连续刚构桥箱梁底板预应力钢束张拉径向力研究

为了研究连续刚构桥底板预应力钢束张拉径向力的大小,在经典径向力计算公式的基础上,考虑底板预应力钢束的布束范围以及实际桥梁尺寸,对不同跨径范围内的5座桥梁进行径向力参数敏感性分析。研究发现,无论何跨径,当底板曲线抛物线指数从1.5、1.8到2.0变化时,径向力变化均有较大差别;其次,考虑定位误差以及“以直代曲”的施工方法对径向力的影响,修正了经典径向力计算公式。研究结果表明,不同跨径下径向力增大系数不同,径向力的大小与施工段长度的划分成反比,防崩钢筋应分区域差异设置。相关研究可较为准确地计算径向力的大小,能为下一步的连续刚构设计工作提供参考。

体外预应力技术加固钢梁后的性能分析

体外预应力技术是一种可用于结构加固的主动加固方式。应用该技术加固钢构件可有效降低构件的峰值应力,减小构件的挠度,并提高构件的自振频率。为研究钢梁采用体外预应力加固后其力学性能的变化,结合均布荷载作用下简支钢梁施加预应力后的挠度及自振频率分析结果,对一轻钢屋架结构中的钢梁施加预应力,应用SAP2000有限元软件建立屋架的数值模型,计算了结构的自振频率及在使用荷载作用下的应力和挠度,并对锚固区的承载力进行分析,结果表明,采用适量的体外预应力钢绞线束对钢梁进行加固后,其峰值应力降低,挠度减少,自振频率提高,加固效果符合工程要求,并依据计算结果确定了钢绞线的布置方案。研究结果为同类加固工程的处理提供了参考。

深中通道桥梁工程环氧钢绞线张拉用限位板的张拉限位距离

以深中通道项目的桥梁工程为对象,针对环氧钢绞线的张拉施工,通过理论分析、室内试验和现场检测,围绕限位板的限位距离对锚口摩阻及预应力损失的影响进行了分析。首先分析了锚具系统锚口摩阻的构成和影响因素,通过试验数据和理论计算验证了不同限位距离对锚口摩阻损失和钢绞线回缩损失的影响;然后通过计算与在实际桥梁工程中进行试验,对比了不同限位距离下钢绞线的磨损情况及锚下有效预应力值,得出了限位距离为12mm时张拉本项目的单丝环氧钢绞线能够有效降低预应力损失的结论;最后总结了分析结果,并提出了在深中通道桥梁工程中使用限位距离为12mm的限位板进行环氧钢绞线张拉的建议,为类似工程的预应力施工提供实践经验。

碳纤维板-角钢-体外预应力索联合加固梁试验

针对钢筋混凝土原梁,采用粘贴碳纤维板-外包角钢-体外预应力钢绞线三种加固技术,形成联合加固梁。本文制作了六根试验梁,进行荷载试验研究,研究联合加固梁的工作机理,进行裂缝发展和破坏极限状态的分析研究。研究表明:粘贴碳纤维板-外包角钢-体外预应力三种加固技术协同工作,外包角钢的弯曲反弹恢复力和预应力钢绞线的竖向分力对碳纤维板提供了压力,可在碳纤维板面与钢筋混凝土原梁底面两者界面层产生摩擦力,摩擦力可以避免碳纤维板材的粘结滑移破坏,联合加固梁可以大幅度提高原梁结构的开裂荷载、结构刚度和极限承载力,联合加固梁临近破坏时,三种加固材料的强度可得到充分发挥,加固效果优良。

各类加固方法在某地下车库加固工程中的综合应用

综合运用各类加固方法对某顶板覆土超载的地下车库进行加固设计。考虑到该项目不具备顶板上方卸载条件,且尽量不影响后续使用,经综合分析评估,最终采取直接剪切性锚栓钢板加固法、体外预应力加固法、增设支点法及传统增大截面法相结合的综合加固法。采用结构计算软件对整个施工过程中不同阶段结构内力分布变化加以分析验算。对该加固项目工程概况、设计方案的选择、设计思路、计算分析及施工监测要求进行了论述。

预应力粘钢加固试验研究

结合体外预应力加固和粘钢加固的优点,提出了一种新的加固普通钢筋混凝土桥梁的方法———预应力粘钢加固法。通过试验,探讨了预应力粘钢加固的施工工艺流程,证明了预应力粘钢加固法是可行的,能显著提高普通钢筋混凝土梁正常使用阶段的刚度和承载能力。在此基础上,给出了预应力粘钢加固应用于实桥时的注意事项。

