SMA/预应力CFRP片材增强混凝土梁全过程受力性能分析

为验证通过形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)丝材升温产生回复应力形成预应力碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)片材增强技术的效果,开展了增强钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究。制作了引入预应力分别为100MPa和200 MPa的抗弯性能试件,对试验梁的破坏模式、荷载-挠度曲线及应变发展过程进行分析,提出了增强梁受弯全过程受力分析方法。结果表明:在屈服阶段和强化段进行加卸载循环,SMA丝材在不同预应变下的应力-应变加卸载关系曲线形式基本一致;当SMA丝材预应变为10%时,最大回复应力达到448.5MPa;同样预应变条件下,通过升温回复的方式将预应力引入CFRP片材中,最大回复应力降低了37.8%~39.5%;增强梁的开裂弯矩和屈服弯矩均有显著提升。由于CFRP片材发生端部剥离破坏,预应力效应并没有很好地限制裂缝的发展,刚度提升有限。计算结果与试验结果吻合较好,证明所提出的受弯全过程分析方法可以用于SMA丝材升温产生回复应力形成预应力CFRP片材增强梁的受弯力学性能预测。

预应力混凝土连续梁托梁换柱接长方案设计及施工控制

既有跨铁路路堑(35+60+35)m预应力混凝土现浇连续箱梁,主跨下有某铁路6条,桥梁边孔下方拟新增铁路两线,边孔下及桥台土体需挖除,并扩建1-35m装配式简支小箱梁。原桥台土体挖除会导致桥台桩基外露不满足受力要求,桥梁接长需拆除原桥台并在原桥台位置处新建桥墩用以支承原上部梁及新接长梁,从而保证原连续梁受力体系不改变及运营安全。根据本桥托梁换柱接长设计方案,对设计思路、临时墩位置、支撑系统、梁体验算、施工控制等进行总结,为后续相似工程设计提供借鉴。

高速铁路预应力混凝土连续梁施工控制研究

在桥梁工程项目当中采用预应力混凝土连续梁施工法,能够大大提高桥梁工程主体结构的平稳性和抗震能力,延长桥梁结构的运营寿命,降低病害风险问题的发生概率。但在实际桥梁工程项目施工工作开展的过程中,各方面因素都会对施工过程产生一定影响。本文以施工技术分析为切入点,对预应力混凝土连续梁施工控制要点进行分解,并提出相应的改进工艺和技术措施,以期为相关人员提供参考。

预应力混凝土桥梁起拱度控制方法的研究

结合襄樊 -十堰高速公路谷城至武当山段在建的界牌垭高架桥 ,分析混凝土徐变对预应力混凝土桥梁起拱度的影响 ,并提出控制桥梁过度起拱的设计方法和施工措施 .经实践检验 ,预设向下的二次抛物线反拱和严格控制存梁期的方法切实可行 ,能有效减少和控制过度起拱的发展 .

预应力钢-混凝土连续组合梁的非线性有限元分析

以六根两跨预应力钢-混凝土连续组合梁的系列试验结果为基础,以通用有限元程序MSC.MARC(2005 r2)为平台,提出用于模拟预应力连续组合梁非线性全过程受力行为的精细有限元模型,并给出单元选取、材料建模以及整体组装的详细过程。有限元分析基于弹塑性本构模型,能充分考虑材料非线性和几何非线性,反映结构受力全过程中预应力筋内力变化、滑移效应、内力重分布、应力分布、曲率分布以及塑性铰形成等复杂特性,深入揭示预应力连续组合梁的受力机理和特点。模型计算结果和实测结果以及理论分析结果吻合良好,表现出良好的数值特性。模型对于预应力连续组合梁的精细化分析具有较高的精度和广泛的适用性,为研究预应力连续组合梁受力性能提供了强有力的工具。

快速铁路大跨连续梁桥施工监控及控制体系研究

为保障特大跨度预应力连续梁桥结构安全、几何线形平顺,成桥各安全控制指标满足设计要求,以新建怀邵衡铁路沅江特大桥(60+100+60)m预应力混凝土连续梁桥为工程依托,根据理论计算及结构特点,构建快速铁路大跨连续梁监控体系,重点进行参数敏感性分析,建立线形及应力监控系统,数据计算、分析和处理方法。理论研究及工程实践表明:混凝土容重和预应力效应为影响线形和内力的关键因素,其次是混凝土弹模和收缩徐变,施工中需加强对这些参数的控制及识别;采用的计算方法和监控手段确保了该桥主梁线形平顺和受力安全,合龙口精度、主梁线形和应力误差均满足规范要求,结构安全可控、工作状态良好。

