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关键词： 预应力混凝土结构   预应力损失   张拉应力   技术  

摘要： 随着我国建筑业的不断发展,预应力混凝土结构得到了重视与发展。预应力技术应用与各种建筑领域,产品质量也会各加规范化、标准化。结构配筋形式也将会各加多样化,预应力混凝土结构所用材料会得到进一步研究和开发各高强度、轻质、低塑、及耐腐蚀性能的材料。我国建筑工程施工对混凝土的抗裂性和刚度要求更高了。普通混凝土的抗裂性能比较弱,预应力混凝土提高了构件的抗裂性和刚度。预应力结构的形式多,使用高强度的张拉应力并且能有效减轻了结构自重有效控制构件裂缝宽度,提高了抗震能力。在建筑施工过程中,要减小预应力损失,必须以安全为前提,把握好施业技术要点环节,确保工程质量。预应力混凝土结构与其他结构相比有很大的优越性,并将越来越发挥其技术优势。

关键词： 盾构吊装   预应力混凝土结构   混凝土结构加固   钢管立柱   盘扣式支架  

摘要： 盾构法正在被广泛的应用到城市地铁隧道建设中,而盾构机体型大、质量重,普遍长达几十米,重达数百吨,因此大型盾构机的吊装便成为城市地铁隧道建设中的关键技术问题。为了研究盾构机吊装对既有无粘结预应力结构的影响,本文以合肥市地铁一号线三期工程盾构机掘进至火车站站前广场,需在既有无粘结预应力结构上方进行吊装出井为工程背景,采用数值模拟的方法,分析盾构吊装对既有预应力混凝土结构产生的影响,分析结构是否可以承受吊装施工产生的超重荷载,若不满足安全要求,则需在吊装前进行加固处理。本文采用有限元软件MIDAS FEA NX对预应力混凝土结构进行建模,分析盾构吊装施工对该结构的影响后确定是否需对其进行临时加固,并进行加固方式比选,得到主要结论如下:（1）在火车站站前广场预应力混凝土结构上方进行吊装施工时,预应力顶板的变形、裂缝宽度以及顶梁的变形、裂缝宽度都超过了规定限值,结构将产生破坏,因此在吊装施工前,需对该结构进行加固处理。（2）结合吊装施工与加固现场的实际条件及需求,采用在合肥火车站站前广场地下一层增设临时竖向传力构件的加固方法,一是采用直径为609mm,管壁厚度为16mm的钢管立柱对结构进行加固,钢管布置在纵、横梁交点且无框架柱支撑处,无次梁支撑的顶板跨中处。二是采用钢管直径为60.3mm,管壁厚度为3.2mm的盘扣式支架对结构进行加固,支架立杆纵、横向间距1200mm,水平杆步距1200mm;在吊装口北侧两跨范围内立杆纵、横向间距300mm,水平杆步距300mm布置。（3）对上述两种加固方案进行建模对比分析,结果表明两种方法均可以减小结构变形。采用钢管立柱进行加固对于减小顶板变形的效果要优于采用盘扣式支架进行加固。采用钢管立柱进行加固后,在左侧吊装时顶板的最大挠度减小至2.043mm,在右侧吊装时顶板的最大挠度减小至1.824mm,采用盘扣式支架进行加固后,在左侧吊装时顶板的最大挠度减小至3.237mm,在右侧吊装时顶板的最大挠度减小至2.866mm,均在规定的挠度限值以内,满足要求。采用钢管立柱进行加固后,左侧吊装顶板的最大裂缝宽度降至0.304mm,右侧吊装时顶板的最大裂缝宽度降至0.307mm,仍未满足要求;而采用盘扣式支架进行加固后,左侧吊装顶板的最大裂缝宽度降至0.140mm,右侧吊装顶板的最大裂缝宽度降至0.143mm,顶板裂缝宽度满足要求。（4）采用钢管立柱进行加固后,左侧吊装顶梁的挠度降至1.963mm,右侧吊装时顶梁的挠度降至1.746mm,满足要求;采用盘扣式支架进行加固后,左侧吊装顶梁的挠度降至1.765mm,右侧吊装顶梁的挠度降至1.639mm,顶梁的挠度均满足要求。采用钢管立柱进行加固后,左侧吊装顶梁的最大裂缝宽度降至0.249mm,右侧吊装顶梁的最大裂缝宽度降至0.271mm;采用盘扣式支架进行加固后,左侧吊装顶梁的最大裂缝宽度降至0.083mm,右侧吊装顶梁的最大裂缝宽度降至0.199mm,均小于规定限值。（5）采用钢管立柱进行加固会使加固接触部位产生应力集中现象,易导致结构产生强度破坏,但采用盘扣式支架进行加固后,则可以有效避免结构产生应力集中现象。图[86]表[5]参[73]