粘钢-体外预应力综合加固T梁的结构特性研究

为研究粘钢-体外预应力综合加固法加固的T梁的受力特性,采用粘钢加固、体外预应力筋加固、粘钢-体外预应力综合加固法加固混凝土T梁,对比3种加固方法加固下T梁的结构刚度、裂缝宽度和极限承载力等结构特性,采用有限元进一步分析加固后梁的结构特性,并根据结果提出综合加固法加固下T梁承载力建议计算公式。研究表明,粘钢-体外预应力综合加固法加固的T梁具有良好的结构受力性能。

预应力钢绞线硬度与锚具夹片的匹配建议

预应力钢绞线的材质硬度,在中外钢绞线产品标准及预应力结构设计施工规范中都没有规定。事实上它与锚具夹片的硬度必须恰当匹配,夹片的楔入作用才得以实现。近来发现个别工程中夹片对钢绞线的咬合欠佳,引起锚具标准修订组的关注。为此,经调查检验,发现目前生产的钢绞线硬度偏高,判断这是锚固不稳定的主要因素。针对钢绞线和锚具夹片硬度两方面都提出建议,供预应力行业各有关方面注意。

体外预应力加固混凝土桥的钢结构锚固转向体系研究

体外预应力技术是一项加固既有梁桥的有效措施,而锚固转向体系是体外预应力加固技术中的重要组成部分。针对目前常用的钢筋混凝土锚固转向块的不足,提出一种新型的钢结构锚固转向体系,该体系具有对原桥跨结构的恒载影响小、联接方式可靠、后期影响小、施工快捷、体外预应力设计灵活等特点。工程实践证明,该新型钢结构锚固转向体系安全可靠,也使得体外预应力技术加固混凝土旧桥的设计更加方便、施工更加快捷,效应也非常明显。

U型粘钢加固预应力混凝土梁抗弯性能试验研究

为了探讨不同损伤程度、粘贴钢板厚度和高度、有效预应力大小和加载方式等对粘钢加固部分预应力混凝土梁抗弯性能的影响,进行2片普通钢筋混凝土(RC)梁以及8片部分预应力混凝土(PPC)梁的U型粘钢加固抗弯试验和数值分析。结果表明:采用U型粘钢加固部分预应力混凝土梁能够有效抑制裂缝的扩展,显著提高加固部分预应力混凝土梁的正截面抗弯承载能力;部分预应力混凝土梁损伤后加固,其屈服荷载和刚度较未损伤加固梁均有不同程度的降低;初始有效预应力水平主要影响使用阶段的抗弯性能;非线性有限元模型能够预测U型粘钢加固梁的抗弯行为,计算结果与试验结果吻合较好;在实际工程中建议梁侧面粘贴钢板高度不超过梁高的1/3为宜。

钢筋混凝土空心板梁加固及其有限元分析

为了研究既有桥梁的加固问题,建立了ANSYS的有限元分析模型。通过对实际桥梁的分析,分别用SRAP(一种高强软钢丝和氧化铝聚糖树脂砂浆)技术及CFRP法(碳纤维增强复合材料)、粘贴钢板法两种方案加固了空心板梁。在三种技术都满足加固要求的情况下,通过有限元分析得出:SRAP技术在改善梁的刚度,提高钢筋混凝土的承载能力,以及改善梁受力状况方面,效果都是最佳的。对实际工程中应用SRAP技术提供了重要的参考和依据。

粘钢加固钢筋混凝土轴心受压构件中粘钢利用程度及承载力研究

在粘钢加固的钢筋混凝土结构轴心受压柱中,粘钢的利用程度和承载力与初始加载大小、粘钢种类以及混凝土强度等级有关.本文根据我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中假定的混凝土应力 应变关系和极限应变值,推导了粘钢能被充分利用的界限条件,并且提出了粘钢加固钢筋混凝土轴心受压柱承载力计算公式.

预应力碳纤维布与钢板复合加固混凝土受弯构件

为提高碳纤维布利用程度,改善被加固混凝土受弯构件的受力性能,提出采用粘贴预应力碳纤维布和粘贴钢板复合加固技术.简单介绍了对碳纤维布具有张拉与锚固功能的新型"拉锚一体化"技术和机具,对5根不同加固情况的混凝土梁进行静力加载试验,观察、分析了不同加固情况构件的破坏过程、正截面受弯承载力、荷载-挠度曲线、裂缝开展情况及破坏现象,分析这种复合加固方法的受力特点以及所加固梁的受力性能,提出了具有一定工程实用价值的技术方法与建议.

