预应力CFRP平板式锚具优化设计与应用

针对平板式锚具存在需在混凝土表面开槽、有效行程短、不可重复利用等问题,开展了平板式锚具优化设计与应用研究,提出了一种无须在结构基面设置扣槽,占用空间小、碳纤维增强材料(CFRP)板有效利用长度更长,轻质高强、可重复利用的预应力CFRP平板式锚具。有限元分析表明:在计算荷载作用下,锚具性能满足预应力CFRP加固需要,锚固支座、锚板和锚栓最大应力值分别为133、76、94 MPa,总体应力分布均匀,均小于其屈服强度,最大变形值为0.056、0.024、0.028 mm,保证锚具不先于结构破坏。随着锚栓直径与锚板厚度增大,锚具内部应力与变形均有所改善,其中锚栓直径变化对锚栓与锚板接触部分受力影响较大;锚板厚度对混凝土表面与锚栓接触部分受力影响较大,故建议锚栓直径为18 mm,锚板厚度为20 mm。实际工程应用表明该锚具使用效果良好。

考虑锚杆预应力作用下隧道围岩力学分析及参数设计

隧道工程中锚杆设计多依靠经验法和类比法,为研究预应力锚杆支护体系下围岩的力学效应,建立预应力锚杆与围岩力学耦合模型,考虑围岩开挖损伤效应,通过弹塑性力学理论推导出隧道开挖后围岩应力分布及径向位移解析表达式,采用有限差分软件FLAC3D进行算例验证并分析预应力锚杆参数对围岩状态的影响。研究结果表明:理论解析和数值模拟中最大切向应力和围岩塑性区半径分别为4.77 MPa、15 m和4.49 MPa、15.86 m,理论解析与数值模拟所计算隧道围岩应力分布、位移基本一致,在Ⅳ、Ⅴ级围岩地层中验证了理论解析解的合理性;随着预紧力增大,处于塑性区的围岩径向位移及塑性区半径逐渐减小,弹性区基本不受影响;当锚杆自由段长度位于塑性区时,随着锚杆长度增加,围岩塑性区径向位移及塑性区半径逐渐减小。在实际工程中应尽量增大锚杆预紧力,锚杆长度增加对围岩位移以及塑性区的发展控制效果有限,应控制锚杆自由段长度在塑性区内。

静压法预应力管桩压桩力估算方法对比分析

为对比分析静压法预应力管桩的不同压桩力估算方法,文中以瑞苍高速公路(龙丽温至甬台温复线联络线工程)为例,选择4个典型压桩力经验公式,利用实测数据和计算结果进行对比分析。研究确定出最符合工程实际的估算公式,并结合规范规定的承载力计算公式,得到承载力与设计压桩力的经验关系,最终确定各标段不同设计桩长的设计压桩力。研究为同类工程设计施工提供了借鉴。

基于实际损伤的桥梁体外预应力加固锚固区应力分析与配筋设计

为准确计算桥梁体外预应力加固锚固区应力,指导锚固区配筋设计,以一座4跨预应力混凝土连续刚构桥为背景,提出一种基于实际损伤的体外预应力加固锚固区应力分析与配筋设计方法。首先根据连续刚构桥下挠计算参数敏感性分析结果,确定计算参数组合,建立锚固区局部分析有限元模型;然后基于容许应力法对锚固区进行应力分析;最后对锚固区三向应力较大区域进行配筋设计。以3座桥梁为算例计算锚固区配筋量,并与基于全桥有限元法的实桥配筋结果进行对比,结果表明:采用该方法计算的锚固区横桥向、竖向和单锚局部承压区配筋量与采用全桥有限元法计算的配筋结果基本接近。该方法考虑了加固前原结构的损伤,对于非规则、异形锚固构造也具有适用性,同时避免了冗繁的全桥有限元建模与计算过程。

