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高桩码头预应力构件残余预应力检测技术研究与应用

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高桩码头预应力构件残余预应力检测技术研究与应用

作者：邓雷飞长沙理工大学

学位级别：硕士

残余预应力是反映预应力混凝土构件工作性能的重要指标之一,但它本身就是一个未知参数,若能找到一种方法能较精确的检测出钢筋残余预应力,无论是对在役混凝土结构的性能评估、修复加固还是对拟建结构的设计、施工都具有指导意义。本文... 详细信息

残余预应力是反映预应力混凝土构件工作性能的重要指标之一,但它本身就是一个未知参数,若能找到一种方法能较精确的检测出钢筋残余预应力,无论是对在役混凝土结构的性能评估、修复加固还是对拟建结构的设计、施工都具有指导意义。本文在有限元分析的基础上,利用钻孔法对高桩码头预应力构件残余预应力检测进行研究,试图寻找一种既简单实用又稳定可靠的方法检测钢筋残余预应力,为在役预应力梁工作性能作出较准确的评估。本文主要进行了以下工作: 1.建立预应力薄板模型分析预应力、孔尺寸及板尺寸与应力释放扰动值之间的关系,得出结论为:孔口扰动值与预应力大小无关;它在一定范围内随孔尺寸增大而增大;构件尺寸越大孔口扰动值越小,并且受构件最短边的影响最大。 2.基于有限元ANSYS建立预应力混凝土简支梁模型,采用生死单元法、2次加载法和位移平衡法。分析在预应力混凝土梁底钻孔（梁不受外荷载作用）时梁底混凝土表面应力释放规律。通过改变钻孔参数（孔径和深度）,分析出钻孔孔径和孔深都为50 mm时,由梁底中心轴距钻孔中心100 mm处的应变计算得的钻孔中心应力与实际施加应力吻合。由此确定钻孔的最佳孔径和深度都为50 mm,应变测量最佳贴应变片位置为梁底中心轴向距钻孔中心100 mm处,贴片方向为梁轴向工作应力方向。该结论对预应力梁残余预应力检测具有指导意义。 3.以钻孔法现场检测某高桩码头在役混凝土轨道梁残余预应力为例,描述了钻孔法检测残余应力的基本过程。根据实际情况对测得的平均应变进行了修正,然后计算出梁底中心混凝土正应力,并通过线性回归的方法计算出预应力梁钢筋残余预应力。最后将其与规范法计算出的钢筋残余预应力进行比较验证。 4.根据轨道梁残余预应力计算出最大开裂荷载,然后通过现役单、双门机包络图的计算,对轨道梁门机作业健康状况作出评估。根据包络图可知第1跨和第8跨跨中为轨道梁最不利位置,由此也可以确定轨道梁钻孔位置应选取在第1跨和第8跨跨中,因为这两跨的最易产生钢筋疲劳及裂缝。但其最大弯矩均未超出轨道梁的最大开裂荷载,因此判定该轨道梁在门机正常工作时是安全的。

关键词：钻孔法有限元分析残余预应力

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钻孔法检测在役混凝土梁残余预应力技术研究

水道港口 2011年第3期32卷 207-212页

作者：田双珠邓雷飞郭畅交通运输部天津水运工程科学研究所水工构造物检测诊断与加固技术交通行业重点实验室天津300456 长沙理工大学水利工程学院长沙410076

为保证码头作业的安全,利用钻孔法测量了某在役预应力轨道梁梁底测点处的混凝土应变。根据物理关系计算了梁底现存应力,当检测出现应变片粘贴角度发生偏差时,采用修正系数的方法对采集到的应变计算梁底现存应力,取梁底应力的平均值。建... 详细信息

为保证码头作业的安全,利用钻孔法测量了某在役预应力轨道梁梁底测点处的混凝土应变。根据物理关系计算了梁底现存应力,当检测出现应变片粘贴角度发生偏差时,采用修正系数的方法对采集到的应变计算梁底现存应力,取梁底应力的平均值。建立了考虑钢筋应力输出和混凝土压应力的有限元模型。根据有限元分析的结果,通过线性回归方法建立钢筋应力和梁底中心混凝土压应力的关系,计算出在役混凝土轨道梁的残余预应力,并与按规范法计算出的残余预应力进行比较。比较分析结果表明测量结果合理有效,具有较好的适用性和实用性。

关键词：钻孔法有限元残余预应力

载荷对预应力混凝土梁残余预应力影响的试验研究

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港工技术 2010年第3期47卷 35-37页

作者：王小明中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

一般预应力损失是计算预应力构件在使用前损失的那部分预应力,对于构件使用时载荷对预应力损失的影响则没有考虑。有研究表明,构件使用过程中的载荷也可能会导致预应力损失或导致残余预应力减小。通过3根预应力混凝土梁的加载试验表明,... 详细信息

