Unified analogue method of effective prestress for post-prestressed tendon

In order to obtain the present effective prestress and its longitudinal distribution of prestressed tendon during the process of inspection and evaluation, a unified analogue method was put forward. Based on the theory for calculating instantaneous prestress loss of the tendons with complicated geometry, a universal numerical model was established. Therefore, the distribution of effective prestress could be simulated after recognizing the nominal coefficients of prestress loss with the obtained stress data of objective steel tendon. The numerical simulation results of a full-length tendon of a three-span continuous beam bridge show that the relative errors between the calculated value and the value in the code are within 5%, which meets the requirement for engineering application.

预应力效应对中速磁浮线路简支梁车-桥耦合振动响应的影响

以长沙磁浮线路简支梁桥为研究对象,建立考虑不同预应力效应的磁浮线路简支梁桥车-桥耦合振动模型,分析预应力效应对中速磁浮线路车-桥耦合振动响应的影响。结果表明:预应力效应的变化对桥梁动力响应影响明显,预应力增加显著加剧桥梁竖向振动加速度,预应力由0.67P0(P0为张拉控制应力)增加到1.33P0时,桥梁跨中竖向最大加速度从0.21 m/s^(2)增至0.44 m/s^(2);车速增加会加剧预应力效应的影响,对桥梁竖向振动加速度的影响尤为明显,车速由20 km/h增加到200 km/h时,在1.00P0作用下,桥梁跨中竖向最大加速度从0.15 m/s^(2)增至0.76 m/s^(2);箱壁局部变形对车-桥耦合竖向振动响应有显著影响,预应力导致的箱壁局部变形不可忽略。

不同应力水平下给定含水率混凝土低温有效预压性能试验研究

为评估低温储罐类预应力混凝土结构设计及安全性能,通过对混凝土施加各种初始预压应力水平(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6及0.7)并在-160℃低温作用下的试验,系统地探讨其有效预压性能变化规律,同时比较较高和正常两种较为典型混凝土含水率情况对其影响差异。结果表明,随施加的初始预压应力水平提高,混凝土降温点和温均点时的有效预压应力损失率均呈下降的变化趋势,而其降温段和恒温段时的有效预压应力变化率的变化较为复杂;混凝土达其降温点后恒温阶段的有效预压应力损失均有所恢复,且随初始预压应力水平的提高其恢复程度更加明显;含水率对不同初始预压应力水平混凝土低温作用下降温点和恒温点时的有效预压应力损失率变化趋势未产生影响,仅使其变化程度有较明显的差异。

全长预应力锚注支护下深部巷道控制效果对比研究

本文基于后注浆的全长预应力锚注支护工艺,并通过对FLAC3D软件中内嵌PILE结构单元修正,提出了全长预应力锚注支护数值模拟方法。在此基础上,开展了地应力、原岩强度等级、支护构件长度、布设间距、注浆强化指数与预应力6种因素下巷道围岩控制效果数值模拟对比研究,揭示了各类因素对围岩变形量、塑性区演化的影响规律,构建了全长预应力锚注支护下控制效果敏感性评价指标,将影响因素依次划分为围岩强度、地应力、锚注支护构件设计3个层级,并根据各因素敏感性层级给出了工程措施建议。最后,以现场典型软弱破碎地层巷道为工程依托,研发了具有强度高、可施加预应力等优势的组合式高强注浆锚杆与高强中空注浆锚索。通过现场应用,验证了全长预应力锚注支护可有效增强软弱破碎围岩自承载能力,充分发挥锚固构件的支护潜力,限制巷道围岩变形破坏。

框架预应力锚杆支护边坡稳定性及锚固参数灵敏度分析

灵敏度分析对于解决土木工程中众多参数的辨识问题具有重要作用。为了研究框架预应力锚杆支护边坡锚固参数对土质边坡在动力作用下稳定性安全系数的影响以及锚固参数对安全系数灵敏度的影响,采用GeoStudio有限元软件建立黄土地区框架预应力锚杆支护边坡的计算模型,并通过采用全局差分法建立灵敏度近似计算的分析模型,用以研究各锚固参数与灵敏度之间的关系。结果表明:每一个支护参数都有一个最佳水平,可以使安全系数达到最高值;锚固参数对灵敏度的影响大小依次为锚杆水平倾角、水平间距、竖向间距以及锚杆长度。分析结果可为框架预应力锚杆支护结构的优化设计提供参考。

应变法在摩阻试验中的应用与研究

预应力孔道的成孔质量和锚下有效预应力是预应力施工技术的重难点。为掌握孔道弯曲半径和关键点定位坐标准确性,以及预应力施工张拉质量,采用应变法对摩阻试验和反拉法的各试验参数进行验证和对比分析。研究成果可为预应力施工张拉质量的控制提供参考。

隧道锚索预应力损失影响因素研究

实际施工中影响隧道锚索预应力损失的因素众多,相比于基坑和边坡用锚索,隧道中锚索预应力损失的影响因素更加复杂,并且各因素间互相关联。为探究不同因素对预应力损失影响的方式和程度,通过结合过往对锚索预应力损失的研究成果,将影响锚索预应力的因素划分为系统损失、短期损失和长期损失,并对隧道锚索预应力损失的影响因素和损失机理进行了总结和归纳,从而更加清晰地认识了各因素对预应力的影响方式,其对隧道锚索的设计、施工和管理有一定参考价值,有利于提高锚固工程的经济效益和社会效益。