大跨径PC连续梁桥悬臂施工中的工艺控制

结合实例,分析大跨径预应力混凝土连续梁桥在悬臂施工过程中温度对主梁结构应力和挠度的影响。通过合理选择立模时机和在不同温度下适当调整立模标高,使主梁线形平顺。在梁体温度均匀时张拉预应力钢束,可减少结构的预应力损失。结构应力和应力增量的确定,为改进施工工艺参数提供了科学依据。

金属拉丝用低温快速磷化处理工艺研究

针对PC钢绞线用热轧盘条在线生产中对其焊接区表面拉丝性能的要求,开发了一种低温快速磷化处理工艺与配方,探讨了磷化液中组分及磷化工艺对磷化膜质量的影响,并对磷化膜有关性能进行了测试.结果表明,低温快速磷化处理液的组成:Zn(H2PO4)2·2H2O为55～65g/L、Zn(NO3)2·6H2O为70～85g/L、浓H3PO4为5mL/L、氧化剂NaNO2加入量为0.2～0.4g/L;经40℃、10min的快速磷化处理后, 获得的磷化膜膜重大于10g/m2,结晶细小致密,与基体结合力强.

无粘结部分预应力混凝土梁的受力性能分析

建立了基于增量变形的既适用于有粘结部分预应力混凝土梁亦适用于无粘结部分预应力混凝土梁受力全过程数值分析方法。该方法能够模拟构件达到其峰值承载能力后下降段的性能,并可考虑非预应力钢筋及混凝土由于结构进入承载能力下降段引起的卸载而导致的材料应力应变关系的变化情况。在此基础上,研究了不同加载方式、跨高比、综合配筋指标、部分预应力比率、混凝土抗压强度等对无粘结部分预应力混凝土梁延性性能的影响。研究表明,无粘结部分预应力混凝土梁的曲率延性系数随综合配筋指标的增加而减小。利用本文方法可以对无粘结预应力筋的应力变化、有粘结或无粘结部分预应力混凝土梁的抗弯强度等进行较合理而精确地评估。

体外预应力混凝土简支梁的极限强度分析

在分析体外预应力钢筋与混凝土主梁变形的基础上，通过截面内力平衡方程和变形协调关系，对体外预应力混凝土梁进行了从加载到破坏的全过程分析，得到了极限状态下体外筋的极限应力和混凝土梁的极限抗弯强度。利用本文介绍的计算方法，可以考虑不同的荷载形式（包括对称荷载和不对称荷载），不同的截面形式及不同的普通钢筋用量等因素对主梁极限状态的影响，并能得到中间过程及破坏阶段混凝土、普通钢筋、预应力钢筋的应变和应力。通过本文理论得到的计算结果得到了试验的验证。

预应力混凝土框架梁施工过程的内力分析

为了解决预应力结构的现行设计法与实际施工之间的差异以及不同预应力结构施工方案之间的优劣,通过选取预应力梁构件作为研究对象进行分析.利用有限元的方法,借助有限元分析软件ANSYS,分析不同的施工方案以及柱子的刚度对预应力效应的影响.结构表明,"逐层浇筑,逐层张拉"的施工方法较为可靠,为工程设计提供了可靠依据.

大跨PC梁式桥长期下挠控制的新方法

针对混凝土梁式桥出现不同性质的裂缝和挠度过大的问题,通过研究无应力状态法的原理,结合连续梁一次落架与悬臂施工的力学差异,以某160m跨刚构桥为例,在施工过程以无应力状态法对施工进行控制,结果证明,无应力状态法可以有效减少跨中挠度、墩顶弯矩,对长期下挠控制是有效的,能够为解决大跨梁式桥的挠度问题提供参考。

轨道交通预应力混凝土连续梁桥的徐变控制

采用按龄期调整有效模量的时变分析有限元法 ,对城市轨道交通预应力混凝土连续梁桥的收缩徐变变形进行理论计算 ,并与实测结果进行对比分析 ,得出了有意义的结论。

预应力索梁结构形成过程分析

采用增量形式的平衡方程,建立了有限索单元平衡迭代列式.对一个张拉整体结构中所采用的预应力索梁结构模型进行了全过程数值模拟,并对该结构的受力特点及张拉过程中荷载效应进行了分析.其重点是结构中关键结点的初位移的施加方法以及整体性能的控制.结果表明,该结构中梁形成一定程度的反拱对结构的整体稳定性及形成较为均匀的内力分布有一定的积极贡献.

