部分预制预应力型钢混凝土梁受力性能试验与设计方法研究

为简化现场施工工序,创新将预应力技术与装配式技术集成应用于型钢混凝土结构中,提出部分预制预应力型钢混凝土(PPPSRC)梁。通过5个梁试件的受弯性能试验及5个梁试件的受剪性能试验,研究了预应力施加顺序、预应力度、预应力筋高度及预制混凝土种类对PPPSRC梁的破坏形态和截面应力发展的影响,并结合试验结果对各试件的裂缝发展规律、承载及变形能力进行了分析研究。研究结果表明:预应力施加于梁预制部分或施加于整个梁对PPPSRC梁受力性能影响较小,不同预应力施加顺序的试件开裂荷载与峰值荷载差值均在5%以内;预应力度和预制部分混凝土种类对PPPSRC梁的抗裂性能影响显著,其中PPPSRC梁的开裂荷载相较于普通型钢混凝土梁最高可提高166%,而预制部分采用超高性能混凝土相比预制部分采用普通混凝土的试件开裂荷载可提高33%。基于试验结果建立了适用于PPPSRC梁的受弯、受剪承载力以及开裂荷载的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

简支预应力混凝土箱梁的收缩徐变效应研究

采用有限元方法对60m简支预应力混凝土箱梁的收缩应变、徐变应变与混凝土龄期之间的关系,收缩徐变效应对简支箱梁的竖向变形的影响,以及收缩徐变效应引起的预应力损失对简支箱梁的竖向变形的影响进行了研究。研究结果表明,在浇筑结束至龄期100d范围内,收缩徐变应变随龄期增长呈现出线性快速增长态势;龄期超过100d后,应变增大速度逐渐减缓;在混凝土浇筑结束至龄期25d时间范围内,徐变变形随龄期增长呈线性快速增长趋势;随混凝土龄期进一步增长,徐变变形增速减缓;在混凝土浇筑结束至龄期140d范围内,收缩徐变效应导致的预应力损失引起主梁最大下挠2.3mm,龄期达1000d时的主梁下挠最大值为4.0mm。

自复位预制节段桥墩抗震性能试验研究

为提高装配式预制桥墩的抗震性能以及解决震后可修复的问题,本文基于后张无黏结预应力筋的连接技术,提出了一种新型自复位预制节段桥墩(self-centering precast segmental bridge pier,SPSBP)。该新型自复位预制节段桥墩由预制构件(盖梁、节段、基础)、可更换耗能角钢和连接钢板组成。本文设计并完成了三组SPSBP试件的拟静力试验,研究初始预应力、耗能角钢厚度以及长度三个参数对SPSBP试件抗震性能的影响。试验结果表明:该新型结构形式具有较好的自复位以及耗能能力;当加载到最大位移比时,试件变形主要集中于耗能角钢,主体预制结构并未发生明显破坏,表明了结构的完整性;提高初始预应力能有效提高结构的承载力等抗震性能并减小残余变形;增加耗能角钢厚度,可以提高SPSBP耗能能力以及承载力;耗能角钢长度对SPSBP性能影响不明显。

公路桥梁预制预应力混凝土梁架设技术研究

在公路桥梁工程中,混凝土梁易出现裂缝、露筋、表面缺陷等病害,影响工程施工质量及公路桥梁的通行安全。如何提升公路桥梁的混凝土梁施工质量成为亟待解决的关键问题。预应力工艺具有提高构件强度、减少振动和弹性变形等优点,有利于降低混凝土梁质量病害的发生率。基于此,文章针对公路桥梁预制预应力混凝土梁架设技术展开研究,旨在提升公路桥梁工程的稳定性和可靠性,保证公路桥梁交付使用后的过往通行车辆安全。