预应力技术在建筑结构设计中的应用

预应力技术是建筑结构工程中常用的一种技术,能够改善结构的承载性能,减小结构的变形和振动,从而提高建筑结构的安全性和可靠性,为大跨度、高层建筑的建设提供了便利和保障。因此,预应力技术在建筑结构设计中的应用具有非常广泛的前景。对此,文章围绕建筑结构设计中预应力技术的应用展开讨论,介绍预应力技术的基本原理,分析其应用优势,提出应用要点,旨在为相关从业者提供帮助,促进行业发展。

应用高强预应力体系的简支箱梁结构设计及影响分析

为研究应用高强预应力体系对高速铁路简支箱梁结构设计及受力性能的影响,分析国内已发布的标准通图中适应1860 MPa预应力强度等级梁体的构造尺寸参数特征,在满足构造要求的基础上拟定适应2200、2300、2400 MPa级高强预应力体系的梁体跨中截面腹板厚度及底板厚度;建立线单元及实体单元有限元模型,分析采用高强预应力体系的简支箱梁运营阶段及运梁阶段的受力性能。结果表明:随着预应力强度等级提高,腹板和底板构造尺寸减小,采用所拟截面的梁体运营阶段各受力性能指标均满足规范要求,同时梁体的预应力度、残余徐变上拱度有所增加,梁体抗弯刚度、抗扭刚度有所减小,抗弯强度无明显变化;运梁车荷载作用下梁体最大主拉应力随着优化后腹板和底板尺寸减小而增大,在所拟截面下,梁体的腹板、底板厚度的减小值须有所限制,以保证施工荷载作用下结构的横向受力性能。

百米级UHPC简支箱梁桥设计

中山西环高速横栏服务区B匝道桥中采用了105 m跨径超高性能混凝土(UHPC)简支梁桥,桥面宽度为10.5 m。上部结构采用大节段预制吊装+纵横向湿接缝连接的形式。主梁由2片预制斜腹板箱梁组成,梁高4.1 m,箱梁横向中心间距5.2 m,通过湿接缝和横隔板形成整体;主梁每隔6 m设1道横肋,减弱其畸变、翘曲和剪力滞效应;主梁预应力钢束采用体外后张为主、体内先张为辅的方案,即主梁的通长预应力钢束采用后张体外束,保证结构简洁、轻盈,跨中节段增设先张法钢绞线提高截面抗弯承载力并增强结构的延性;后浇带处配筋采用预制梁段纵向钢筋外伸+局部植筋。对结构刚度及承载力、抗裂及应力、端横梁锚固区局部受力及转向块承载力等进行验算,结果均满足规范要求。

公路预应力混凝土曲线桥梁设计问题探讨

研究了公路预应力混凝土曲线桥梁设计问题,在掌握曲线桥梁类型和特点的基础上,分析了支座脱空、梁体错位、局部破坏、桥梁倾覆等典型病害,找到其中存在的设计隐患,并总结了预应力设计思路、预应力钢束配置、桥梁支承方式、支座预偏心设置等方面的内容。

预应力混凝土轨枕翻转机结构设计

为提高预应力混凝土轨枕短模流水机组法生产线的生产效率,结合轨枕短模模具的外形特点设计一种轨枕翻转机,并从翻转机整体结构的防倾覆、设计合理性两个方面展开研究。首先,简化翻转机整体结构,计算其倾覆力矩和稳定力矩的比值。其次,利用有限元软件对翻转机的关键零部件进行静力学分析,检验翻转机是否能够满足使用要求。最后,通过样机的空载试验和负载试验对翻转机进行试验研究。

