Discussion on Detection and Evaluation of Simply Supported Prestressed Concrete Small Box Girder Bridge After a Fire

The article takes a simply supported prestressed concrete small box girder bridge project as an example for inspection and evaluation after a fire incident.This includes appearance detection,concrete color hardness detection,concrete strength detection,concrete surface damage layer detection,reinforcement protective layer detection,and concrete carbonation detection.It is hoped that this analysis can be used as a reference for the detection and evaluation of future bridge projects with fire incidents to smoothen its subsequent repair and maintenance.

Influence of key factors on deflection of bonded prestressed concrete simply supported slabs subjected to fire

In order to validate the accuracy of nonlinear fire simulation programs,comparison analysis is carried out between simulation and experiment induced from small-scale specimens,and then fire resistance of large-scale prestressed concrete slabs is further investigated through parameter expansion.The influences on fire resistance ratings controlled by deflection are explored and discussed,including effective span,concrete cover thickness,load level,prestress degree,effective prestress,composite reinforcement index and other factors.The calculated results indicate that fire resistance ratings of large-scale bonded prestressed concrete simply supported slabs are bigger than those of small-scale ones.Finally,the calculation formulas of fire resistance ratings controlled by deflection are established,which rationally consider the influence of effective span,concrete cover thickness,load level,composite reinforcement index and so on key factors.

基坑工程中钢支撑预加力计算方法探讨

根据工程经验,钢支撑预加力一般取支撑轴向压力标准值的0.5~0.8倍。但是,支撑轴向压力标准值是未知数,一般计算时需通过迭代的方式确定预加力。该方法计算过程复杂,且有两个支撑轴向压力标准值,实际施工过程中到底施加多大的预加力存在较大的争议。为此,通过理论分析,将预加力作用下的支撑轴力等效为刚度增大的无预加力情况下的支撑轴力,可直接计算出支撑轴向压力标准值并确定钢支撑预加力的大小。最后通过某工程实例,与传统迭代的方法进行了对比,认为修正后的预加力计算方法简单方便、结果可靠。

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。

浅埋大跨岩质隧道主动支护作用机制研究与应用

预应力锚杆主动支护技术在隧道工程的应用日益增多,但其对浅埋大跨岩质隧道的适用性及作用机制尚未明确。以青岛地铁暗挖车站为依托工程,开展调研分析、数值计算和模型试验,对比分析预应力锚杆与非预应力锚杆对块状围岩的支护作用,从围岩应力补偿、块体围岩挤压成拱和危险块体控制3个方面研究浅埋大跨岩质隧道主动支护作用机制及理论模型,并进一步开展现场应用。结果表明:原支护方案主要沿用了土质隧道支护理念,对岩质围岩自承能力的认识和利用不充分;锚杆预应力(100 kN)使围岩拉应力区消失、塑性区大幅度减小,并使围岩结构面的法向挤压接触应力提高约0.2~0.3 MPa,有效控制结构面两侧岩体的滑移错动,提升了隧道围岩整体稳定性;建立的主动支护理论模型将传统主动支护应力补偿对象由开挖面聚焦至岩体结构面;主动支护新方案较原支护方案的支护材料减量约30%,工期缩短约17%,隧道沉降量减小约50%。

基于预应力场分布的锚杆支护参数设计

为优化隧道施工预应力锚杆支护参数,通过模型试验与数值模拟相结合的方法研究Ⅳ级围岩条件下锚杆支护参数对预应力场分布的影响。结果表明:预紧力对锚杆预应力场的影响显著,预紧力越大,预应力场分布范围越大,锚杆主动支护作用越好;锚固长度过长会减小预应力场分布范围,锚固长度过短则不利于形成连续的压应力区,建议锚固长度取锚杆长度的30%~50%;锚杆间距越小预应力场叠加效应越明显,锚杆间距过小时在锚杆末端会出现拉应力区,建议锚杆间距取锚杆长度的42%。

大断面半煤岩巷道变形破坏机理研究及控制技术

针对大断面半煤岩巷道围岩变形控制难题,以小保当煤矿一号井大断面半煤岩巷道为研究背景,测试了巷道围岩岩层分布、围岩地应力分布及裂隙发育,分析了巷道围岩的变形破坏演化特征。通过实验室试验以及数值模拟分析了半煤岩组合体力学性能及其变形破坏形态,揭示了强度较低的煤体最先在煤岩交界面发生破裂、滑移,变形不断向深部延伸,随着煤岩体完整性及强度的持续弱化,造成巷帮由下而上的非均匀渐进性失稳破坏,揭示了提高大断面半煤岩巷道围岩稳定性的关键在于控制煤岩交界面非协调变形。基于此提出了采用高预应力锚杆支护与薄弱区域加强支护的变形控制思路,制定了小保当一号井大断面巷道半煤岩巷道围岩变形控制方案,并开展了井下工业试验,取得了较好的应用效果,在监测期内巷道顶板的位移量为28 mm,两帮的位移量为80 mm,底板的位移量为43 mm,随后围岩变形趋于稳定,巷帮煤岩交界处的变形控制效果显著,表明采用该方案可有效控制大断面半煤岩巷围岩变形。