悬臂拼装施工的预制节段箱梁桥预应力参数优化

为揭示预制节段箱梁桥预应力相关参数对悬臂拼装阶段和合龙阶段箱梁横截面应力及施工期线形的影响,选取某工程一联三跨预制节段箱梁桥,针对悬臂拼装阶段和合龙阶段不同预应力参数取值对桥梁受力状态及变形特征的影响进行数值模拟。研究结果表明:预制节段箱梁桥顶板钢束最优张拉控制应力为预应力钢束抗拉强度标准值的0.70~0.75倍,与此同时应控制预应力钢束截面积不低于0.000 98 m^(2)(7Ф15.2 mm)。顶板单侧钢束组预应力合力作用线与顶板中轴线之间的距离,即顶板预应力合力偏心距宜取箱梁宽度的0.22~0.26倍。合龙阶段采用先张拉底板、腹板通长钢束,再张拉中、边跨局部钢束的方式可使桥梁在不同张拉阶段之间的线形及横截面应力变化更加平缓,有利于施工期间结构的安全控制。

公路桥梁工程预应力混凝土预制T梁施工技术

为了解决跨江交通瓶颈问题,本文首先介绍了某市新建的跨江公路桥梁工程概况,包括桥梁长度、宽度、投资规模、采用的技术和材料等。然后,分析了工程重难点,如桥隧比例高、结构形式复杂以及项目建设条件复杂等。最后,详细阐述了预应力混凝土预制T梁施工的关键技术,包括预制场布置、钢筋施工、预应力管道布设、钢绞线下料和穿束、模板制作和安装、混凝土制作与浇筑、预应力张拉施工以及管道压浆等。为类似桥梁工程的施工提供了技术参考和帮助。

基于反拉法的预制混凝土小箱梁锚下有效预应力损失影响因素研究

预制梁锚下有效预应力是反映结构工作状态的重要指标,准确识别梁体锚下有效预应力的大小可提高桥梁结构的安全性和使用性,但由于施工工艺、材料性能、环境等多因素的影响,导致预制梁锚下有效预应力在注浆之前就产生了一定程度的损失。为探索锚下有效预应力损失超量效应,以广东省肇庆市新桥大桥新建预制混凝土小箱梁为例,基于反拉法分析了梁体起拱度、分批张拉和时间效应对预制混凝土小箱梁锚下有效预应力的影响规律,针对各影响因素提出了相应的改善措施,尽可能保证了张拉后预制混凝土小箱梁锚下预应力的有效性,为施工张拉后锚下有效预应力损失的控制措施提供了指导与借鉴。

Cyclic test and numerical study of seismic performance of precast segmental concrete double-columns

The comparative research on the seismic performance of grouted sleeve connected pier(GS)and prestressed precast segmental concrete pier(PC)is mostly carried out by numerical simulation.In this study,the GS pier and the PC pier of the new railway project from Hetian to Ruoqiang are taken into consideration.Two kinds of 1/5-scale assembled double-column specimens are made,and the quasi-static tests are carried out.The overall seismic performance of the two spliced piers is studied,and compared in terms of failure mechanism,bearing capacity,ductility,stiffness and energy dissipation capacity.The results show that the failure modes of both GS pier and PC pier are characterized by bending.However,the specific failure location and form are different.The GS pier presents a complete hysteretic curve,large equivalent stiffness and strong energy dissipation capacity.The hysteretic area of the PC pier is small.However,it has good self-reset ability and quasi-static residual displacement.Finite element models are set up using DispBeamColumn fiber elements and ZeroLength elements.The models that are calibrated with the test data can effectively simulate the damage development under monotonic loading.The load−displacement curves are in good agreement with the backbone curves of the test results.

适应“平疫转换”的医疗建筑改造加固结构设计关键技术研究

应急医疗建筑改造中,会遇到80、90年代设计的承重砖墙结构。砖墙承重体系,楼板一般是预制预应力空心板,预制板就搁在砖墙上,有些有圈梁、但构造柱很少。根据抗震鉴定要求,需要增设构造柱,如采用现浇钢筋混凝土构造柱,需要在砖墙侧面现浇混凝土。结构改造设计时应综合考虑材料可得、施工便捷等原则,在兼顾结构安全的同时也需以建设周期为主要因素抉择,从而提出创新加固方案。

