接困难问题,提高施工过程监控水平。

曲线形预应力混凝土刚构桥施工过程受力特性分析

为明确曲线形桥梁在施工过程中的受力特性,建立了桥梁三维有限元模型,采用生死单元法分析了不同施工阶段中主梁的应力和挠度变化规律。结果表明,由于受到弯扭耦合作用,曲线刚构桥主梁内外侧的应力偏差随着施工的进行逐渐增大;在施工过程中,0#段箱梁的应力大小为0.2MPa~-19.6MPa(“-”表示反向压力);主梁产生偏向内侧扭转变形,使得主梁顶板和底板内侧挠度均大于外侧挠度;随施工过程逐渐进行,曲线刚构桥外侧的剪力滞系数逐渐大于内侧。

6-30预应力混凝土箱梁桥梁博士与Midas Civil有限元模型计算结果对比

采用桥梁博士与Midas Civil这2种有限元软件建立6-30预应力混凝土箱梁桥梁模型进行研究分析,依次对比分析正应力验算、最大主应力验算、抗裂性验算、正截面强度验算和支座反力等方面的计算结果。研究表明,Midas Civil有限元分析在计算箱梁上下缘最小正应力、上缘抗裂性安全系数、正截面强度安全系数方面比较保守;桥梁博士有限元分析在计算箱梁上下缘最大正应力和下缘抗裂性安全系数方面比较保守;在恒载作用下,2种软件计算出来的箱梁支座反力差距均在5%以内,数值较为接近。

后张法预应力混凝土桥梁施工技术研究

为合理应用后张法施工技术,提高预应力混凝土桥梁的承载力和耐久性。以贵阳市某三跨预应力混凝土连续箱梁为例,对后张法预应力混凝土桥梁的施工要点进行分析,重点研究钢绞线张拉参数计算环节,详细阐述了理论伸长值、实际伸长值、油表读数、孔道摩阻系数的计算方法。在钢绞线张拉过程中,采用油表读数和伸长量双控的方式,控制预施应力的准确性和可靠性。经上述措施后,可有效保证后张法预应力混凝土桥梁的施工质量,为相关施工提供参考。

预应力混凝土桥梁施工技术要点研究

为保证预应力混凝土桥梁施工质量,结合某预应力混凝土箱梁桥实际情况,从施工准备阶段入手,对其施工技术进行了分析,提出了具体的施工工艺方法与要点,包括模板安装、钢筋安装、预应力管道安装、锚垫板安装、钢绞线穿束、混凝土浇筑、预应力张拉、孔道压浆等,以期为同类工程施工提供参考。