基于基坑支护工程的区段复式配筋预应力管桩抗弯试验及数值模拟

复式配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)作为基坑支护桩使用时,为提高非预应力钢筋的利用效率,提出将区段配置非预应力钢筋的管桩作为基坑支护桩。通过对天津地区80个基坑工程中的支护桩弯矩分布情况统计分析,并对区段复式配筋预应力混凝土管桩(PR-PHC管桩)进行足尺抗弯试验及有限元分析,研究区段配筋的可行性和PR-PHC管桩的抗弯性能。研究表明,单支撑排桩、倾斜桩及悬臂桩的桩身弯矩区间分布具有规律性。PR-PHC管桩区段配置的非预应力筋,可以提高其抗弯极限承载力及其抗弯刚度,并有效改善桩身裂缝的展开情况,构建的数值模型可以较好地反映试验的实际情况。并对PR-PHC管桩在实际应用中可能遇到的不利工况做了影响分析。研究结果表明可以在基坑工程中使用PR-PHC管桩替代PRC管桩,减少钢筋使用量,促进碳减排。

预应力张弦梁钢支撑系统力学性能分析

为明晰预应力张弦梁钢支撑系统的力学性能,应用MIDAS/GTS有限元分析软件对预应力张弦梁钢支撑系统及周围土体进行三维模型仿真模拟;获得围护结构位移、基坑变形、预应力张弦梁钢支撑系统变形特性和内力变化规律,并与施工现场的监测数据进行对比分析。研究表明,基坑位移的数值仿真结果与现场监测数据基本吻合。在不同工况下,围护结构的垂直位移沿着垂直范围变化较小,靠近基坑角隅部分受到两个方向的约束作用,围护结构位移较大的区域集中在基坑长边中部区域。随着开挖深度增加,基坑附近沉降分布表现为抛物线形,沉降最大值发生在基坑长边,且距离基坑长边越远沉降值越小。预应力张弦梁钢支撑系统受力均匀,布置合理,钢对撑与钢角撑能够较好的承受水平土压力,张弦梁结构可以提升围护结构,保证基坑工程的安全。

富水砂层深基坑支护结构模拟分析与优化

基于北京市通州区某深基坑工程,依据降水开挖及支护方案,使用midas GTS NX软件建模研究了在土钉墙-桩锚联合支护下,不同锚杆条件对富水砂层深基坑开挖变形特征的影响,并基于实际施工方案进行支护结构优化。结果表明,桩锚支护中预应力锚杆能够有效加固深层土体,约束其水平位移,显著改善基坑稳定性,相较于无锚杆情况,坡顶和桩顶的水平位移最大值分别减少了60.9%和75.4%;桩锚支护情况下,桩身侧移随桩直径的增大先减小后增大,存在最优桩直径范围,且该范围受到锚杆预应力大小的影响。

初支拱盖法主动支护技术下的开挖工序优化研究

结合青岛中硬岩地质的突出特点,运用主动支护理念采用预应力锚杆快速对车站隧道拱部形成支护体系,在初支拱盖法传统开挖分部的基础上,充分利用围护自稳能力,进一步优化开挖分部,释放出新的作业空间,大幅提高了支护效率,缩短了初支封闭成环的时间。同时研究主动支护技术下分部建立承载体系与整体建立承载体系的受力状态,依托具体工程优化锚杆、钢筋网、喷射混凝土、钢架的施工顺序,为预应力锚杆的施工、预应力的施加、后期损失以及预应力的长期监测创造有利条件。

土钉墙+桩锚式组合的深基坑支护技术研究

以石家庄市某深基坑项目为案例背景,通过研究土钉墙+预应力锚索组合的支护形式,将理论与施工现场实际相结合,同时对常见的施工质量问题进行分析并提出相应的解决措施,以期为相关工程提供参考经验。

桩锚结构体系在深基坑支护中应用研究

桩锚支护结构具有合理的受力形式,较大的支护刚度,节约施工空间等优点,在深基坑支护中被广泛应用,文中以定西市某基坑桩锚支护结构为依托,通过计算分析不同预应力锚索组合下,桩身最大内力与位移的影响,合理选取桩身及锚索参数,能有效降低桩身内力及桩顶位移,使护坡桩结构受力更合理,可取得更可靠经济的支护方案。