预应力管桩复合地基技术在大型油罐地基基础中的应用

大型油罐地基基础设计要求:严格控制大型油罐的整体沉降、整体倾斜、罐壁局部不均匀沉降;同时,不允许罐底板整体呈凹型沉降及局部沉降。一般情况下,天然地基均不能满足大型油罐地基承载力和变形的要求,必须采取地基处理措施改善地基的力学性能,以增加地基的承载能力,减小储罐基础的总沉降量和不均匀沉降。在确定地基处理方案时,要考虑方案的安全可靠性、技术先进性、施工可行性,同时,要尽量节约资金及减小对环境的影响。预应力管桩复合地基处理技术已广泛应用于大型油罐地基基础设计中,其中预应力高强混凝土管桩复合地基在安全可靠性、技术先进性、施工可行性及环保等方面均优于其他桩体复合地基处理方法。随着预应力高强混凝土预制管桩生产成本的降低,加之其施工费用较低,其工程造价已接近其他刚性桩复合地基,在大型油罐地基处理中应用,具有较大的技术及经济优势。

泥化顶板影响下巷道支护方案及数值模拟

木瓜煤矿9-207工作面切巷宽度达9.2 m,跨度较大且其顶板为泥化顶板,文章重点考虑锚杆预应力对大跨度泥化顶板支护效果的影响。首先设计了9-207工作面切巷的支护方案,采用数值模拟分析支护参数,最后对比泥化顶板与非泥化顶板的支护效果。采用FLAC数值模拟方法,分析了锚杆的预应力及锚索对于巷道围岩稳定性的影响。结果表明:预应力是锚杆支护系统的关键参数,锚索具有预紧力大、作用范围大的优点。在数值结果分析基础上,优化了9-207工作面切巷的支护方案,从对比模拟结果也能看出泥化顶板的支护效果要比非泥化顶板差。在解决巷道支护受泥化顶板影响的难题时,需要加强监测和优化支护,以确保工程的安全性,为今后类似条件的巷道支护提供了参考。

预应力抗浮锚杆检测时机对质量、进度影响的分析

预应力锚杆是建设工程抗浮设计的重要组成部分,合理选择锚杆的检测时机能够在一定程度上节省工期,加快工程建设进度。为了更好地探索合理的锚杆检测时机,本文以衢州市目前两个有代表性的工程项目作为参考,分析了各个项目预应力锚杆的设计、施工方案,对比了各个方案的优劣性,最终结合设计要求与工程实际要求,分析合理的锚杆检测时机,为今后有抗浮设计需求的项目提供参考依据。

缓粘结预应力技术在杭州西站项目中的应用分析

以浙江省杭州市西站工程项目为例,分析了大型公共建筑工程中,缓粘结预应力筋遇到长期预留施工通道的处理方案,并从缓粘结预应力深化图纸设计和工程实施的角度出发,重点介绍了梁中预应力筋遇型钢骨后钢绞线穿设问题、预应力筋张拉端排布问题等深化过程中关键问题的处理原则和解决方案,为大型公共建筑工程中缓粘结预应力的深化设计和工程施工提供参考。

预应力锚杆在龙岩某美食城抗浮设计中的应用研究

为了研究预应力锚杆在设计阶段的关键设计参数,以龙岩某美食城抗浮设计项目为案例进行研究和分析。在介绍了几种抗浮方法和应用案例的基础上,对预应力锚杆抗浮设计的方案进行设计。结合相关的规范要求,对预应力锚杆荷载特征值、锚固体长度、锚杆筋体截面面积和注浆体承压面积等进行公式验算,根据验算结果进行梳理锚杆的构造特点和施工工艺。研究表明,通过不同参数影响分析,本项目抗浮锚杆设计符合规范规定的要求,满足锚杆甲级抗浮的要求。

大跨度缓粘结预应力混凝土结构空间优化设计与施工技术

新时代下高铁客站建设以人为本,处处彰显温馨舒适。对中小型铁路站房1层候车厅空间进行优化,针对大跨度缓粘结预应力混凝土框架梁截面开孔及吊顶管线综合排布等难题,采用有限元分析试验验证,自主研制“一种扩大中小型高铁客站吊顶空间施工方法”,通过预应力梁截面优化、BIM技术综合排布管线及抗震支吊架的应用,优化空间,并将地域文化元素与装饰装修设计深度融合,结合有吊顶与无吊顶形式,在保证工程施工质量及安全前提下,大大改善旅客候车空间,提升旅客舒适度。

