横向静载作用下轨道交通预应力混凝土U型梁裂缝开展研究

为探究轨道交通预应力混凝土U型梁结构在腹板横向受力情况下的裂缝开展状况,通过回顾总结其裂缝开展成因,并以实际工程中的某标准梁段为例,进行了横向静载破坏试验,分析了U型梁结构在横向受力下的应变、挠度变化规律以及裂缝发育和损伤状况。研究结果表明,在横向对称荷载作用下,随着加载级的增大,U型梁展现出良好的整体性能和横向抗裂性能;该梁的裂缝损伤首先出现在腹板和底板处,随后逐步扩展到底板与腹板的连接部位;在破坏加载级下,腹板与翼缘发生破坏性裂缝损伤和明显的外扩变形;在高于规范撞击力建议值2倍的横向静载作用范围内,试验梁能够保持弹性工作状态,验证了采用美国ACI规范中对于列车脱轨撞击力的建议值进行U型梁横向抗撞设计的合理性。该研究成果可为轨道交通预应力混凝土U型梁的力学性能研究和结构优化设计提供更多参考。

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。

裂缝对预应力混凝土结构耐久性影响的试验研究

提出了制作预应力混凝土裂缝状态试件的试验方法 ,并通过混凝土碳化与氯离子侵蚀试验 ,分析了裂缝对预应力混凝土结构耐久性的影响 。

公路PC箱梁腹板裂缝成因与混凝土应力限值研究

针对公路预应力混凝土连续梁、连续刚构桥箱梁腹板的裂缝问题,从设计、施工等方面进行成因分析。对其腹板应力进行空间有限元分析,在研究腹板二向应力状态及其强度准则,对国内外相应设计规范进行比较分析的基础上,指出我国现行《公路桥涵设计规范》关于预应力构件混凝土应力限值表达式存在的缺陷,提出公路桥PC箱梁混凝土的推荐应力限值条件。

超长混凝土结构设计中基本问题研究与工程实践

通过东南大学预应力工程研究所近20年对超长混凝土结构设计中所涉及的基本问题进行的基础研究及国内几十项工程的实践,针对设计中工程技术人员关心的关键技术问题给出相应的解释,并提出了相应的设计建议,以供超长混凝土结构设计参考。

部分预应力混凝土结构裂缝控制设计建议

本文基于名义拉应力控制裂缝宽度的原理以及正截面承载力分析，建立了用拉应力限制系数来控制裂缝宽度的计算模式，从而简化了设计计算。

大型预应力混凝土渡槽结构受力性能试验研究

本文介绍南水北调中线工程河南段初步设计中提出的跨度为 40m、双箱矩形断面大型预应力混凝土渡槽结构的 1∶5仿真模型试验研究情况 ,对预应力混凝土渡槽结构仿真模型试验中结构自重的模拟与结构承受水荷载作用前初始应力状态的建立、水荷载施加方法等关键技术问题进行了分析讨论。试验结果表明 ,采用调整混凝土初始预应力的方法模拟预应力混凝土渡槽结构在结构自重作用的受力状态是可行的 ,采用单面橡胶和钢结构组成的单腔和多腔加载水囊可以准确地模拟渡槽中水荷载的作用 ,采用全自动数据采集处理系统是保证大型结构模型试验数据采集同步而精确的必要设备条件 ,为大型预应力混凝土结构模型试验提供重要成功经验。针对渡槽单箱承受水荷载和双箱承受水荷载时主要构件的性能测试结果 ,提出各构件的设计方法和结构构造措施以及需要进一步改进的结构设计建议。