一般预应力损失是计算预应力构件在使用前损失的那部分预应力,对于构件使用时载荷对预应力损失的影响则没有考虑。有研究表明,构件使用过程中的载荷也可能会导致预应力损失或导致残余预应力减小。通过3根预应力混凝土梁的加载试验表明,加载在24 h以内并不导致构件产生钢筋松弛预应力损失,而且还会因为混凝土的徐变使残余预应力微量增加。同时,试验还显示重复加载、卸载对残余预应力几乎没有影响。

关键词：残余预应力有效预应力预应力损失预应力混凝土

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超声波检测残余预应力的理论探讨

水道港口 2007年第3期28卷 198-201页

作者：田双珠王小明徐满意交通部天津水运工程科学研究所水工构造物检测诊断与加固技术实验室天津300456 哈尔滨工程大学哈尔滨150001

残余预应力是预应力构件的重要特征参数,关系到构件的承载力大小和安全状况。残余预应力与诸多因素有关,且关系很复杂,准确计算残余预应力是非常困难的。因此,对已建成结构进行现场检测是获得残余预应力的有效方法。在这样的背景之下,... 详细信息

残余预应力是预应力构件的重要特征参数,关系到构件的承载力大小和安全状况。残余预应力与诸多因素有关,且关系很复杂,准确计算残余预应力是非常困难的。因此,对已建成结构进行现场检测是获得残余预应力的有效方法。在这样的背景之下,文中引入超声波来检测预应力钢筋或钢绞线的残余预应力。根据声学和力学的理论知识,推导了残余预应力的计算公式。在推导过程中考虑了温度补偿。在测量承载构件的残余预应力时需要测量纵横超声波的声时和计算外荷载产生的弯矩分布。

关键词：残余预应力超声波检测

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挠度法求残余预应力的试验研究

水道港口 2008年第3期29卷 211-214页

作者：郑锋勇交通部天津水运工程科学研究所水工构造物检测诊断与加固技术交通行业重点实验室天津300456

在役预应力构件的残余预应力是反映构件使用安全状况和承载力的参数,用各种规范的设计公式计算残余预应力都有误差。挠度法的现场检测可以求出在役构件的残余预应力,步骤是测量挠度,求出刚度,然后代入残余预应力与刚度的关系式即可计算... 详细信息

在役预应力构件的残余预应力是反映构件使用安全状况和承载力的参数,用各种规范的设计公式计算残余预应力都有误差。挠度法的现场检测可以求出在役构件的残余预应力,步骤是测量挠度,求出刚度,然后代入残余预应力与刚度的关系式即可计算出残余预应力。文中列出了测量挠度的方法和步骤,刚度的计算也有详细的过程,还给出了试验构件的残余预应力与刚度的关系式。

关键词：残余预应力刚度挠度法预应力损失

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预应力混凝土旧桥承载能力评定方法研究

预应力混凝土旧桥承载能力评定方法研究

作者：胡开建浙江大学

学位级别：硕士

在预应力混凝土桥梁结构中,预应力筋是关键的受力部件,直接关系到预应力混凝土桥梁结构的安全性、适用性及耐久性。工程实践表明,由预应力筋失效造成的结构破坏是不可挽救的。因此对预应力混凝土旧桥进行承载能力评价研究是一项非常重... 详细信息

在预应力混凝土桥梁结构中,预应力筋是关键的受力部件,直接关系到预应力混凝土桥梁结构的安全性、适用性及耐久性。工程实践表明,由预应力筋失效造成的结构破坏是不可挽救的。因此对预应力混凝土旧桥进行承载能力评价研究是一项非常重要而紧迫的课题。本文首先应用层次分析法的原理,对预应力混凝土旧桥承载能力诸多影响因素进行归纳分类,建立递阶层次模型,求得各个影响因素的权重,因为在结构截面及配筋已知的情况下,预应力筋和受压区混凝土不可能同时达到失效状态,所以采用美国ACI规范中的应变协调分析方法判断各控制截面的破坏形态,适当提高发生预应力筋拉断破坏时预应力筋因素的权重;其次,对影响因素进行了等级评定,其中,无法定量检测的因素用损伤度的概念评定其损伤状况,其余影响因素的等级评定参照现行规范进行;最后,采用模糊综合评判法确定了承载能力折减系数,利用承载能力折减系数、混凝土结构截面折减系数和钢筋截面折减系数评估预应力混凝土旧桥的实际承载能力。以杭州市霞湾桥主道桥拆除工程背景,采用本文所提出的评估方法对其辅道桥进行了承载能力评估,通过拆桥龙门吊试吊检测证明了本评估方法的可行性。对于有粘结的后张法预应力筋,由于孔道灌浆粘结作用,其切割放张后混凝土结构中仍残余预应力,因此旧桥拆除中如考虑其影响,将有效提高结构的承载力,优化拆除方案,降低旧桥拆除过程中因承载力不足而产生的加固费用。本文最后以杭州市霞湾桥主道桥拆除为背景,借鉴先张法预应力筋传递长度原理讨论了后张法预应力筋切割后的放张效果,对预应力连续旧桥拆除中的承载力进行了分析。

关键词：预应力混凝土旧桥承载能力评估层次分析法预应力筋残余预应力