Stiffness Degradation Characteristics Destructive Testing and Finite-Element Analysis of Prestressed Concrete T-Beam

The failure behavior of the precast prestressed concrete T girder was investigated by destructive test and finite-element analysis,and the mid-span deflection,girder stiffness and the variation of the cross section strain in the loading process were obtained,and the mechanical properties,mechanical behavior,elastic and plastic behavior and ultimate bearing capacity of T girder with large span were revealed.Furthermore,the relationship between the beam stiffness degradation,the neutral axis in cross-section,steel yielding and concrete cracking are investigated and analyzed.A method was proposed to predict the residual bearing capacity of a bridge based on the variation of the position of the cross section strain distribution and the section neutral axis,which provided a theoretical basis for predicting the stiffness detection and carrying capacity assessment of prestressed concrete beam.

预应力装配式基础承载性能试验研究

在输电线路工程应用的过程中,一些地区受温度及风荷载的影响较大,这对于季节性大体积混凝土施工较为困难。针对以上工程难点,设计并制作了比例为1∶2的新型预应力装配式基础缩尺模型,对此缩尺模型进行了单调和往复荷载作用下力学性能试验研究。随后,通过软件ABAQUS进行数值模拟分析,并将数值模拟结果与试验结果进行了对比分析。结果表明:单调荷载作用下,施加到设计荷载时,基础失效,失效模式为基础上部法兰盘与基础柱产生脱开现象;往复荷载作用下,基础柱下部法兰盘与底板脱开,混凝土出现碎裂现象;在设计荷载作用下,该预应力装配式基础具有良好的承载能力和抵抗变形的能力。

基于单梁试验下的预制T梁起拱度分析及控制研究

为解决预制T梁在生产过程中起拱度精度控制不足的问题,使用百分表对T梁张拉期的起拱度进行全周期监测,并通过理论计算得到预制T梁构件在张拉期增长的起拱度理论值,将监测数据与理论进行相互验证,然后根据预制T梁构件在张拉期、灌浆期和存梁期过程中起拱度的变化情况,分析影响预制T梁起拱度发生变化的主要因素。结果表明,1)张拉期T梁起拱度的监测数据与理论计算结果相吻合;2)张拉期张拉控制应力的设置过高以及在存梁期未采用有效的隔温措施会较大地影响预制T梁起拱度的精确控制。研究结果为预制T梁起拱度精确控制提供了重要参考。

人字构架预应力装配式RC双柱基础受力性能数值分析

提出了一种变电站人字构架预应力装配式钢筋混凝土(RC)双柱基础(简称装配式基础)。这种装配式基础具有建造效率高、受力性能好、节能减排等优点。采用考虑材料非线性、基础与地基共同作用的数值分析方法,对实际荷载和全过程加载下的装配式基础进行了受力性能和破坏形态分析,并与同条件下的现浇基础对比分析。结果表明:装配式基础在实际荷载下的承载力和应力状态均满足规范要求;在全过程加载下,装配式基础具有良好的受力性能和协调变形能力,两类基础均有较大的安全储备;基于土重法和R.Ganesh理论,提出了装配式基础承载力的计算方法,其计算值与数值分析结果吻合良好。

装配式预应力槽型板抗爆性能研究及工程应用

对装配式预应力槽型板进行抗爆性能试验,再用ABAQUS软件对槽型板试验对比分析,验证了有限元分析结果的准确性。同时利用该有限元软件对足尺截面的槽型板进行模拟,对比分析了静载和动载形式下结构的破坏形式和受力形态,最后介绍装配式预应力槽型板结构的工程应用,结果表明:装配式预应力槽型板在5级人防荷载作用下结构处于完全弹性状态,4级荷载作用下仅出现细小受拉裂纹,塑性变形小,说明混凝土槽型板可以承受4级人防荷载不受破坏。ABAQUS软件对试验模拟准确性高,为结构抗爆性能分析提供了可行的解决方案。装配式预应力槽型板结构在爆炸荷载作用下具有良好延性。装配式预应力槽型板结构符合我国装配式建筑的要求,具有省时、省人工、节能及高质量等优势,有利于在工程中应用及推广。