大跨预应力混凝土箱梁水化热测试与分析

为避免大跨PC箱梁桥主梁根部梁段混凝土施工期间产生较高的水化热导致温致裂缝,在施工现场对2座大跨PC箱梁桥的3个梁段开展水化热实测,并制作相同养护条件试块同步实测箱梁混凝土早龄期力学性能。根据实测结果,采用有限元软件MIDAS建立相应梁段的时变模型,研究箱梁混凝土水化热温度场和应力场的发展规律,并对拆模时间进行参数分析。结果表明：大跨PC箱梁在施工期间会产生持续1周的水化热,在前1-2d内达到峰值温度,此时箱梁腹板表面混凝土处于拉应力状态,后续降温过程则内部受拉,如内外温差过大容易出现内外贯通的温致裂缝。可优化混凝土配合比,控制水泥用量,并掺入适量粉煤灰,以降低高强混凝土的水化热。建议大跨PC箱梁桥从水化热控制的角度合理确定拆模时间,在正常天气情况下应控制拆模时间不少于4d。

水工钢筋混凝土和部分预应力混凝土构件裂缝宽度的计算方法

本文在分析总结国内外研究成果的基础上，根据水工钢筋混凝土及部分预应力混凝土构件截面尺寸大、配筋率偏低的特点，建议了裂缝截面纵向受拉钢筋有效影响区的取值方法，提出了考虑受拉钢筋有效配筋率和混凝土保护层厚度的影响的裂缝宽度计算理论模式简化公式和数理统计公式．本文公式形式简单、应用方便，与大量试验资料符合良好．

预应力混凝土连续刚构桥腹板斜裂缝发生机理研究

根据近些年来国内大跨度连续刚构桥发生开裂及下挠等严重病害的实际状况,分别从设计、施工、运营等环节论述了连续刚构桥斜裂缝的发生机理,揭示了大跨度连续刚构桥发生斜裂缝病害的原因,并提出了相应的原则性预防措施和建议。

港珠澳大桥混凝土连续梁施工期裂缝控制技术

港珠澳大桥珠澳口岸连接桥为(3×65+40)m预应力混凝土连续梁桥,主梁采用大节段现浇施工,每段混凝土浇筑量为1 248~1 726m^3。针对大体积预应力混凝土施工,结合该桥实际情况,分析了施工期4种裂缝(受力裂缝、温度裂缝、塑性裂缝、约束收缩裂缝)产生的主要原因。根据裂缝的不同成因及桥梁结构特点,通过支架合理设计、预压及合理的混凝土浇筑顺序控制受力裂缝;通过混凝土配合比、入模温度及合理的养护措施等控制温度裂缝;通过下料点及振捣点合理设置、二次抹压及大面积覆膜锁水技术控制塑性裂缝;通过部分预应力筋早期预张拉技术控制约束收缩裂缝。通过以上各种裂缝控制技术的实施,施工期的裂缝得到了良好控制,确保了结构耐久性。

高性能预应力混凝土梁挠度试验与计算方法

进行了配有高强度低松弛钢绞线、预应力比率0.66～1.00、混凝土强度等级C40～C80的14根先张法高性能预应力混凝土梁的加载全过程试验,研究了预应力比率和截面开裂等因素对试验梁挠度的影响.通过将试验结果与《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)相关计算公式对比分析,得出规范变形计算公式对于未开裂梁是适用的,对于预应力比率不大于0.66的梁开裂后也是适用的;随着预应力比率提高,开裂后梁挠度试验值与规范公式计算值的比值逐渐减小,当预应力比率1.00时其比值仅为0.60.为此,根据试验结果提出了适用于这种高性能预应力混凝土梁的修正的挠度计算方法.

预应力混凝土先简支后连续梁静、动力试验研究

通过1∶5预应力混凝土先简支后连续模型试验梁的弹性试验、开裂破坏试验及动力试验,分析研究该类结构的工艺特点、结构受力变形特征、湿接缝截面的抗裂性、开裂区域裂缝分布和发展规律以及结构极限承载力。试验结果表明:结构在正常使用荷载作用下完全处于弹性工作状态,具有足够的开裂安全系数和强度安全系数。

哈尔滨市迎宾路地下车库预应力大梁设计

为减少工程造价并确保地下车库的安全使用,提出了通过永久荷载与常遇活荷载组合下的裂缝与变形控制方程确定预应力筋用量,依据永久荷载与罕遇活荷载组合下的内力设计值及有关构造要求确定非预应力纵筋用量的思路和方法。方案对比表明,按本思路和方法进行设计经济效益显著。