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。

预应力钢带加固震后受损框架的抗震性能试验研究

首先以1∶2的缩尺比例设计并制作了一榀单跨三层的钢筋混凝土框架试件CF。对试件CF进行拟静力加载,以模拟水平地震作用。待加载结束后,先对试件CF中受损处混凝土进行修复,再采用预应力钢带在其梁端、柱端以及节点处进行加固,形成震后加固试件SCF,最后对试件SCF再次进行拟静力加载。通过观察两个试件的裂缝发展,对比分析2个试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度及耗能性能,研究了预应力钢带对震后框架结构的加固效果。结果表明:与试件CF相比,震后加固试件SCF的承载力并没有明显下降,承载力退化和刚度退化均有所减慢。试件SCF、CF在极限点的最大层间位移角分别是1/23、1/41,说明采用钢带加固可以提高结构的延性和变形能力。试件SCF在3个特征点(屈服点、峰值点、极限点)处的累积耗能量分别达到试件CF相应累积耗能量的7.1、3.1、2.5倍,体现了良好的耗能能力。

城市桥梁建设中的锚下有效预应力检测技术

本文以海口长天路南延线二标桥梁预应力施工项目为例,介绍了城市桥梁锚下有效预应力检测技术。该技术主要通过在锚下安装传感器,实时监测预应力筋的受力情况,及时发现并解决潜在的安全隐患,避免因预应力筋应力控制不当导致桥梁结构的破坏,确保城市桥梁建设的质量和安全性。结论表明:通过锚下有效预应力检测技术,对比设计、实际数据,为预应力的检测提供了数据支持,有利于桥梁的维护和修复,从而降低维护成本。

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。

缓倾斜煤层回风上山软岩支护参数优化研究

针对黑龙煤业12采区回风上山岩性强度低,易发生变形破坏,导致原有支护方式失效的问题,基于理论分析、数值模拟和现场试验等方法对巷道支护方案进行优化设计研究,确定优化后锚杆直径为∅22 mm,间排距为800 mm×800 mm,锚索直径及长度为∅18.9 mm×7300 mm,间排距为1600 mm×2000 mm,在巷道变形破坏严重区域使用注浆锚索,在围岩变形上,优化支护方案较原支护方案在顶底板移近量和两帮变形量控制效果上分别提高约71.52%和78.76%,优化方案提高了支护区域的稳定性,有效保证工作面的安全高效生产。

基于宏应变的CFRP板桥梁加固效果快速评估试验研究

为实现在不中断正常交通情况下对既有公路桥梁加固效果进行快速量化评估,本文以预应力CFRP板加固空心板足尺梁为试验对象,基于长标距光纤光栅应变传感技术,推导了移动车辆荷载下简支梁桥长标距应变影响线计算公式;在此基础上,研究了预应力CFRP板加固桥梁前后长标距应变影响线的表现特征,提出了基于移动车辆荷载下长标距应变时程面积包络线的桥梁加固效果评估指标;开展了预应力CFRP板加固空心板梁足尺试验研究,并对其加固效果进行了快速评估与监测。试验结果表明:基于移动车辆荷载下的桥梁长标距应变影响线能够有效地评估预应力CFRP板桥梁加固效果,长标距应变时程面积随着CFRP板预应力水平的增加而减小,通过评估分析得到本次加固试验中桥梁加固效果分别为7.07%、6.90%。

基于冻融循环本构的预应力对拉式挡墙的冻胀效应研究

预应力对拉式挡墙的冻胀受力状态复杂,墙背的冻胀力分布尚不明确,进一步探究预应力对拉式挡墙的冻胀力分布具有重要意义。根据哈尔滨某地区的实际监测温度,采用ABAQUS数值模拟软件模拟温度场在模型空间的合理分布。基于冻融循环后混凝土塑性损伤本构,在所建立的温度场上进行热力耦合分析,研究预应力筋、冻胀时间对预应力对拉式挡墙冻胀效应的影响。研究结果表明:挡土墙所受冻胀力呈现“上小下大”的上三角分布趋势,且随着冻胀时间增加,冻胀力会呈现先逐渐增大然后逐渐减小的趋势,并在冻胀后120 d冻胀力达到最大。相比之下,由于预应力钢筋的存在,预应力对拉式挡土墙会使冻胀力在该处产生应力集中而增大,最大可使冻胀力增加200 kPa左右。在预应力钢筋的作用下,挡土墙的水平位移会减小40%~116%。本文研究结果可以为季节性冻土区的预应力对拉式挡土墙施工和设计提供技术支撑。