关键词： 分布式光纤传感器   热驱动   结构健康监测   预应力混凝土结构   钢管混凝土结构   注浆缺陷   大跨度连续刚构拱桥  

摘要： 近年来,随着我国经济的迅猛发展,对桥梁的跨度和建设速度要求越来越高,一些世界级的大跨度连续刚构拱桥不断在我国建成。作为连续刚构拱桥的重要组成部分,主梁的预应力混凝土结构和拱肋的钢管混凝土结构对桥梁的建设速度和优异性能起到了关键性的作用。预应力混凝土结构和钢管混凝土结构均为内部注浆结构,优异性能得以发挥的前提是钢管和波纹管内部注浆必须密实。若预应力混凝土结构中波纹管内部存在注浆缺陷,钢绞线便会暴露在空气中,伴随着外部氯离子和水分的渗入,缺陷位置的钢绞线很容易发生腐蚀,导致钢绞线的力学性能急剧降低,对混凝土的预压作用大幅削弱,结构的刚度和耐久性有所下降。若钢管混凝土结构中存在内表层空腔,会降低钢管对混凝土的约束能力以及二者之间的粘结性,削弱钢管混凝土这种组合结构的整体性,进而降低桥梁的承载能力。所以,需要及早将连续刚构拱桥中可能存在的内部注浆缺陷检测出来,进行诸如二次注浆等补救措施,防止桥梁在长期服役过程中出现严重的事故。然而,当前针对波纹管注浆缺陷和钢管混凝土内表层空腔的检测手段多为点式测量方法,在结构表面激发信号波进入结构内部,通过接收透射波或者反射波的信号判断结构内部是否存在注浆缺陷。对于大跨度连续刚构拱桥的主梁和拱肋,因为事先无法得知缺陷可能出现的位置,现有的检测方法需要对整个结构进行逐点测量,检测效率较低,并且难以将缺陷进行定量识别。因此,在本研究中提出了基于热驱动分布式光纤传感器(Distributed fiber optic sensor,DFOS)的多个位置波纹管注浆缺陷和钢管混凝土内表层空腔的同时定量检测方法,并建立了含注浆缺陷的预应力混凝土梁性能退化的评价方法。全文的主要研究内容和结论总结如下:(1)针对大跨度连续刚构拱桥中主梁的内部注浆缺陷问题,提出了基于热驱动布里渊光纤传感技术的波纹管注浆缺陷定量检测方法。根据缺陷检测的需要,设计了一种同时具有主动加热和分布式测温功能的热驱动布里渊光纤传感器,并提出了与预应力混凝土结构施工流程相匹配的传感器布设方法。通过对波纹管内部注浆缺陷进行传热理论分析,建立了缺陷尺寸与等效导热系数之间的映射关系,并探明了等效导热系数的求解方法。物理试验和数值仿真研究结果表明,通过识别DFOS温度分布云图上的温度异常区域,可以同时将多个注浆缺陷检测出来并精准定位;基于所建立的理论模型和DFOS温升数据,可以确定波纹管纵向任意位置的等效导热系数,再根据理论分析中缺陷尺寸与等效导热系数的映射关系,实现了波纹管注浆缺陷尺寸的定量识别。所提出的检测方法可识别的最小缺陷高度为13.5 mm、最小缺陷长度为5 cm,最大的缺陷定位偏差仅为3.8 cm。(2)针对大跨度连续刚构拱桥中拱肋顶部的内表层空腔问题,提出了基于线分布光纤传感技术的钢管混凝土内表层空腔检测方法。设计了一套热驱动的分布式光纤传感方案,能够方便地对钢管混凝土顶部的线分布温度数据进行大范围测量。基于钢管混凝土结构传热特性的分析,提出了内表层空腔定位和长度识别的方法,并在考虑空腔内部空气热对流的基础上,建立了空腔高度和等效吸热系数之间的映射关系,提出了等效吸热系数的求解方法。物理试验和数值仿真研究结果表明,通过识别钢管混凝土顶部温度分布曲线上的温度异常区域,可以同时将多个空腔快速检测出来。提取温度异常区域中局部温度最高点和温度变化速率最大点作为空腔中心和边缘的定位特征,实现了空腔的定位和长度的准确识别。钢管混凝土顶部温升值与加热时间平方根之间存在明显的线性关系,依据分布式测量数据的温升特征可以求解出各位置的等效吸热系数,实现空腔高度的定量检测,该检测方法可识别的最小空腔高度仅为5 mm。(3)为了使光纤传感技术适用于钢管混凝土任意位置内表层空腔的检测,提出了基于区域传感与深度学习的钢管混凝土内表层空腔轮廓的识别方法。钢管混凝土内表层空腔高度的变化,不仅会使结构顶部呈现不同大小的温度值,同时也会使钢管混凝土表面的温度异常区域发生变化,通过获取热驱动下钢管混凝土表面的温度分布数据,直接识别空腔在钢管表面所形成温度异常区域的轮廓,能够更加精准地确定空腔的尺寸。但是,由于空腔位置存在复杂的流固耦合传热,使钢管外表面的温度异常区域与内部空腔区域并不完全一致,并且基于三维传热理论建立二者之间的关系相当困难。因此,通过将采集的钢管混凝土外表面温度数据绘制成分布式热像图,空腔识别问题便被转化为图像目标检测问题。进一步,采用深度学习方法自动提取各空腔位置的温度数据特征,建立DFOS实测温度数据与空腔尺寸之间的映射关系。试验结果表明,改进的IVGG-16网络结构更适用于Faster R-CNN算法进行钢管混凝土内表层空腔的尺寸识别。利用深度学习算法进行分布式热像图的检测,能够将所有的空腔区域检测出来,实现空腔长度和高度的精准定量识别。(4)针对大跨度连续刚

