国内外预应力混凝土轨枕纵裂伤损研究综述

预应力混凝土轨枕作为铁路轨道中重要的部件,目前总体使用效果良好,但也存在不同类型的伤损,其中以纵裂伤损最为突出。本文分析确定了预应力轨枕纵裂伤损的主要特征,归纳了铁路线路中出现的6种纵裂伤损类型,调研和总结了国内外预应力混凝土轨枕纵裂伤损的研究现状及预防措施。结果表明,纵裂伤损的两大主要原因是轨枕结构受力不合理和材料性能劣化,最常见的影响因素是轨枕的预应力过大和混凝土材料的碱骨料反应。此外,轨枕使用的环境条件、后期线路状态、列车疲劳动荷载对轨枕纵裂伤损的发生和发展具有一定的影响。建议轨枕设计时,应在保证承载强度的前提下合理设计轨枕预应力,并配置一定的箍筋;在轨枕生产过程中,应确保原材料的性能以及生产工艺都满足相应规范的要求。

宽底板预应力混凝土桥梁横向应力分析

通过对预应力混凝土桥梁横向应力分析,发现对底板比较宽的箱形和槽形截面的预应力混凝土梁,其底板不但受到预应力作用,还要承受一定的横向弯矩,在横向没有预应力的情况下容易出现危害较大的纵向裂缝.但我国规范JTGD62—2004以及TB10002.3—2005对混凝土构件的横向应力并没有明确的规定,国外规范对此考虑的也不完全,但有借鉴之处.最后建议国内外规范对预应力混凝土构件的横向应力作出明确规定,保证桥梁的正常使用.

克服典型病害的新型预应力混凝土空心板梁设计

提出了一种新型预应力混凝土空心板梁结构形式。采用匹配预制,界面设置剪力键的方法解决铰缝问题;采用双向预应力筋布置,保证桥梁纵向受力的同时,也防止了梁体纵向裂缝的出现,并保证匹配界面存在压应力。同时,采用底板开孔的方法,减少预应力混凝土空心板梁内外的温差,采用顶板切槽式拉毛,保证顶面桥面铺装与预应力混凝土空心板梁的粘结作用。设计算例的有限元分析表明,匹配预制双向预应力开孔混凝土板梁的底板,纵桥向和横桥向压应力储备分别大于2.58MPa和0.16MPa,有效的防止了底板纵向裂缝和铰缝病害的产生。

预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度计算

通过２０根预应力钢纤维混凝土梁的试验研究，分析了钢纤维长径比和体积率、箍筋间距、截面有效预压力对其斜裂缝宽度的影响；建立了预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度计算的理论模式．结合试验资料的统计分析，提出了预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度的实用计算公式．

腹板带纵向裂缝的预应力混凝土空心板梁剩余承载力试验研究

为了研究后张法预应力混凝土空心板梁出现腹板纵向裂缝后的梁体受力性能,采用同批次、相同施工工艺的两根预应力混凝土空心板梁进行对比试验,其中一根没有损伤(1号梁),另一根腹板带有纵向裂缝(2号梁)。试验结果表明腹板纵向裂缝的存在改变了裂缝的发展趋势,使多条与腹板纵向裂缝相交的竖向裂缝连通;使底板横向裂缝的分布区域和塑性铰长度变短;梁体的变形更集中在加载点附近;一侧腹板带纵向裂缝对梁体的开裂荷载和极限承载力影响较小,但对顶板混凝土的受压应变大小有影响,但受压不均匀。提出由开裂荷载计算剩余预应力的方法,发现两根梁残余预应力达到77%左右;最后指出了腹板带纵向裂缝的预应力混凝土空心板梁破坏机理。

服役预应力混凝土电杆极限承载力试验研究

为了准确评估服役30年的预应力混凝土电杆的安全性能,对现场随机抽取的3根电杆分别进行了抗弯加载试验,研究此种电杆的受力性能及破坏机理,并揭示其破坏形态,获取开裂荷载、正常使用状态极限荷载、承载能力状态极限荷载等重要试验数据,且基于试验实测数据,做出受力全过程的的荷载-裂缝宽度以及弯矩-挠度等一系列曲线。试验结果表明:试件的破坏形态属于"少筋梁"的破坏形式,基于正常使用极限状态设计法,电杆距离倒塌破坏平均具有1.2的安全富余系数。