基于后注浆工艺纵横交错双向预应力装配式道路施工关键技术研究

为了提升我国公路工程装配化建造水平,基于后注浆法对预应力装配式道路设计与施工开展研究工作。从装配化道路结构创新设计、优化工艺流程、质量控制、提高结构耐久性、缩短建造工期、环境保护及推进行业转型发展等方面深化研究,建立了基于后注浆工艺纵横交错双向预应力装配式道路结构技术体系,采用了“纵横双向格构梁设计,双向交叉预应力,叠合板倒置支承工艺,后注浆法封孔”技术方案,整体遵循“模块化设计,分区段吊装,双向预应力张拉与封锚,后注浆施工”原则,技术方案经专家论证,可行有效,对推动我国公路工程装配化施工具有显著应用价值。

装配式市政隧道结构轻量化、标准化设计研究

装配式建筑所受的期望越来越高,装配式轨道交通车站和综合管廊已经取得较大发展,但装配式市政隧道的设计及施工发展却严重滞后,主要原因是装配式隧道预制件吊装重量大、远程运输净高受限、非标构件多、模板成本高等。因此,如何实现结构的轻量化、标准化犹为突出及紧迫。现以开创大道与萝岗新城外环路交叉口立交工程为例,分析了装配式隧道结构形式的选择、结构的模板分解方式、地下结构预应力的设计及应用及隧道平纵曲线段的调节方式和预制模板的统一,并应用了新材料、新产品和新工艺。案例工程采用肋板式结构及湿拼法的拼接方式使得预制构件尽可能轻量化、标准化,成功实现隧道全预制拼装市政隧道与现浇隧道工程造价相当,为装配式市政隧道设计提供一定的参考价值。

干接盖梁施工控制关键技术

高架桥梁预制拼装技术日渐成熟,基于便捷施工、降低成本、提高质量的原则,围绕预制拼装工艺优化的思考和尝试从未间断。分节盖梁的推广有效解决了超重大尺寸盖梁运输和吊装困难的问题,而干接工艺的应用进一步优化了分节盖梁吊装和拼接工序,较传统湿接工艺,大幅提高施工效率和减小措施成本。结合上海S3公路(周邓公路-G1503两港大道立交)新建工程中干接盖梁的应用,通过工程实践,介绍和提炼干接盖梁工艺在施工过程中的控制要点。

装配式建筑预应力楼板技术研究与应用综述

随着国家对装配式建筑的大力推进,建筑装配率指标也越显重要,为提高建筑装配化程度,预应力楼板技术逐渐被应用到各个工程项目中。从政策规范、相关产品应用情况、装配式建筑发展趋势三个角度来阐述预应力楼板的应用状况。从结果统计来看,钢管桁架预应力叠合板、ZDB预应力叠合板、预应力混凝土叠合板适合住宅建筑,而预应力双T板、预应力空心板(SP板)、预应力带肋叠合板主要适用于大跨度公建建筑;在产品成熟度上,钢管桁架预应力叠合板技术最为成熟,应用项目最多、经济效益最好。从区域分布上看,广州、上海、浙江属于经济发达区域,装配式建筑发展已经较为成熟。

大型预应力清水混凝土墙板生产实践

文章通过对清水混凝土质量缺陷及产生原因的分析,从原材料控制、模具要求、生产工艺三方面进行系统实践,实现工厂生产大型预应力清水混凝土墙板的目标。在原材料控制方面,对水泥、掺合料、骨料、外加剂及混凝土工作性提出要求;在模具方面,采用旧模台结合生产工艺,实现良好的清水饰面效果;在生产工艺方面,从工厂预应力张拉模台和管理制度的实际情况出发,通过严控原材料质量、混凝土配方、模具处理工艺、构件堆放保护及饰面保护措施,实现大型预应力清水混凝土墙板从理论研究到生产落地的全过程,为装配式行业工厂批量化生产清水混凝土构件提供新思路。

