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关键词： 预应力   等效荷载法   承载能力   有粘结预应力筋   无粘结预应力筋   SAP2000  

摘要： 在超静定预应力混凝土结构中,预应力引起的次内力从预应力筋张拉锚固到结构破坏始终存在。因此,绝大部分的设计规范都建议在正常使用阶段需验算次内力的贡献,同时对于结构的承载能力极限状态需在设计时充分考虑次内力的作用。然而,鉴于次内力计算复杂的特性,本研究旨在提出一种可以避免计算次内力的预应力混凝土结构的设计或验算方法。本文推导的理论基于等效荷载法,将预应力的作用转换为一系列等效荷载,以确保预应力筋的形状和初始应力。对于有粘结预应力筋,预应力的作用可以分为两部分。前者为预应力筋在与混凝土粘结前所施加在结构上的初始预应力所引起的等效荷载,后者为粘结后预应力筋被视为等效普通钢筋的贡献。基于相同的原理,无粘结预应力筋在结构经受外荷载前,可将预应力筋的作用转换为等效荷载。而受外荷载作用之后,由于无粘结预应力筋与其周围的混凝土之间缺乏粘结,针对不同的应力特性,本文提出了三种处理方法。基于上述理论,本文推导了预应力混凝土结构的抗弯承载能力,抗剪承载能力和抗扭承载能力计算公式。本研究中提出的抗弯承载能力计算公式与使用次内力法的设计规范指定的公式基本一致。然而,在预应力混凝土结构的抗剪和抗扭承载能力方面,规范中所指定的公式与本文所提出的建议公式有所区别。相较于规范中所提计算公式,本文提出计算公式显示了对预应力的更合理的使用,且更加简单直观。最后,为了验证本文提出的计算方法的准确性和优势,对所提出的设计公式进行了两个设计算例分析。第一个是预应力混凝土框架梁的手算算例,第二个算例是通过SAP2000有限元软件分析和设计了一个无粘结后张拉混凝土楼板。这两个算例分析结果显示,本文所提出的设计公式具有很高的准确性。与此同时,由于仅需要求解一次结构,大大降低了计算和设计的时间。

关键词： 预应力混凝土结构   疲劳破坏   有限元分析   疲劳寿命评价  

摘要： 由于交通量急速膨胀和超载现象严峻,服役年限较长的预应力混凝土桥梁大都承受着超过其设计预期的荷载作用,且存在较为严重的预应力损失等病害问题。我国目前运营年限较长的预应力混凝土桥梁的疲劳问题已经非常突出,现有规范中基于无限寿命设计的疲劳验算方法已逐渐不能满足社会需求。另一方面,随着社会对环保、节能以及对安全要求的日益提高,桥梁疲劳寿命的定量设计也将成为必然趋势。因此,本文应用有限元分析方法并结合金属疲劳理论对预应力混凝土桥梁进行了疲劳寿命评价,探索了桥梁疲劳寿命定量分析方法,主要研究内容及成果如下:（1）对比不同建模方法的优缺点并结合本文研究对象的特点,分析确定采用组合方法和实体力筋降温法,对预应力混凝土桥梁进行建模。以某预应力混凝土疲劳试验梁结果为对象建立有限元模型,通过约束方程对混凝土和钢筋的节点位移进行耦合,并在与试验实测结果对比分析的基础上,确定了模型合理的单元边长为2cm。（2）以某预应力混凝土连续梁桥为对象建立有限元模型,分别在自重、自重+车道荷载以及自重+超载车辆荷载的三种工况下进行了结构强度分析;考虑在疲劳荷载等因素作用下预应力钢筋的有效预应力值会明显降低的实际情况,进一步将桥梁预应力损失率分别设定为20%、40%、60%、80%四种典型情况并进行了结构强度分析。结果表明,主受力普通钢筋的拉应力会随着预应力损失急剧增大而成为可能发生疲劳破坏的危险部位,因此需进行疲劳寿命评价。（3）以主受力普通钢筋为对象建立疲劳寿命评价的有限元模型,并利用金属疲劳理论与方法对桥梁进行了疲劳寿命评价。结果显示,在预应力损失率小于60%时不会发生疲劳破坏;预应力损失率达到80%时,在车道荷载条件下疲劳寿命为143.2万次,而在超载车辆荷载条件下疲劳寿命为75.4万次。（4）应用规范中的方法对主受力普通钢筋进行了疲劳评价,并与基于利用金属疲劳理论与方法的疲劳评价结果进行比较分析发现,规范给出的钢筋疲劳极限Δfy~f,在应力比接近0时比较合理,而在应力比较大时缺乏合理性;金属疲劳的理论与方法适用于桥梁疲劳寿命的定量分析,但我国目前缺乏桥梁疲劳强度设计的相关参数,需要今后及早积累和完善。

关键词： 铁路工程   大跨度连续梁   预应力混凝土结构   悬臂浇筑   施工技术  

摘要： 本文以实际工程为例,对此类施工技术的具体应用进行分析。希望本次的研究与分析,可以为铁路施工中的大跨度预应力混凝土连续梁施工提供相应参考,并进一步促进我国铁路工程大跨度预应力混凝土连续梁的施工质量,满足铁路交通的实际发展需求,促进社会经济的良好发展。

