二次预应力组合梁简化计算方法分析

二次预应力梁有效地解决了超薄梁反拱过大、反向开裂等问题,为了进一步简化二次梁承载力的计算,以常用中小跨径二次预应力组合结构简支梁为研究对象,结合二次预应力组合结构的受力特点,基于组合结构理论,提出二次预应力梁极限承载力的简化计算分析方法.二次梁的一期梁预应力构件的作用是改善混凝土的脆性性能,提高一期梁的抗拉强度,因此将一期梁作为一种"特殊材料"的混凝土梁,通过受力分析得出其应力应变关系,推导出二次梁的简化计算公式.并使用有限元软件ANSYS对二次梁的受力过程进行数值模拟,与理论计算进行对比分析,验证了理论计算的准确性.

二次预应力组合梁截面与配筋设计方法

介绍了二次预应力组合梁的基本原理和特点,提出了二次预应力组合梁先浇梁的3个设计参数的概念,即:先浇梁的高度和梁的全截面高度比值为先浇梁高度指标α,先浇梁的长度和二次预应力组合梁的计算跨径比值为先浇梁长度指标β,一期预应力筋面积与全部预应力筋面积的比值为先浇梁预应力筋指标γ;进行了二次预应力组合梁设计方法的初步研究,推导了先浇梁设计参数之间的协调统一关系,即γ=β~2;提出了二次预应力组合梁跨中截面、竖向结合面截面、支点中心截面的截面设计方法与计算公式,提出了二次预应力组合梁跨中截面、竖向结合面截面预应力筋与非预应力筋的配筋设计方法、计算公式、计算步骤。

二次预应力组合梁及其在公路桥梁中的应用

介绍了二次预应力组合梁的构思、基本原理与特点,阐述了二次预应力组合梁的受力性能、变形性能、结合面徐变应力重分布的研究进展,对二次预应力组合梁在公路桥梁中的应用研究进行了总结分析。指出二次预应力组合梁可以减小预应力混凝土梁的徐变上拱50%以上,从根本上解决减小梁的徐变上拱和提高截面抗裂安全性的矛盾,同时,还可以节约预应力筋10%以上,在公路超薄梁桥、城市立交桥中综合技术经济优势明显;二次预应力组合梁的设计方法、结合面连接方式与构造、结合面抗剪性能、施工技术是进一步研究需要重点解决的问题。

矩形截面二次预应力组合梁结合面徐变应力分析

高速铁路桥梁对于徐变上拱度有着严格的限制。二次预应力组合梁结构既可以满足受力要求又可以减少徐变上拱,是一种值得推广应用的新型预应力结构。二次预应力组合梁由于施工工艺的原因,两期混凝土的恒载应力和龄期不同,徐变变形相互约束导致结合面上存在徐变引起的应力。用随龄期调整的弹性模量代替混凝土弹性模量,采用三角级数描述结合面应力,通过最小余能原理考虑结合面上的变形协调求得结合面徐变应力。由一个具体算例得到矩形截面二次预应力组合梁结合面徐变应力的分布形式,可为结合面抗剪设计提供参考。

二次预应力混凝土组合梁优化设计研究

近年来,预应力混凝土超薄梁应用越来越广泛。为解决超薄梁引起的反拱过大、梁体开裂等问题,以常用中小跨径二次预应力组合结构简支梁为例,采用ANSYS有限元软件数值模拟的方法,对二次预应力组合结构中一期预制构件的长度、截面宽度及高度进行了优化设计,对一期和二期预应力钢筋的控制张拉力的分配比例进行了研究,并使用MATLAB软件进行了优化分析。结果表明,减小一期梁的高度,增加一期预应力筋配置比例,可以提高梁的极限承载力,减小梁的反拱度。

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。