复杂条件下超深基坑三排桩锚索坑内支护设计及施工

基于星河雅宝四A地块项目设计应用了一种三排桩锚索坑内支护结构,根据其特点针对性地建立了相应的模型,并进行了支护结构抗倾覆稳定以及抗滑移分析计算。经现场实践,其各项监测数据均满足设计要求,应用情况良好,为复杂条件下超深基坑因周边环境影响提供了一种坑内支护的设计形式。

高速公路顺层边坡锚索框架梁和抗滑桩联合支护体系变形特征研究

以贵州省乌长高速公路某顺层高边坡为例,建立有限元模型,对锚索框架梁-抗滑桩支护体系的变形规律进行研究。结果表明:对各排锚索施加相同的预应力值不合理,存在锚索框架和抗滑桩顺序破坏的风险,应根据各排锚索随桩顶位移的变化规律,设置差异化的预应力值,使锚索框架和抗滑桩两种支护形式同时达到最佳支护效果;靠近桩顶位置,应设置较低的预应力值,远离桩顶位置,应设置较高的预应力值。提出基于变形协调条件下的锚索预应力值计算方法,得到的锚索预应力值与数值模拟计算结果误差在6%以内,满足设计精度要求。

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。

深部煤系软岩大巷全断面锚注修复技术研究

为解决深部煤系软岩大巷变形剧烈、持续时间长且支护困难的问题,以王洼煤矿8煤层南深部集中运输大巷为工程背景,采用现场勘查、矿物组分分析、围岩应力测试、数值模拟分析等方式,揭示了造成深部煤系软岩大巷产生强烈变形的主要原因,得出加强深部煤系软岩大巷支护的控制思路,并在此基础上根据煤系软岩的劣化程度和支护失效特征,提出了基于全断面高强锚索支护+喷浆+全断面注浆锚索锚注支护+钢棚支护的主被动联合补强修复支护方案,并建立了修复支护的“三个阶段、四个步骤”工艺体系。研究结果表明:8煤层南深部集中运输大巷围岩成分复杂、质地软弱、遇水易膨胀崩解,且处于高地应力环境,应力集中系数达到1.46,总体表现出变形速率快、持续时间长、变形量大的特点;原支护设计存在支护强度不足、未针对软岩特性采取有效措施的缺陷,导致顶板、巷帮部分锚杆锚索破断失效;进行全断面锚注修复支护后,形成高强度、范围大、连续性强的预应力场,预应力场有效影响深度增大至原支护的1.5倍。现场试验监测显示:补强修复支护后,大巷巷帮及顶底板变形趋于稳定,表明全断面锚注修复支护工艺对深部煤系软岩大巷的稳定性控制效果显著。

浅埋隧道预应力锚固体承载效应模型实验研究

预应力锚杆主动支护技术在隧道工程中的应用逐渐普及,对于浅埋大跨岩质隧道,其支护特性及作用机制尚未明确。为探究预应力锚杆支护体系下围岩的承载特性,以青岛地铁6号线某暗挖车站为工程背景,基于相似原理配制地层及支护结构模型实验材料,通过液压加载试验,探究了预应力锚杆及普通锚杆支护下锚固体的承载特性。结果表明:①预应力锚杆与围岩的相互作用形成了具有承载能力的锚固体,能够有效承担大部分上覆荷载。预应力锚杆的应用使得隧道失稳破坏的预警荷载值提高了42.8%,同时极限荷载值也提高了41.2%。②在上覆加载过程中,预应力锚杆经历了紧密锚固持荷阶段和脱锚卸荷阶段,衬砌经历了应变累积、应变突增和应变释放3个阶段。③较普通锚杆,主动支护下预应力锚杆与岩体间的受力协同性好,无轴力突变现象,锚杆的支护性能得到充分的利用,有效抑制了裂隙的发育,提高了隧道的整体稳定性。

狭窄空间混凝土结构制式张弦预应力外置钢支撑架单侧支模施工技术

针对狭窄空间混凝土结构施工中传统单侧支模体系植筋数量大、加固钢支架笨重、不便安装等问题,结合上海交通大学医学院附属瑞金医院消化道肿瘤临床诊疗中心项目,采用制式张弦预应力外置钢支撑架施工技术。制式张弦预应力外置钢支撑架通过调节顶撑机构的长度,使顶撑机构两端分别撑紧工字钢和组合式连接件,预应力张拉弦杆产生拉应力,工字钢受到顶撑的水平作用力抵消了混凝土浇筑时的水平作用力,从而大幅度提高施工效率、降低成本,并消除因大量植筋造成渗漏的质量隐患,确保了竖向结构的平整度垂直度。该施工技术简化了传统单侧支模架体结构、降低了钢外架整体质量、安装便利,同时钢支架设计成制式可拼拆构件,易于安拆及保存,多次循环周转使用得以实现,可为其他类似项目实施提供借鉴。

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。