高效装配预制预应力构件工厂建设技术与应用

考虑装配式混凝土结构在大跨度工业建筑中应用的技术难点,结合施工效率、绿色施工、经济成本等因素,给出了预制预应力双T板、预制预应力梁、预制柱的构件选型方案,并设计了干连接的节点连接方式,形成PC排架–大跨双T板结构体系,提高厂房耐久性等优点的同时保证空间利用率和跨度等方面需求。同时为提高生产效率,降低预制构件生产的模具摊销,参考美式双T板,研究了适合采用可扩展组合式长线台生产的等截面双T板,开发了采用预应力双T板的围护结构体系,在实际项目建设过程中免除模板支撑,施工效率高,大幅度降低成本,具备良好的经济效益及环境效益。

上海轨道交通17号线西延伸工程先张法U型梁预应力张拉与锚下应力测试

介绍了上海轨道交通17号线西延伸工程先张法预应力U型梁生产线布置、张拉工装与设备、张拉工序、同步张拉措施等,计算了3×30m跨U型梁张拉工艺下预应力损失和张拉伸长值,并选择U型梁典型部位预应力筋对其张拉过程中的锚下应力进行测试。

预应力混凝土钢管桁架叠合底板受力性能研究

为研究预应力混凝土钢管桁架叠合底板受力性能及各个结构要素对预应力混凝土钢管桁架叠合底板整体受力性能的影响,采用ABAQUS有限元软件建立模型并对数据进行分析,计算得出叠合底板试件的荷载-跨中挠度曲线关系,并将有限元计算的数据与既有试验数据进行了对比.发现有限元软件计算模拟的荷载-跨中挠度曲线关系变化与试验测得数据基本一致,在此基础上,研究了钢管直径、钢管壁厚、底板跨度、预应力筋数量、预应力大小、混凝土强度、砂浆强度等因素对预制板承载力的影响.研究结果表明:预应力大小、钢管壁厚、预应力筋数量、灌浆料强度、叠合板跨度对叠合板承载力影响较大,混凝土强度对叠合板承载力影响较小.

宁句城轨预应力预制桥墩抗震性能试验研究

采用预制拼装技术可以加快桥梁的施工速度和提高施工质量,近年来也逐渐受到地铁工程界的关注。由于对预制桥墩抗震性能的担忧,很难在重要工程和强震区采用。本文以宁句城际轨道预制拼装桥墩为背景,开展现浇、预制和预应力预制桥墩的抗震性能试验研究。结果表明:有粘结预应力可明显提高预制桥墩的强度、极限位移、位移延性和抗震自恢复性,减小单圈耗能能力,可有效地抑制预制桥墩的柱脚滑移。通过在纤维有限元模型中引入零长度滑动弹簧单元,解释了周期性的销栓-摩擦效应。预制桥墩的模拟滞回曲线与试验滞回曲线吻合较好,能有效模拟滞回曲线捏缩现象。当预制桥墩应用在中高地震区时,建议采用预应力筋。

预制混凝土节段拼装桥墩抗车撞性能数值研究

预制节段拼装桥墩存在施工周期短,对交通和环境影响小等优势。随着经济的快速发展和城市化进程的加快,车辆撞击桥墩的事件增加,在极端情况下可能还会导致桥梁整体倒塌。然而,关于这种结构形式的抗车辆撞击性能研究仍较为匮乏,因此,非常有必要开展这方面的研究。该文基于显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对车辆撞击预制混凝土节段拼装桥墩开展数值模拟工作,在保证数值模型合理性与准确性的基础上,探究几何与构造等因素对节段拼装桥墩抗车辆撞击性能的影响,具体包括截面类型、预应力筋以及剪力键布置等。结果表明:圆形截面相比于方形截面具有更好的抗车辆撞击性能;周边布置预应力筋相较于中心布置能够给节段拼装桥墩提供更好的抗车辆撞击性能;圆柱形混凝土剪力键能够通过提高节段拼装桥墩的整体性来提升节段拼装桥墩的抗车辆撞击性能。基于研究结果的综合考虑,对于实际工程应用问题,应将预制拼装桥墩按圆形截面设计,并采用周边布置预应力筋及节段中心布置剪力键的形式。

两种型钢拼接预制预应力混凝土节点的抗震性能比较

为提升预制混凝土结构的延性和耗能能力,解决震后节点无法修复的问题,提出将塑性铰移至预制柱悬臂梁端,采用槽钢和顶底角钢拼接的两种预制预应力混凝土节点.使用ABAQUS有限元模型对两种节点进行模拟分析,并验证模拟分析方法的有效性.给出距离柱边0.12倍梁跨度是节点合理的拼接位置.针对型钢的型号、厚度和螺栓布置位置等因素,对型钢拼接节点的抗震性能进行分析.研究表明:槽钢不是一种理想的拼接方式;相比于槽钢,顶底角钢在保护主体结构、刚度发展良好的前提下,其尺寸、厚度越大,位置越靠近梁的顶、底端,越能达到较高的延性和良好的耗能能力,并能实现钢材的高效利用.预应力的施加可以防止顶底角钢出现剪切破坏,提高节点的承载力和恢复能力.