关键词： 预应力混凝土结构   钢绞线   氯盐侵蚀   力学性能   粘结性能  

摘要： 预应力混凝土结构在高铁工程中广泛应用，随着服役年限的增加，由预应力筋锈蚀带来的预应力结构性能退化的问题日益显著。预应力筋锈蚀后，力学性能及其粘结性能将降低，甚至出现无明显征兆的脆性破坏模式，这将严重影响预应力混凝土结构的安全。因此，正确认识锈蚀预应力筋的力学性能和粘结性能的退化规律是对受侵蚀预应力混凝土结构耐久性评估、寿命预测和相应数值仿真分析的基础。目前有关锈蚀预应力筋的相关研究较少，本文以常用预应力筋钢绞线作为研究对象，开展锈蚀预应力钢绞线的力学性能及粘结性能的研究，论文主要工作及研究成果如下:　　(1)总结国内外学者关于锈蚀钢绞线力学性能所做的工作及研究，基于收集得到的锈蚀钢绞线力学性能试验数据，回归分析了锈蚀钢绞线名义屈服强度、名义极限强度、名义弹性模量和名义极限延伸率的退化规律。基于已有锈蚀断面模型，通过三维非接触形貌仪确定不均匀锈蚀系数的取值，引入细观弹簧损伤单元对锈蚀钢绞线的本构关系进行修正，通过试验数据检验锈蚀钢绞线本构关系精度。　　(2)通过电化学加速锈蚀钢绞线，对不同目标锈蚀率的中心拉拔试件和偏心拉拔试件开展拉拔试验，研究了氯盐侵蚀下锈蚀钢绞线与混凝土间粘结性能的退化规律，得到了锈蚀试件的粘结应力-滑移曲线，探讨了锈蚀程度、箍筋约束和拉拔方式对锈蚀钢绞线粘结破坏模式和粘结强度的影响。并提出了锈蚀钢绞线相对粘结强度的计算公式，基于厚壁圆筒理论，提出锈蚀钢绞线粘结强度的理论计算模型，通过试验数据检验了模型的准确性与适用性。　　(3)开展后张预应力缩尺梁四点弯曲梁式加载试验，考虑锈蚀程度、灌浆缺陷和埋置长度等因素对锈蚀钢绞线粘结性能的影响。根据试验数据分析试件中粘结应力的分布，并提出相应的粘结应力位置函数，最后得到了锈蚀钢绞线的粘结-滑移本构关系。

关键词： 铁路桥梁   预应力混凝土结构   槽形梁  

摘要： 结合某桥梁项目,根据水文地质条件制订合理的施工方案,并从基础施工、支架安装、模板工程、混凝土浇筑及预应力施工等方面分析其工艺要点。工程结果表明,各项技术经济指标均达到了预期的效果,有效缩短了工期,降低了成本,可为类似工程施工提供参考。

关键词： 预应力   折梁   裂缝   变形   承载力  

摘要： 文中以某风雨操场项目为例,对预应力在钢筋混凝土折梁中的设计应用进行对比分析。

关键词： 连续梁桥   预应力混凝土结构   双幅   挂篮   错位施工   施工技术  

摘要： 武汉市四环线龚家铺互通主线桥16~19号墩采用双幅(40+60+40)m预应力混凝土连续梁跨越青郑高速公路,双幅连续梁间距仅50cm。该桥连续梁采用4对菱形挂篮双幅同步悬臂浇筑工艺施工。连续梁先施工左幅、后施工右幅,右幅挂篮滞后于左幅挂篮3个梁段,采用纵向错位技术完成左幅1~6号、右幅1~3号梁段施工;利用6号梁段的挂篮按先边跨、后中跨的顺序合龙左幅7号梁段;左幅连续梁合龙后,左幅挂篮后退并拆除部分杆件,采用竖向错位技术施工右幅4~6号梁段;采用竖向错位技术完成右幅7号梁段合龙施工;左、右幅连续梁施工后,拆除所有挂篮。

关键词： 预应力混凝土结构   大跨度建筑   裂缝   挠度  

摘要： 某游泳馆为较复杂的多层框架结构,其采用后张法预应力混凝土梁作为屋面结构体系,满足了游泳馆内部大跨度的空间要求,以及屋面兼作室外运动场的功能要求。文章从必要性、合理性,以及泳池潮湿环境对耐久性的影响3个方面论证了预应力混凝土结构在本工程中的应用是最为有效的方法,同时通过正截面、斜截面承载力计算,以及从最为关键的挠度控制、裂缝计算等层面阐述了预应力混凝土梁的主要设计方法和设计过程。本文对预应力混凝土结构施工的难点做了简要说明,并对预应力混凝土结构未来的发展加以展望。

关键词： 预应力混凝土结构设计原理   翻转课堂   在线教学   桥梁工程专业  

摘要： 为适应教学形势的发展,基于翻转课堂的理念,结合在线教学,以桥梁工程专业预应力混凝土结构设计原理课程为例,开展了翻转课堂在线教学模式应用研究。结果表明,该课程翻转课堂在线教学模式强调教师的指导与监督评价作用,突出学生的主体地位,对于提升教学质量、调动学生学习的积极性起到了良好的效果。