桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因及防治对策

造成桥梁出现裂缝的原因是多种多样,非常复杂的,设计疏漏、施工低劣、监理不力,均可能使混凝土桥梁出现裂缝。混凝土裂缝产生的原因主要可分为两大类:第一类在荷载的作用下,使桥梁的某个部位产生裂缝,但是很少见的,也是不允许出现的。第二类是由于变形荷载产生的裂缝,在桥梁砼施工中较为普遍。变形荷载的变形作用主要包括气温、水泥水化引起温差使混凝土变形,地基不均匀下沉使混凝土开裂变形,预应力梁施工中预应力筋放张,不均匀受力使混凝土开裂变形等均属变形荷载作用。     

关于真空辅助压浆工艺在混凝土后张应力施工中的应用

在后张预应力结构施工中，预应力筋和砼之间的作用力以及预应力筋的防腐是通过在预埋孔道中压满水泥浆来实现的，传统的做法是采用普通压浆法来灌浆，即在0．5--1．0Mpa的压力下，将水灰比0．4—0．45的水泥浆压人孔道，这种做法容易发生水泥浆体离析、泌水，干硬后收缩及压浆不饱满产生空隙留下质量隐患。因为预应力筋在高应力下对腐蚀极为敏感，一旦锈蚀导致预应力损失，甚至造成桥梁倒塌。因此，学习和借鉴国外先进技术，提高后张有粘结预应力的施工质量，杜绝质量隐患显得非常重要。最近几年真空辅助压浆作为新的施工工艺，能够切实增加压浆的饱满度与密切性，大大提高了结构的耐久性。但这种工艺对技术与设备的要求较高，水泥浆的配比，外加剂的性能及用量，水泥浆的温度、孔道密封度等都将影响压浆质量。     

公路钢筋混凝土桥梁的体外预应力加固技术

体外预应力技术属于后张预应力体系的一个分支,属于无粘结预应力结构技术的范畴,其对在混凝土截面以外的预应力筋做张拉,应力向混凝土的传递是通过体外端部锚具及转向块来实现的。因为体外预应力加固技术施工简单、不增加结构自重、提高桥梁承载力效果好,而且可以有效改善结构性能及控制裂缝的发展,所以在桥梁加固工程中应用十分广泛。本文就针对公路钢筋混凝土桥梁体外预应力加固技术做出研究。     

合龙段底板分层破坏抗裂设计方法研究

针对悬浇预应力混凝土箱梁桥合龙段底板在合龙索张拉过程中经常发生分层破坏的现象,介绍了混凝土多种破坏准则,并从理论上指出最大拉应力准则不适用于箱梁桥合龙段的底板抗裂设计,而应该采用双向应力状态下的混凝土强度破坏准则。选取多座典型破坏桥梁与未发生破坏桥梁为研究对象,建立了桥梁结构的三维实体有限元模型,得出合龙段底板预应力管道之间的竖向应力与纵向应力,进而利用不同混凝土破坏准则分别对典型桥梁的应力状态及安全性做了预测,并与桥梁实测结果进行了对比,证明了理论分析的正确性。研究结论可为同类桥梁的抗裂设计提供参考。     

矩形截面二次预应力组合梁结合面徐变应力分析

高速铁路桥梁对于徐变上拱度有着严格的限制.二次预应力组合梁结构既可以满足受力要求又可以减少徐变上拱,是一种值得推广应用的新型预应力结构.二次预应力组合梁由于施工工艺的原因,两期混凝土的恒载应力和龄期不同,徐变变形相互约束导致结合面上存在徐变引起的应力.用随龄期调整的弹性模量代替混凝土弹性模量,采用三角级数描述结合面应力...     

CFRP筋体外加固铁路预应力混凝土简支梁桥设计及试验研究

采用自主研发的CFRP筋体外预应力加固桥梁锚具装置(包括锚固装置和张拉装置),对铁路预应力混凝土简支梁桥进行加固设计和现场试验。针对CFRP筋体外预应力加固特点,计算预应力损失和CFRP筋配筋面积,验算加固桥梁的反拱、正截面强度、抗裂性、抗剪性以及挠度等;在此基础上,对大秦铁路线某16m预应力混凝土简支梁桥进行了现场加固试验。结果表明:该文提出的加固方法适用于实际铁路桥梁加固,加固后符合现行铁路相关规范和混凝土结构加固设计规范要求,且桥梁的受力性能得到明显改善。     

无粘结部分预应力砼受弯构件极限强度试验研究

通过１２块单向板和１１根简支梁的试验，分析无粘结部分预应力砼受弯构件的预应力筋极限应力和极限抗弯强度。试验结果表明，当非预应力有粘结钢筋受拉区截面积的配筋率大于０．４％时，配筋指标和跨高比是影响预应力筋极限应力和极限抗弯强度的主要因素，提出了预应力筋极限应力经验公式，并对无粘结部分预应力砼受弯构件进行了全过程分析，理论分析和试验结果符合良好。     