装配式主变基础受力性能有限元分析

本文介绍了一种新型装配式电力主变基础,通过有限元分析考察了该装配式主变基础在使用阶段、偏心加载和地震作用下的各部件应力、结构变形及混凝土损伤情况,并对结构的极限承载能力进行分析,为该工程项目的实施提供设计依据,同时为此类结构的有限元建模分析提供参考。

装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构强柱弱梁设计

为设计满足“强柱弱梁”标准的装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构,以5层装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构为例,设计此结构梁跨度,依次是3 m、5 m、7 m,轴压比依次是0.7、0.8、0.9,极限弯矩比依次是0.9、1.1、1.3.在OpenSees平台上通过Push-over分析方法,绘制多种条件下结构的荷载-顶点位移变化、塑性铰变化,以此分析所设计装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构,是否符合强柱弱梁的设计标准.分析结果显示:梁跨度是3 m、轴压比与极限弯矩比是0.7、0.9时,装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构的荷载-顶点位移变化最为稳定,此时塑性铰主要分布于梁端而非柱端,满足强柱弱梁设计标准.

大跨长联钢-混组合梁桥面板预制胶拼施工技术

孟加拉国帕德玛大桥主桥上部结构为6×(6×150) m+1×(5×150) m七联大跨度连续钢-混组合梁。公路桥面设有平曲线,桥面板底部设横肋、板内设纵向预应力钢绞线,桥面板剪力钉(环)槽口边缘与钢梁剪力钉(环)间距小,槽口内纵、横钢筋多且与剪力钉(环)间距小,混凝土桥面板的预制、安装精度和质量控制要求高。桥面板分块整幅在预制场匹配预制,桥上通过胶拼连接,然后分区段进行永久预应力筋张拉、孔道压浆、剪力钉(环)槽口混凝土灌注,将混凝土桥面板与连续钢桁梁组合。混凝土桥面板采用长短线结合匹配预制技术,节省了模板和场地投入,保证了预制精度和预制速度;采用架板机拼装、胶拼连接、分区段张拉永久预应力筋、钢梁上铺设滑动层减少预应力张拉损失、灌注剪力钉(环)槽口混凝土进行组合等安装技术,完成了大跨长联钢桁梁桥公路桥面板的安装施工。

采用带锚固板竖向钢筋的预应力混凝土T梁受剪性能研究

为推动桥梁预制梁的钢筋智能绑扎进程,提出采用锚固板竖向钢筋代替传统箍筋的网片式配筋方案。为研究该配筋形式对预应力混凝土T梁受剪行为的影响,针对抗剪钢筋形式、剪跨比等参数,设计4个缩尺梁抗剪试验,并使用ABAQUS有限元软件开展实体非线性仿真计算,对试件的预应力效应、抗剪承载能力、失效模式、混凝土受力特征及钢筋受力特征进行分析,结合压力场理论解释其抗剪承载性能的差异,并利用参数分析给出锚固板竖向钢筋的合理设计建议。研究结果表明:在1.0~2.6剪跨比条件下,与常规箍筋梁相比,锚固板竖向钢筋的配置对预应力混凝土T梁受剪开裂荷载及未开裂刚度影响很小,且具有相同的受剪破坏特征,但锚固板竖向钢筋梁具有较大的开裂后刚度及抗剪承载能力,其抗剪承载能力提高约10%,这主要因为锚固板钢筋梁具有更小的混凝土斜压杆倾角以及更大的斜压杆影响区域,且锚固板钢筋可以充分发挥其屈服强度,为充分利用锚固板的优良锚固性能,建议锚固板承压面积宜取钢筋截面积的4.5~8.0倍,锚固板钢筋的屈服强度宜取400~500MPa。