超高压部分预应力活性粉末混凝土电杆的设计

超高压部分预应力活性粉末混凝土电杆的强度高、抗裂性能好,能适应各种复杂的环境,可在目前500 kV超高压送电线路中使用,并发挥其显著的经济效益和社会效益.通过分析普通混凝土电杆在实际应用中的不足,并考察了主要影响因素,研究了超高压部分预应力活性粉末混凝土电杆的设计过程.详细介绍了采用现行的电杆设计方法,超高压部分预应力活性粉末混凝土电杆的设计过程,同时与超高压预应力电杆进行了对比.

纤维预应力混凝土电杆的试验研究与应用

为了解决环形截面预应力混凝土电杆在寒冷、干燥地区的纵裂问题，对配有玻璃纤维网布、钢纤维及无纤维的圆筒混凝土短试件和预应力混凝土电杆的侧向受压、轴心受压性能进行了对比试验。介绍了配玻璃纤维网布的预应力混凝土电杆的工程应用情况。试验结果及工程实践表明，配纤维预应力混凝土电杆具有良好的抗裂性。

宽幅空心板梁锚固端纵向抗裂的实用分析方法

针对宽幅空心板锚固端在局部承压试验研究中产生纵向裂缝的问题,分析了纵向裂缝产生的原因,并结合宽幅空心板锚固端截面设计提出纵向抗裂的分析模型,推导纵向抗裂的分析方法,探讨了锚固端截面尺寸、作用在腹板上的预压力偏心矩以及剪切面上抗剪钢筋对宽幅空心板纵向抗裂能力的影响,并编制了纵向抗裂分析程序。最后,采用编制的程序对宿迁-淮安高速公路宽幅空心板梁锚固端截面设计进行纵向抗裂分析,分析结果与现场局部承压试验相吻合。

预应力混凝土连续箱梁桥施工过程底板开裂原因分析

某桥为(78.5+120+61.5)m三跨预应力混凝土连续箱梁桥,箱梁悬臂浇筑过程中,前期已完工的箱梁底板均存在纵向裂缝。为分析箱梁节段施工过程中箱梁底板产生纵向裂缝的原因,对该桥进行裂缝普查和无损检测,并采用ANSYS软件建立箱梁实体有限元模型进行分析。结果表明:箱梁底板共109条裂缝,均为纵向裂缝;箱梁无损检测所选测区混凝土强度、混凝土保护层厚度均满足规范要求;箱梁计算开裂位置与裂缝普查结果基本一致,箱梁节段混凝土龄期差过大是箱梁底板纵向开裂的主因;提出限制箱梁节段间混凝土龄期差、增设防裂钢筋网、加强养护及控制箱室内外温差等防裂措施。采取这些防裂措施后,桥梁通车前箱梁底板再无裂缝产生。

预应力砼空心板桥纵向裂缝分析

依据30m跨径预应力砼足尺空心板梁的试验研究,分析了其沿预应力钢束纵向开裂的原因,提出在薄壁箱形预应力砼结构设计中,在考虑获得所需纵向预应力的同时,应计入泊松效应和预应力钢束对构件变形产生的反向作用力的不利影响.

环形混凝土电杆纵向裂缝检测技术

对某500kV变电站220kV侧环形混凝土电杆纵向裂纹的深度、钢筋锈蚀、混凝土强度等进行了检测,并对其服役状况进行了评价,制造过程中的钢筋长度误差、离心混凝土特性及运行中的温差是出现裂纹的主要原因,该纵向裂纹不会降低电杆轴心受压及偏心受压的承载力及变形性能;对环形混凝土电杆检修、监督及安全运行具有重要的借鉴意义。