预应力FRP加固混凝土结构技术研究与应用

介绍了笔者进行的预应力芳纶纤维布和碳纤维筋加固混凝土结构的一些主要研究成果,内容包括:预应力芳纶纤维布永久锚具的开发;预应力芳纶纤维布的应力松弛损失研究;预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯、受剪性能研究;温度对芳纶纤维布配套粘结材料的力学性能影响研究;体外预应力碳纤维筋局部加固混凝土梁的力学性能研究;碳纤维筋预应力粗纤维混凝土梁的抗震性能研究;预应力纤维布加固混凝土结构的工程应用等。     

弯曲荷载与氯盐侵蚀共同作用下的预应力混凝土梁耐久性能研究

当前在进行海工混凝土结构受氯盐侵蚀的耐久性研究时往往忽略了混凝土力学损伤的影响,这可能会导致高估结构的耐久性能。该文提出了在数值分析中引入损伤因子实现综合考虑结构损伤影响及氯盐侵蚀共同作用的分析方法,通过干湿循环的氯盐侵蚀试验与数值模拟分析,研究遭受氯盐腐蚀且受到长期荷载作用的预应力混凝土梁的耐久性能。结果表明,数值分析结果和试验结果吻合良好。参数分析结果表明:0.2mm宏观裂缝的出现对氯离子浓度有着较为显著的影响,未出现宏观裂缝时,拉应力对氯离子输运的影响较为有限;荷载比的大小影响结构的损伤范围和程度,进而影响氯离子在混凝土内的传输;梁构件施加预应力后,在15%和30%两种低荷载比状态下延缓其力学损伤（裂缝）的开展,减小荷载作用对氯离子扩散系数的增大效应,有效提高构件的抗氯盐侵蚀性能,当荷载比增加到45%以上,普通钢筋混凝土梁相对于预应力梁的氯离子浓度增比降至10%以内,这表明较高应力比下预应力对梁抗氯盐侵蚀能力的影响减弱。     

后张法预应力混凝土桥梁施工技术

本文结合后张法预应力混凝土桥梁施工工艺论述了该工艺在桥梁建设中的施工技术,并着重论述了施工中的质量控制要点。后张法预应力张拉法在桥梁建设中被普遍采用,其是整个桥梁施工中的关键环节,其施工质量将影响整个结构的受力和安全,因此在施工中应严格按照工艺要求进行,方可促进后张法在桥梁施工中被广泛应用并不断发展,最终更好的实现桥梁的经济效益和社会效益。     

自复位桥梁墩柱结构抗震性能试验研究与分析

自复位桥梁墩柱结构通过将无粘结预应力钢筋与耗能钢筋有效结合成整体受力,很好地改善传统桥墩在横向地震荷载过后具有较大不易恢复残余变形的特点,并且同时保证足够的耗能能力。该文阐述了自复位桥梁墩柱结构的基本力学特点,并以自复位桥梁墩柱结构拟静力试验为参照,考虑桥墩弯曲变形、耗能钢筋无粘结长度以及底部混凝土与钢筋应变差产生的滑移效应,提出了自复位节结构力学分析模型以及有限元模型,并根据混凝土应力简化的不同程度,应用等效矩形应力图法和平截面假定法两种方法求解混凝土压力,从而把握整个结构体系受力特征。此外,该文研究了自复位刚度转换特征,揭示其隔振本质,为结构设计提供参考依据。     

基于普通光纤的螺旋缠绕式准分布光纤传感器的研究

针对用传统测试方法难以有效实现大型结构应力状态的分布测试问题,提出采用螺旋缠绕式光纤应变传感器进行测试的新方法。建立了此种光纤传感器的理论模型,对其传感原理进行了理论分析,并进行了实验研究,证明了其可行性。该传感测试方法为大型结构特别是预应力混凝土结构中预应力筋的应力分布测试提供了新的解决思路。     

次边缘柱失效下预应力混凝土框架抗连续倒塌性能研究

考虑到去柱后弯矩方向在去柱处出现反转并且可能与预应力筋布置形式相反，预应力混凝土结构具有较大的倒塌风险，该文通过拟静力试验和数值模拟研究了次边缘柱失效下无黏结预应力混凝土(PC)梁-柱子结构的抗连续倒塌性能。对2个具有不同预应力筋布置形式(直线型和抛物线型)的1/2缩尺梁-柱子结构进行Pushdown加载，分析了试件的破坏模式、抗力机制演变和极限承载力。为量化预应力筋的影响，制作了一个具有相同几何尺寸和非预应力筋配筋率的钢筋混凝土试件作为参考。结果表明：预应力筋可以显著提高结构承载力，同时改变结构的破坏模式，降低结构变形能力。预应力筋产生的水平拉力加剧了边柱的挠曲P-δ效应，使边柱提早发生大偏心受压破坏。为进一步了解预应力混凝土框架抗倒塌性能，基于有限元软件LS-DYNA建立了精细化有限元模型开展系列参数分析。数值分析表明，预压应力可以增强压拱机制，预应力筋对于大变形阶段承载力的提高贡献显著。     