预制拼装预应力混凝土桥墩力学性能研究

为深入探究预制拼装预应力混凝土桥墩在水平往复荷载作用下的力学性能,通过有限元软件对以往试验进行了模拟,验证了预制拼装预应力混凝土桥墩模型的合理性与有效性。以此为基础,通过改变长细比与耗能钢筋配筋率等参数建立了9个预制拼装混凝土桥墩模型,分析了桥墩力-位移滞回曲线等力学性能。结果显示,桥墩长细比的增加导致其承载力降低;耗能钢筋配筋率增加,桥墩的耗能能力增加,但桥墩发生损伤,残余位移也随之增大。因此,合理控制桥墩的长细比与配筋率可以使该类桥墩拥有较好的承载和耗能能力。

自复位预应力装配式混凝土框架节点抗震性能数值模拟分析

外置耗能钢棒的自复位预制混凝土框架节点具有自复位、耗能良好等特点。为研究该类型节点的抗震性能,以边柱节点为例,利用ABAQUS有限元软件对该装配式节点进行详细建模,并施加往复荷载进行数值分析,对比现浇框架节点、仅布置预应力筋框架节点、内置耗能钢筋框架节点和外置耗能钢棒框架节点的抗震性能。研究表明:自复位预制节点较现浇节点具有更好的自复位功能、承载力和刚度,且节点布置耗能钢棒后,其耗能能力提升明显。

上海某中学教学楼装配式建筑设计

为满足上海市地方政策对装配式建筑的相关要求,符合学校类建筑的标准规定,某中学新建教学楼的设计提供了一种典型的、合理的、针对性强的装配式建筑设计策略。工程中采用的预制构件包括预应力空心叠合楼板、钢筋桁架楼承板、预制叠合梁、整体式预制外墙、钢结构桁架、预制楼梯等构件,单体建筑装配率不小于40%。主要承担竖向及水平作用的框架柱和剪力墙均采用现浇形式,有利于保证结构的整体性和抗震性能。

预制楼板在国内外的应用现状

为了推进预制楼板的发展和应用,回顾了国内外近20年预制楼板的应用现状,总结了预制双T板和预应力空心板在国内外的应用和发展情况,得出的结论为:预制楼板主要选用双T板和预应力空心板,二者适用范围不同;目前预制楼板主要应用于7度以下地区,在高烈度地震区的应用受到较大限制;预制楼板的研究主要集中在力学性能和抗震设计上,目前国外对于预制楼板的研究和应用远多于国内。

双向预应力装配式地铁车站通道结构及其力学性能分析

基于实际工程,设计了一种新型双向预应力装配式地铁车站通道(装配式通道)结构,其预制节段端部采用企口形式,纵、横向均通过预应力筋后张法进行连接。通过有限元软件对比分析了装配式通道与现浇结构的应力及变形性能,并在此基础上深化设计了企口纵向长度、纵向预应力筋张拉应力和截面积、预制节段串接数量,确定了装配式通道的结构优化方案,并通过有限元分析验证了其力学性能。结果表明,优化后具有更高强度和刚度。

新型预应力夹心叠合楼板双向受力分析及应用

针对叠合楼板在工程应用中出现的问题,提出一种新型预应力夹心叠合楼板,并给出楼板相关节点及构造做法。开展了基于本预应力夹心叠合楼盖的全尺寸子结构试验,并对其变形特征、裂缝分布和破坏形态进行了分析。试验结果表明预应力的存在提高了楼板的抗裂性能;楼板破坏时的裂缝分布及破坏形态表明其具有双向受力的特性;楼板破坏时塑性铰线并非45°分布。试验结果及有限元分析均表明叠合楼板双向刚度存在差异。给出了考虑楼板刚度影响的单双向板划分界限及周边支撑梁内力调整方法。将该方法应用于采用本新型叠合楼板的项目中,取得了良好的应用效果。