对预应力混凝土结构的几点认识与建议

论述了预应力筋两阶段工作原理，认为可以将预应力筋的工作分成两个阶段：将预应力混凝土结构分成有侧限和无侧限两大类，提出了侧限影响系数的概念，基于预应力筋两阶段工作原理，建立了无侧限及有侧限预应力混凝土结构的承载能力计算公式。提出了既能为工程界所接受，又能满足耐久性要求的预应力混凝土结构裂缝控制及验算建议，建立了通过裂缝控制计算确定预应力筋用量，通过承载力方程和构造要求计算确定非预应力筋用量的两类极限状态的直接设计方法。

某连续刚构箱梁桥0号块腹板锚下开裂原因分析

某连续刚构箱梁桥0号块施工中腹板出现锚下开裂,从设计与施工两方面分析其开裂原因,并提出改善设计的具体建议和裂缝的处理意见。后续实践证明,通过计算进行适当的配筋设计改进和施工过程质量控制是成功的。

预应力混凝土连续箱梁桥施工过程底板开裂原因分析

某桥为(78.5+120+61.5)m三跨预应力混凝土连续箱梁桥,箱梁悬臂浇筑过程中,前期已完工的箱梁底板均存在纵向裂缝。为分析箱梁节段施工过程中箱梁底板产生纵向裂缝的原因,对该桥进行裂缝普查和无损检测,并采用ANSYS软件建立箱梁实体有限元模型进行分析。结果表明:箱梁底板共109条裂缝,均为纵向裂缝;箱梁无损检测所选测区混凝土强度、混凝土保护层厚度均满足规范要求;箱梁计算开裂位置与裂缝普查结果基本一致,箱梁节段混凝土龄期差过大是箱梁底板纵向开裂的主因;提出限制箱梁节段间混凝土龄期差、增设防裂钢筋网、加强养护及控制箱室内外温差等防裂措施。采取这些防裂措施后,桥梁通车前箱梁底板再无裂缝产生。

上海世博会主题馆地下室外墙结构设计与分析

世博会主题馆地下室外墙超长,平面开洞面积较大,地下局部夹层且多处错层,结构布置复杂。设计采用施加预应力在墙板内形成预压力,以抵抗温度应力和混凝土收缩,提高结构的抗裂性能;合理设置后浇带,以有效释放混凝土收缩应力,并通过加强养护等措施防止结构的开裂。工程通过结构应变的现场测试,验证了相关抗裂技术措施的合理性和有效性。对于平面大开洞引起地下室外墙支撑条件的变化,根据不同情况设置扶壁墙、混凝土内墙和扶壁梁,保证受力的合理性。对于地下室夹层楼板不连续,无法有效传递水平力的问题,在夹层和地下室底板之间设置混凝土墙,通过墙体将水平力传至底板。

某预应力混凝土连续箱梁底板崩裂的加固方案

某高速公路汉江特大桥主桥为(85+3×150+85)m预应力混凝土箱形变截面连续刚构桥,主梁采用挂篮悬臂现浇法施工,在右幅主梁全桥合龙后、张拉合龙束期间发现3个主跨发生大面积的底板混凝土崩裂,主要病害为底板下缘径向拉裂、混凝土破损脱落、底板下缘主筋和预应力筋外露等。首先结合底板崩裂作用力与相应的抗力分析计算、桥梁施工及实际破损状况,分析了底板崩裂的原因;然后结合结构破坏后的状况,充分利用既有条件,提出了不拆除合龙段、仅局部更换破损底板的加固方案,并明确了加固的目标和加固过程中的结构受力要求;最后通过多工况的计算,确定了加固的具体实施步骤。该桥加固后,已运营近6年,状况良好。

某预应力混凝土连续箱梁桥裂缝原因分析与加固实践

某预应力混凝土连续箱梁桥施工中出现裂缝,从设计与施工两方面分析原因,并提出裂缝加固设计的具体意见。实践证明,适当的设计改进和严格的施工质量控制是成功的。