预应力度对预应力混凝土框架结构抗震性能影响研究

依据我国规范设计4榀不同预应力度、抗震等级为二级的预应力混凝土框架结构,基于OpenSees分析软件,采用纤维梁、柱单元对其进行数值建模,对一榀单层单跨预应力混凝土框架的低周反复加载试验进行数值模拟,滞回曲线和骨架曲线与试验结果吻合良好,验证了该数值建模方法的实用性;在此基础上,对4榀预应力混凝土框架进行了静力弹塑性分析;最后,对按我国规范设计的抗震等级为二级的PC框架结构,在裂缝控制等级为二级时,预应力梁中非预应力筋用量的确定方法及其适用性进行了理论分析。结果表明:按我国现规范设计的预应力混凝土梁中非预应力筋用量偏多,在大震下预应力混凝土框架结构难以实现“强柱弱梁”的破坏模式,底层柱底塑性铰出现过早;适当提高梁端截面的预应力度值,能够在一定程度上改善结构的屈服机制,增大结构的整体位移延性,提高结构的抗震能力。因此,建议在进行相关规范修订时,适当减少非预应力筋配筋、提高框架梁的预应力度限值,如按04规程设计的二级预应力混凝土框架结构,其预应力度限值可提高至0.8。     

预应力空心板梁的张拉控制程序

随着路网项目的展开,桥梁工程开始采用大跨度高强结构体系。后张法预应力混凝土采用高强钢绞线作为受力筋,同时按构造要求配置非预应力筋,大大缩小了构件的配筋率和混凝土体积,减轻了结构自重,提高了构件的抗变形能力。但在实践中,发现传统的钢绞线张拉程序,对张拉的初始应力控制偏小,使得实测与理论伸长值的差值往往超出规范允许的范围。下面结合实际,对桥梁施工过程中发现的问题,谈点认识、分析处理和体会。     

体外预应力纤维增强树脂基复合材料筋混凝土结构研究进展

本文从纤维增强树脂基复合材料(FRP)筋、关键技术和构件三个主要方面综述了体外预应力FRP筋混凝土结构的研究成果。首先,介绍了预应力FRP筋拉伸性能和长期性能,给出了面向设计的FRP筋蠕变断裂应力值、松弛率及疲劳最大应力和应力幅限值。阐述了预应力FRP筋三种主要锚固技术的优缺点和减小锚固端应力集中的方法,重点介绍了近年来新开发的复合材料夹片锚具,其锚固效率系数高于90%;同时,基于转向FRP筋力学性能试验结果,建议转向半径不宜小于FRP筋半径的200倍,转向角度不宜大于5°。梳理了体外预应力FRP筋混凝土构件的试验研究结果(单调加载、长期持荷和循环加载),介绍了国内外规范中的设计方法,并基于既有文献中42根梁的试验结果评价了规范中计算方法的精度,验证了我国规范GB 50608—2020中体外预应力FRP筋混凝土结构设计计算方法的准确性。本综述将对体外预应力FRP筋混凝土结构的推广应用起积极推动作用。      

预应力砼结构裂缝控制及设计方法

本文针对现行《混凝土结构设计规范（GBJ10－89）》对采用高强钢材的预应力砼结构的裂缝控制标准过严的现实问题,提出 了新的、切合实际的裂缝控制标准及其验算建议,并在此基础上介绍了预应力砼结构 的名义拉应力设计方法。     

移动模架在现浇箱梁施工中的应用

移动模架系统是一种新的桥梁施工工艺,具有诸多优点,文章介绍了其施工要点,主要包括:移动模架拼装,钢筋、预应力筋及内模的制作安装,混凝土浇注及养生,预应力施工,落架、横移、前移等。     

体外预应力筋的极限应力:既有典型计算方法评述

该文分析和评述了确定体外预应力筋极限应力的三类计算方法,即:粘结折减系数法、基于截面配筋指标的回归方法和基于变形的方法。分析表明,基于变形的方法能够反映体外预应力混凝土梁所具有的构件截面强度与构件整体变形相耦合这一显著特征。在基于变形方法中的两个常用的等效塑性区长度模型中,与构件跨高比和外荷载作用形式相关联的模型过分夸大了荷载作用形式对体外预应力筋极限应力的影响。针对桥梁结构所承受的移动交通荷载,承载能力极限状态下,实际设计中很难判断和选择与荷载作用形式相关联的系数。而与构件失效时关键截面中性轴高度相关联的等效塑性区长度模型中的关键参数在不同试验中则具有较好的稳定性和一致性。该文的研究结果有助于建立简单而正确的体外预应力筋极限预应力计算方法。     

FRP预应力混凝土结构体系

纤维增强塑料预应力筋具有很多优良的性能，在公路桥梁，公用汽车库，大型商场和仓库等预应力混凝土结构中有着广泛的应用前景。