软岩隧道高强预应力锚索快速支护技术研究——以木寨岭公路隧道为例

为研究适用于软岩隧道的高强预应力锚索快速支护技术,依托木寨岭公路隧道,首先,对锚索系统施工工艺、要点等进行分析,通过现场锚索拉拔试验对其支护性能进行研究;然后,提出高强预应力锚索系统支护参数设计基本原则,并开展关键设计参数取值研究;最后,总结高强预应力锚索快速支护技术应用于木寨岭公路隧道所取得的工程实效。得到结论如下:1)高强预应力锚索系统由“高强钢绞线+垫板+锚具+树脂锚固剂+表面协同支护构件”组成,其施工要点包括钻孔、树脂锚固、预应力张拉与监测、配件安装等;2)预应力锚索系统具备快速高强支护能力,1.7 m锚固长度的锚索锚固力大于300 kN,10 m长锚索的施工时间小于1 h;3)严重挤压下的锚索支护开挖数值计算表明,锚索支护具有良好的变形控制效果;4)木寨岭公路隧道中采用高强预应力锚索快速支护技术可有效控制围岩变形,提升施工进度。

多跨连续预制肋拱桥线形控制技术

结合白石矶大桥扩建工程,研究了多跨连续肋拱桥线形控制技术。设计了拱肋的支架并建立有限元模型,模拟了支架的结构应力与变形。拱肋支架的支撑使用了新研发的加固型钢管桩系统,减少了支架的沉降。各分段预制拱肋采用了新研发的湿接头系统进行现浇连接,保证了各分段拱肋连接顺滑,控制整体拱桥线形。最后,拱桥应用了预应力系杆并研发了一种预应力桥梁结构挠度控制和加固装置,改善了拱桥的受力结构,保证了整体桥梁线形。

大悬臂预应力盖梁空间托架体系设计与施工研究

本文以G316长乐漳港至营前段A2合同段大悬臂预应力盖梁施工为工程背景,结合桥梁所处的施工环境及地质条件,对比分析了盘扣式支架、钢管组合支架及空间托架法支架的优缺点,设计了由牛腿、斜撑、主支撑梁、横向分配梁等组成的空间托架体系。采用有限元软件对所设计支架在不同工况下的应力、变形及稳定性等性能进行了详细的检算。结果表明,大悬臂预应力盖梁采用空间托架法具备安全可靠性。

中小跨径Y型墩连续刚构桥配束设计研究

配束设计是中小跨径Y型墩连续刚构桥设计的关键工作。墩梁固结的桥墩参与分配主梁内力,配束设计时必须一同考虑主梁、桥墩及基础。采用桥梁博士和Midas Civil软件辅助配束设计,按估算钢束、布置钢束和验算钢束的步骤进行配束设计。研究表明,支架现浇施工的中小跨径Y型墩连续刚构桥可采用通长配束方案;结合钢束估算数量变化规律,依次配置支点梁端、过渡梁段、跨中截面的钢束,通过支点控制截面将合成各个梁段,能有效简化配束设计。

超长混凝土结构裂缝在结构设计中的控制方法讨论

超长混凝土结构因其长度和整体性要求,在现代土木工程中得到了广泛应用,如大跨度桥梁、超高层建筑和大型地下设施等。然而,超长混凝土结构在施工和使用过程中常面临裂缝问题,裂缝的产生不仅影响美观,还可能会危及到结构安全。近年来,随着监测技术、材料科学及施工工艺的发展,裂缝控制的方法也在不断地改进。然而,超长混凝土结构的裂缝问题依然复杂多变,亟需通过系统的研究和工程实践,提出更加有效的控制策略。文中根据混凝土裂缝成因,结合作者参与的多个超长混凝土结构项目所采用的设计方法及结构措施,探讨超长混凝土结构设计及裂缝控制的方法。