预应力CFRP筋型钢混凝土构件受拉开裂荷载计算与影响因子拟合面函数

预应力碳纤维增强基复合材料(CFRP)筋型钢混凝土结构是一种采用预应力CFRP筋代替普通预应力筋的新型结构。基于平截面假定与《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016),推导出了预应力CFRP筋型钢混凝土结构受拉开裂荷载计算公式;通过7个预应力CFRP筋型钢混凝土试件受拉试验的试验结果与该开裂荷载计算公式计算结果的对比,验证了该开裂荷载计算公式的准确性。同时,采用有限元软件ABAQUS对预应力CFRP筋型钢混凝土构件进行模拟分析,并得出基于加载偏心距与预应力张拉水平两种参数下的影响因子拟合面函数。结果表明,试件开裂荷载总体趋势为随偏心距的增大而减小,随预应力张拉水平的增大而增大。该拟合面函数与受拉开裂荷载计算公式或者现场试验配合使用,可为实际工程设计提供一定的便利。

预应力混凝土箱梁桥底板空间折角效应研究

对大跨径预应力混凝土箱梁桥梁段接缝处折角进行了分析,通过ANSYS数值模拟,指出底板空间折角效应是造成接缝处底板纵向裂缝的重要原因,并提出了控制底板纵向开裂的建议。

环形截面混凝土电杆纵裂分析

对环形截面混凝土电杆纵裂产生的主要原因进行了研究,认为:主要由于压应力、温度及干缩应力的共同作用,使电杆中有些点处于压—拉双向应力作用状态,导致纵裂产生。并通过试验,对电杆受力情况进行了理论分析,从而提出了防止电杆纵裂的4点措施。

变截面预应力混凝土箱梁底板纵向开裂机理与加固方法

通过对一座大跨径连续刚构桥底板预应力作用的有限元分析,阐述了其底板沿预应力约束纵向裂缝的发生机理,表明此类病害的产生与底板预应力线形、防崩钢筋的设置以及施工控制有密切的关系,且在跨中合龙段和相邻节段最易出现。最后给出了此类病害的有效加固方法,供同类桥梁建设和养护参考。

先张预应力混凝土板梁梁端横裂病害原因分析及处治对策研究

对先张预应力混凝土板梁梁端横裂进行了理论计算及加固试验,分析梁端横裂病害产生原因,先张法预应力钢绞线采用分批混凝土自锚固,引起锚固区混凝土出现先期局部微裂缝,运营期间梁体出现支座脱空和饺缝破损等病害,及活载超载作用下,引起局部微裂缝扩展,引起部分梁体出现梁端横裂病害。针对梁端横裂病害,研究了换梁或新建中先张板梁梁端增加局部纵筋,改进后对结构微裂缝控制及梁端抗剪承载能力提高效果明显。对运营期间存在梁端横裂的先张预应力混凝土板梁,利用替换下的单梁,进行贴黏钢板加固的理论分析和荷载试验研究,在满足锚固长度要求的条件下,黏钢加固可以较好的处理梁端横裂病害。

薄壁箱形构件预应力钢束净保护层厚度的讨论

依据30m跨径预应力砼足尺薄壁箱梁的试验研究,分析了其在张拉阶段底板沿预应力钢束纵向开裂的原因,对薄壁箱形预应力砼构件,提出在考虑获得所需纵向预应力的同时,应计入泊松效应和预应力钢束对构件变形产生的反向作用力的不利影响,并从工程设计角度建立了分析模型,提出了确定预应力钢束下保护层厚度的建议公式.

预应力混凝土连续箱梁桥的空间分析

采用有限元法对一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥进行了空间分析,静载及动载试验测试结果表明模型的正确性,并对主梁三个测试截面的剪力滞效应进行了研究。试验中发现跨中截面箱梁底板出现了众多的纵向裂缝,研究发现全桥纵向力筋配置过多,泊松比效应明显,而设计中未采用横向预力筋,横向应力过大是造成底板混凝土开裂的主要原因,而在相应位置增加横隔板可以显著提高横向抗弯刚度。对同类桥的设计具有参考价值。

预应力混凝土连续梁桥顶板纵向裂缝研究

箱梁顶板纵向裂缝成了影响连续梁桥健康安全服役的主要因素。基于某连续梁桥的外观调查,论文针对裂缝性质和特征进行了研究,从设计、施工2个方面进行了裂缝成因的系统分析,系统研究了预应力混凝土箱梁顶板纵向裂缝的成因和预防处治措施,对于预应力混凝土连续梁桥的健康安全服役提供一定的保障作用,对于未来类似桥梁的设计、施工和维护提供一定的参考依据。