自控耗能UPPC梁与普通UPPC梁抗震性能对比研究

基于UPPC梁的低周反复加载试验,并通过有限元ABAQUS对UPPC梁的模拟分析,较为系统地研究了自控耗能UPPC梁与普通UPPC梁的变形恢复能力、耗能能力、延性及承载力等抗震性能。研究表明:自控耗能UPPC梁的变形恢复能力、延性、耗能能力均高于普通UPPC梁,可较好地解决普通UPPC梁在地震作用下存在的变形能力较差,耗能不足等问题;另外,自控耗能UPPC梁承载力稍低于普通UPPC梁,说明自控耗能UPPC梁易于形成梁铰机制,更符合抗震要求。

预应力混凝土I型梁在施工中的侧弯控制

针对济南绕城高速公路南线津浦公铁立交桥390片后张法预应力混凝土I型梁的施工情况,结合近年来预应力混凝土预制梁在施工中出现的侧弯问题,分析了I型梁施加预应力后及安装就位前的侧弯原因,提出施工控制方法和相应处理措施。

短线法节段预制桥梁几何线形控制的坐标变换方法研究

为保证节段预制桥梁运用短线匹配法施工过程中的几何线形控制精度,针对现有坐标转换方法在节段预制桥梁线形控制中存在的不足,构建了7参数坐标转换模型进行节段坐标变换,并详细推导该模型的非线性最小二乘求解过程。根据平差处理结果进行节段位置的误差分析,进而指导后续的节段纠偏过程,保证拼装后的线形精度满足设计和施工要求。为验证该方法的正确性和有效性,在郑许市域铁路许昌段工程中应用该坐标变换方法进行节段预制桥梁的几何线形控制,选取直线段和曲线段桥梁进行坐标变换对比分析。实验结果表明,提出的基于非线性最小二乘的坐标变换方法比现有Bursa模型方法精度更高,能够满足实际工程中线形控制精度要求,并能适用于各类型的桥梁线形控制。

无粘结预应力活性粉末混凝土梁疲劳全过程应力计算方法研究

通过对无粘结预应力活性粉末混凝土梁进行等幅疲劳试验研究,得到了RPC应变﹑受拉钢筋应变和无粘结筋应力增量随疲劳循环次数变化的变化值.结合试验结果,提出了适用于活性粉末混凝土的疲劳残余应变演化方程及疲劳变形模量退化方程.基于损伤变量的定义形式及应变等效原理,推导了钢筋弹性模量退化模型及剩余疲劳强度模型;受拉钢筋及无粘结筋弹性模量退化模型及剩余疲劳强度模型的不同通过两者的S-N曲线和屈服强度的不同来体现.基于上述模型采用分段线性原理来代替疲劳非线性过程,并利用材料弹性模量的退化来反应材料的疲劳损伤,提出了无粘结预应力RPC梁疲劳全过程正截面疲劳应力计算方法.将计算结果与试验值进行对比,两者吻合较好具有一定精度.

国内预应力钢筒混凝土管发展面临问题的几点思考与对策

基于目前国内预应力钢筒混凝土管(PCCP)发展面临的几大问题,结合具体工程,从产品结构设计、主要原材料采购、生产质量控制、铺设使用场合和运行管理等方面提出了相应建议,以利于促进PCCP行业健康有序发展。

基于毫米波雷达测控的桥梁状态评估与数值仿真分析

为研究悬臂施工的特大桥关键施工节点及结构的自动化监测技术,在悬臂施工桥段的沉降变形及受力阶段开展0#块雷达测控、施工节段沉降变形监测及整桥力学响应监测.将实际施工中受力和沉降变形的测控数据与仿真数据进行对比分析,通过两者的吻合度来判断施工过程中桥段的安全状态.借助数理统计方法,对比雷达测控数据与传统监测数据的精确性.研究结果表明:雷达测控可在全天候开展工作,并能够结合施工日志,对云图中典型波动进行分析;毫米波雷达测控0#块沉降变形值的拟合值为0.05144,优于传统监测手段的0.00632,与数值模拟曲线相关性更强;施工全周期内,整桥各节段受力及沉降变形的监测数据围绕理论值波动,且波动幅度较小,连续梁始终处于安全状态.