滑坡损毁公路路基重建的治理效果评价——以贵州G326国道滑坡损毁路基重建工程为例

山区公路易受到滑坡等灾害的威胁从而造成路基损毁,在对其进行恢复重建时,需综合评价治理工程的防治效果。以贵州省G326国道的滑坡损毁路基重建工程为研究对象,模拟强降雨诱发滑坡的变形破坏过程,采用了削方、抗滑桩、锚索等不同组合的治理方案,并评价了各种治理方案的防治效果。结果表明:随着降雨量的增加,滑坡变形从滑坡前部G326国道附近逐渐向后缘扩展,在7月8日时滑坡整体出现塑性破坏;削方+抗滑桩+锚索组合治理下,滑坡主滑区最大位移为3.1 mm,后缘最大位移为1.7 mm;抗滑桩+锚索组合结构优化了滑坡的受力状态,使整体变形处于可控范围内,保证了重建公路路基的安全。该研究对滑坡损毁公路路基工程的重建具有一定的参考价值。

山区高速公路连续梁桥纵桥向桥墩水平力受力分析

文章介绍了预应力混凝土40 m连续T梁上部纵桥向水平力在下部桥墩上分配的计算方法,结合工程实际,并考虑桩-土效应,分析了在不同桥墩高差及不同桥墩尺寸下汽车制动力、温度影响力、结构收缩徐变影响力在桥墩纵桥向的分配情况及变化规律。

预应力管桩上浮情况及处理措施探讨

预应力管桩因其高强度、施工简便和成本效益高,在建筑工程领域得到了广泛应用。然而,不当的施工方法可能导致管桩上浮,影响其竖向抗压极限承载力。本文结合具体的工程案例,探讨了预应力管桩上浮的原因,对于沉降量过大的桩基,通过扩大检测三倍的桩基静载试验,验证了上浮现象属于个例,提出了针对性的处理和预防措施,并提出典型的管桩上浮处理方法。研究结果表明,通过采取适当的施工技术和管理措施,可以有效预防和处理管桩上浮问题,确保工程的安全性和可靠性。

预应力作用下简支箱梁桥的剪力滞效应分析

研究目的:为了研究箱梁桥在预应力作用下的剪力滞效应,以承受预应力作用的简支箱梁为对象,基于能量变分法,结合预应力等效荷载法,建立了直线、折线和曲线布束方式的简支梁在预应力作用下的剪力滞效应解析解。针对算例简支箱梁,研究3种布束方式综合作用下箱梁的剪力滞效应,并和有限元板壳数值解进行对比分析。以高速铁路10种典型标准设计整孔简支箱梁为例,研究直线、折线和曲线布束下跨中部位应力最大点处的剪力滞系数。研究结论:通过研究得出:(1)通过本文解析方法与板壳有限元数值解的对比表明,本文解析方法可以有效计算简支梁在预应力作用下的剪力滞效应;(2)对既有高速铁路简支梁桥,直线布束在跨中引起的剪力滞效应最小、其次为曲线布束、折线布束最大;(3)本研究成果对预应力混凝土箱梁的预应力设计具有理论借鉴意义。

软土地区大规模装配式预应力鱼腹梁钢支撑体系的研究及应用

随着建筑物高度的增加及地下空间和设施的发展,深基坑工程越来越多且要求愈发严格。以上海某软土地区大规模装配式预应力鱼腹梁钢支撑体系设计及应用实践为背景,针对项目基坑面积大、场地周边环境复杂等不利因素,经选型分析后采用了施工快速、变形可控、挖土空间大、绿色可回收的装配式预应力鱼腹梁钢支撑体系和临时钢栈桥施工平台等创新技术,有效解决了施工场地狭小的问题,较钢筋混凝土水平支撑节约工期超45%。同时结合实践经验,对控制软土地区“时空效应”的设计方法、大规模基坑装配式支撑施工及预应力施加等关键技术进行了研究。监测数据分析表明,超大规模基坑工程中装配式预应力鱼腹梁钢支撑的应用低碳环保、安全高效,可为相似工程实践提供参考。

现浇箱梁预应力钢筋张拉方式影响分析

为研究预应力钢筋张拉方式对主梁变形、应力和有效预应力的影响,确保桥梁在施工过程的安全及成桥状态下受力合理,以从莞高速东莞段某匝道桥第1联——3×20 m现浇混凝土箱梁为工程背景,采用MIDAS/CIVIL空间有限元分析软件,考虑匝道桥的平弯、纵坡、混凝土的收缩徐变、强度形成过程及预应力钢筋的5项损失等,在不改变预应力线形和张拉控制应力情况下,对逐跨单端张拉(方案1)、先单跨后两跨单端张拉(方案2)和三跨两端张拉(方案3)3种张拉方式进行了施工过程模拟分析,并对施工阶段主梁应力、成桥阶段主梁应力、变形、预应力钢筋有效预应力进行分析比较。结果表明:在施工阶段,方案1、方案2在距桥台侧梁端46.71 m处主梁顶面出现了大于混凝土设计值的拉应力;在成桥阶段,方案1主梁变形值最大,方案3主梁变形值最小,但在距桥台侧梁端31.71 m处主梁顶面存在最大值为0.17 MPa的拉应力;张拉方式直接影响有效预应力值的大小及分布情况,与方案1相比,方案2、方案3在中跨跨中附近处的有效预应力较小,设计验算时应给予关注。