关键词： 预应力混凝土结构   支架   施工工艺  

摘要： 以中川机场T3航站楼连接线项目合同段为例,结合工程条件,首先提出长悬臂预应力混凝土结构支架施工的思路,进而对工艺要点展开分析,其中涉及地基处理、满堂支架搭设、底模安装、支架预压、工作平台的搭设以及预应力混凝土盖梁钢筋施工等内容,最终工程的整体质量良好。

关键词： 板梁桥   预应力混凝土结构   挠度   裂缝   抗弯试验   有限元法  

摘要： 为了解预应力混凝土(PC)空心板梁运营期裂缝变化情况,对某服役22年PC空心板梁进行抗弯加载试验。通过弹性试验、开裂试验、重裂试验以及破坏试验,对试验梁的挠度、裂缝以及裂缝的产生、开合、延伸过程进行了分析,并采用Abaqus有限元软件对试验梁破坏试验进行了模拟。结果表明:试验梁破坏时跨中挠度约为L/47(L为计算跨度),服役22年后仍具有较好的延性和足够的强度;试验梁破坏试验随着荷载增加,在跨中底板首先出现横向裂缝,然后是腹板竖向裂缝,腹板竖向裂缝由跨中向两端依次产生,主要分布在L/4~3L/4范围内,破坏时最大竖向裂缝宽5.0 mm,未发现纵向裂缝。非线性有限元模拟结果与试验结果趋势基本一致,为服役预应力混凝土空心板梁的极限承载能力分析提供借鉴。

关键词： 预应力   混凝土结构   施工技术   先张法  

摘要： 文章列举了预应力混凝土结构施工技术的类型,说明了预应力混凝土结构施工技术的优势,阐述了常见的预应力混凝土结构施工技术,探究了预应力混凝土结构施工技术要点。

关键词： 矮塔斜拉桥   预应力混凝土结构   有限元模型   静载试验   性能评定  

摘要： 矮塔斜拉桥因结构上较变截面连续箱梁有较大的改进,跨越能力跟缓解跨中下挠均具有明显优势。以福建某一座矮塔斜拉桥为背景,旨在校验其设计和施工是否满足相关标准规范要求,通过MIDAS/Civil建立桥梁结构有限元模型,制定桥梁结构荷载试验检测的方案。通过选取重要位置以及关键参数的现场测试,测得结构的挠度、应变数据以及动载试验结果。结果显示,对比实测值与理论数值,该桥梁结构的受力状态和承载能力满足规范、标准等相关要求,该荷载试验方法可为同类桥梁提供借鉴。

关键词： 大跨度   预应力   混凝土   结构设计   施工分析  

摘要： 随着混凝土结构优化设计的不断提高,我国的建筑工业领域以及民用建筑领域都对混凝土结构空间的设计需求有着进一步的提高,空间大而且具有大跨度预应力的混凝土结构可以同时满足变形程度高、受力均匀、建筑稳定性高等优点,而预应力的合理使用可以进一步改变混凝土结构内部的应力分布设计,尽可能地利用高强度的混凝土施加压力,从而使混凝土材料的设计得到充分利用。另外,具有大跨度预应力的混凝土结构施工技术较为复杂,如何更好地进行混凝土的施工分析,成为了我国应重点关注的首要问题。施工阶段相比普通正常使用阶段可能会产生比较大的应力效应。因此,应该深度探析大跨度预应力混凝土施工的受力性能,不仅关系到设计是否合理,而且关系到施工能够进一步得到有效化处理,操作人员的人身安全也进一步得以保障,能够影响项目的成本、人力、物力。因此,对大跨度预应力混凝土结构进行优化设计,并建立整体结构的实体模型,充分考虑预应力混凝土应力效应。

关键词： 连续梁桥   箱形梁   预应力混凝土结构   施工过程   纵向裂缝   无损检测   有限元法  

摘要： 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。