预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁受弯性能试验

为研究钢-混凝土组合梁经预应力碳纤维板加固后的受弯性能,设计4根预应力碳纤维板加固试件和1根不加固的对比试件. 5根试件均为工字形钢-混凝土组合简支梁,采用四点弯曲静力加载.锚固装置为自主研发的装配式预应力碳纤维板锚固系统,碳纤维板与钢梁之间的锚固主要依靠端部锚具,并辅之以专用环氧胶的黏结作用.试验中考虑碳纤维板的加固量和预应力水平两种因素对加固效果的影响.结果表明:加载全过程截面应变基本符合平截面假定;增大碳纤维板的加固量能提高钢-混凝土组合梁的抗弯极限承载力;增大碳纤维板的预应力有助于提高钢-混凝土组合梁的屈服承载力,对结构抗弯刚度贡献有限;破坏阶段碳纤维板有断裂和剥离两种形式,其强度利用率可达到80%以上.所采用的锚固系统锚固力大、可靠度高,工程实用价值大;预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合梁,能有效提高结构的抗弯承载力,是一种补强效果很好的主动加固技术.

不同方法加固足尺寸RC梁的抗弯性能

对4种常用加固方法加固的矩形截面钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了对比试验研究.通过10根混凝土梁的抗弯加固试验,研究碳纤维布(carbon fiber sheet,CFS)、非预应力与预应力钢绞线和黏钢加固RC梁的受弯破坏特征,探讨4种加固方法对梁开裂荷载、屈服荷载、极限承载力和延性的影响,比较各种加固梁的裂缝扩展、挠度和刚度变化.研究表明:1)相比未加固梁,CFS、非预应力与预应力钢绞线和黏钢加固梁的开裂荷载分别提高了27.8%、59.7%、94.4%和73.6%;屈服荷载分别提高了12.4%、26.1%、36.2%和37.6%;极限承载力分别提高了48.0%、71.1%、74.6%和75.6%;极限挠度分别减小了23.6%、21.0%、31.1%和19.6%.2)正常使用状态下,预应力钢绞线加固效果优于非预应力钢绞线.3)钢绞线对提高梁二次刚度作用明显,而钢板作用较小.

体外预应力技术在加固体育场看台斜梁中的应用

在北京工人体育场改建工程中,采用体外预应力技术来加固看台斜梁,不仅容易满足设计要求,而且还可降低工程成本和缩短工期。详细介绍了螺栓孔打眼、钢构件工厂制作和现场安装、体外束的制作和安装以及体外束的张拉等施工工艺。实践表明采用体外预应力技术既可解决正截面抗弯能力不足的问题,也能解决正常使用极限状态下裂缝宽度的要求,同时解决了体育场看台斜梁加固的难题。

体外预应力加固钢-混凝土连续组合梁的承载力分析

对体外预应力加固钢-混凝土连续组合梁的弹性阶段和极限状态进行了受力分析,考虑了预应力以及预应力筋内力增量对连续组合梁弯矩分布的影响。以力法原理为基础,分别建立了预应力加固连续组合梁在对称集中荷载作用下负弯矩区和正弯矩区屈服荷载以及极限荷载的计算公式,计算结果与两根试验梁的试验结果吻合较好。计算公式可供设计参考。

体外预应力加固雁形板的试验研究

通过对 1 8m跨雁形板用体外预应力筋加固前后的静载试验 ,分析研究了体外预应力加固雁形板这种薄壁板梁组合体系加固前后的受力性能及力学性能指标改善情况 ,得出体外预应力钢筋对提高梁受力性能的贡献。在此基础上 ,考虑不同布筋形式对加固效果的影响 ,寻求合理的加固方法 。

采用体外预应力技术加固钢筋混凝土板

由于功能改变、荷载增加,需对钢筋混凝土楼板进行加固。采用无粘结钢绞线体外预应力技术对楼板进行加固处理,实践证明,该方法能提高承载能力、加固效果好、施工方便。

大跨径T梁体外预应力加固锚固块设计研究

针对大跨径T形梁桥体外预应力加固中,普通混凝土结构锚固块构件普遍存在尺寸大、增加恒载多、施工复杂、工期长等问题,以某公路跨黄河特大桥为背景(主桥采用77×50 m预应力混凝土T梁),设计高强耐候钢结构和超高性能混凝土(UHPC)2种锚固块,分析2种体外预应力加固锚固块的可行性。采用有限元软件建立2种锚固块及T梁实体模型,分析锚固块应力和变形,以及T梁锚固区局部应力,结果显示2种锚固块应力和变形及T梁锚固区应力均满足设计要求。考虑施工、造价等方面,选择高强耐候钢结构锚固块方案,并在该桥上进行试验跨研究,试验结果表明:高强耐候钢结构锚固块的应力和位移均在理论设计限值内,该体外预应力加固锚固块技术可行。