预制T梁形变分析及有效预应力检测评估技术

导致预制T梁发生形变的因素有很多,其中最为关键的是预应力的变化与作用方向,因此,对预制T梁形变及有效预应力检测评估技术进行分析与研究。首先,对预制T梁形变及影响条件进行简要分析,并得出形变的结果。结合上述得出的形变结果,获取预应力荷载参数,同时,设定双向机理检测结构,以此为基础,构建SFM重叠检测模型,采用竖向压缩检测实现有效预应力检测评估,为后续的施工奠定更为坚实的基础,推动相关行业的进一步创新与发展。

复杂约束下大吨位整孔预制箱梁简支转连续施工控制技术研究

文章依托疏港高速项目春晓高架桥工程,从复杂约束下墩顶负弯矩段预应力设计和施工工艺把控角度,以1100t/35m超宽大吨位整孔预制箱梁简支变连续结构体系转换为例,阐述复杂约束下大吨位整孔预制箱梁简支转连续施工理论。利用Midas/Civil进行建模仿真计算,分析验证墩顶负弯矩段预应力设计的合理性及安全性,为大吨位整孔预制箱梁简支转连续类似工程施工提供参考。

轨道交通高架桥预制拼装桥墩的地震易损性分析

节段预制拼装技术可加快桥梁建设速度,目前已得到桥梁工程界日益重视。然而,若在城市轨道交通中采用预制桥墩,其拼装接缝对抗震性能的影响必须得到评估。本文提出了预制拼装桥墩的地震易损性评估方法,选取位移延性指标作为评估参数,利用概率地震需求模型进行易损性分析,定义了4种极限损伤状态,用于定量评价混凝土桥墩的损伤状态。同时以南京地铁宁句城际轨道交通预制拼装桥墩为背景,开展了现浇、预制和预制预应力三种桥墩的地震易损性对比研究,理论和试验研究表明,预应力可降低预制桥墩的易损性,在一定范围内预应力轴压比较大的预制桥墩,在强烈地震下更容易生存。研究成果可为中高烈度区的预制桥墩抗震设计提供参考。

桥梁预制箱梁的力学性能试验研究

针对预应力混凝土箱梁的力学变形特性,文中依托实际桥梁项目,进行了一系列力学试验,分析了不同条件下的预制箱梁力学特性和变形规律。结果表明,混凝土箱梁试件抗压强度平均值为62.3MPa,弹性模量平均值为41.2GPa。各试件抗压强度最小值为54.2MPa,弹性模量最小值为35.6GPa,均满足终张拉施工的要求。梁体预应力实测值与设计值偏差在3%范围内,箱梁的预应力施工质量可靠。1#制梁场试件普遍弹性上拱数值更低,2#制梁场部分试件弹性上拱超过了设计值,但未超过控制值,均满足相关规范要求。荷载与箱梁跨中挠度关系相关系数在0.997~1.0之间,试验阶段梁体仍处于弹性工作阶段。在试验加载过程中,梁体底部未发现受力裂缝。

预制预应力免模少撑楼盖体系在“一带一路”工程中的应用

由中国武夷承建的肯尼亚中央银行社保基金大楼,是非洲地区首个采用中国自主知识产权装配式技术建造的超高层办公建筑。由于建筑造型的原因,该项目各层建筑平面均不相同,给预制方案的确定带来很大的困难。设计团队综合运用预制预应力空心楼板、槽型预制梁、叠合楼板等预制构件,实现了预制楼盖的免模少撑。同时,在建造中,全过程应用了智能建造技术。本项目的成功实施,获得了肯尼亚政府的高度评价。