体外预应力法在连续刚构桥加固中的应用研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
体外预应力技术作为后张预应力体系的重要分支之一,可应用于各类新建、重建、改造、加固工程,是一种积极的主动加固方式。采用体外预应力技术对结构进行加固和改造,能够有效提高构件的抗弯和抗剪能力。目前,体外预应力加固技术在国内外的应用十分广泛。因此,对该技术的研究具有重要的理论价值及实用价值。
     本文对体外预应力加固技术进行了比较系统的研究。在充分掌握国内外相关试验资料、研究文献、设计规范的基础上,深入学习了体外预应力加固法的基本理论及设计方法。在此基础上,结合工程实例探讨了大跨预应力混凝土连续刚构桥的病害分析方法,并对相应的体外预应力加固设计方法和步骤进行了阐述。本论文主要完成了以下方面工作:
     (1)论述了体外预应力技术的国内外发展与研究现状,阐明了进行桥梁加固新方法研究工作的必要性。
     (2)本文对体外预应力加固机理进行了详细探讨,并对体外预应力结构的关键问题:应力增量计算、动力问题和预应力损失计算等进行了研究。
     (3)介绍了体外预应力加固体系的构造、防腐、防护以及减振等问题,总结了目前常用的体外预应力布筋方式。
     (4)结合工程实例,对体外预应力技术在连续刚构桥加固中的应用进行研究,具体介绍了体外预应力加固设计方法。其研究成果可为同类工程的实施提供参考。
As an important branch of post-tensioned prestressing system, external prestressing technique can be employed for building, rebuilding, rehabilitation and strengthening project. External prestressing technique which is a kind of active strengthening method, can improve the component's capacity of bending resistance and shear resistance.
     Strengthening techniques of external prestressing are studied systematically in this thesis. On the basis of analyzing domestic and abroad related literatures and design specification, the fundamental theory and design method of external prestressing strengthening system are taken as main subjects invesitgated. Combining engineering case study, the reason of damaged concrete continuous beam and the corresponding design method and process of strengthening with external prestressing are disscussed. The following aspects are included in the thesis:
     (1) The current state and the development trend of the external prestressing technique are expounded, and the necessary and urgency of bridges strengthening illuminated.
     (2) The theory of bridge strengthening with external prestressing is demonstrated in detail, the key problems of external prestressing structure such as the stress increment, dynamical problem and stress loss etc are studied.
     (3) The formation, preservation, antivibration of external prestressing system are introduced, and commonly bar arranging way of external prestressing are summarized.
     (4) Combining theory with engineering practice, the design and calculation of the continuous rigid-framed bridge strengthening by external prestressing bridge are studied. The research findings can offer a reference for similar engineering.
引文
[1]刘来君,赵小星.桥梁加固设计与施工技术.人民交通出版社,2004.
    [2]卢文良.预应力体外索加固即有铁路桥梁.铁道标准设计,1997(10):4-5.
    [3]熊学玉.体外预应力结构设计.中国建筑工业出版社,2005.
    [4]范立础.预应力混凝土连续梁桥.人民交通出版社,1996.
    [5]胡志坚,郭友等.体外预应力混凝土结构研究现状与展望.公路交通科技,2006,23(2):94-97.
    [6]张耀庭,邱继生等.体外预应力混凝土梁的研究现状综述.华中科技大学学报(城市科学版),2002,19(4):86-90.
    [7]孙宝俊,周国华.体外预应力结构技术及应用综述.东南大学学报(自然科学版),2001,31(1):109-113.
    [8]张树仁,王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计.人民交通出版社,2006.
    [9]黄侨,张树仁.公路钢筋混凝土简支梁桥的体外预应力加固技术.人民交通出版社,1998.
    [10]熊学玉,顾伟等.体外预应力结构设计研究.工业建筑,2004,34(7):1-6.
    [11]牛斌.体外预应力混凝土梁极限状态分析.土木工程学报,2000,33(3):7-15.
    [12]牛斌.体外预应力混凝土梁弯曲性能分析.土木工程学报,1999,32(4):37-44.
    [13]赵人达,钱永久等.钢筋混凝土简支梁经体外预应力加固后的极限强度试验研究.第七届后张预应力学术交流会:388-394.
    [14]李国平,沈殷.体外预应力筋极限应力和有效高度计算方法.土木工程学报,2007,40(2):47-52.
    [15]王军文,刘志勇等.组合梁中的时效行为计算分析[J].中国铁道科学,2005,26(1):48-53.
    [16]张仲先,张耀庭.体外预应力混凝土梁体外筋应力增量的试验与研究.铁道工程学报,2003,(4):75-80.
    [17]杜进生,刘西拉.基于结构变形的无粘结预应力筋应力变化研究.土木工程学报,2003,36(10):30-35.
    [18]Harajli M H.Strengthening of concrete beams by external prestressin g.PCI Journal,1993,38(6)76-88.
    [19]Harajli M H,Mabsout M E,Al-Hajj J A.Response of externally post-ensioned continuous members.ACI Structural Journal,2002,99(5):671-680.
    [20]房贞政,上官萍.预制拼装体外索预应力混凝土连续梁的受力性能探讨.福州大学学报(自然科学版),1996,24(4):16-21.
    [21]Tan K H,Ng C K.Effects of deviators and tendon configuration on behavior of externally prestressed beams.ACI Structural Journal,1997,4(1):13- 21.
    [22]孙海,黄鼑业.体外预应力简支梁受力性能研究与非线形分析.土木工程学报,2000,33(2):25-29.
    [23]孙海,黄鼑业等.体外预应力连续梁的受力性能研究与非线形分析.工业建筑,2000,30(4):34-37.
    [24]Harajli M H,Mabsout M E,Al-Hajj J A.Response of extemally post-tensi oned continuous members,ACI Structural Journal,2002,99(5):671-680.
    [25]Aparicio A C,Ramos G,Casas J R.Testing of externally prestressed concrete beams.Engineering Structures,2002,24:73-84.
    [26]李方元,赵人达等.体外预应力高强混凝土两跨连续梁模型试验.西南交通大学学报,2002,37(5):500-504.
    [27]张仲先,张耀庭.体外预应力混凝土梁体外筋应力增量的试验与研究.铁道工程学报,2003,(4):75-80.
    [28]Fenves G.Nonlinear analysis of externally prestressed bridges.Proceeding,Ninth conference on electronic computatiom.Birmingham:ASCE,1986.
    [29]VirlogeuxM.Nonlinear analysis of externally prestressed structures.Proceeding of the FIP symposium.Jerusalem,1988:319-340
    [30]El-Habr K C.Finite element analysis of externally prestressed segmental construction.Austin:University of Texas,1988.
    [31]Muller J,Gauthier Y.Ultimate behavior of precast segmental box girders with external tendons.Naaman A E.External prestressing in bridges.Detroit:American Concrete Institute,1989:355-373.
    [32]Ramos G.Aparicio AC.Ultimate analysis of monolithic and segmental externally prestressed concrete bridges.Journal of Bridge Engineering,ASCE,1996,1(1):10-17.
    [33]Aparicio A C,Ramos G.Flexural strength of externally prestressed concrete bridges.ACI Structural Journal,1996,93(5):512-523.
    [34]Harajli M N,Nassif H.External prestressed members:evaluation of second-order effects.Journal of Structural Engineering,ASCE,1999,125(10):1151-1161.
    [35]王宗林,王彤等.体外预应力混凝土简支梁的极限强度分析.哈尔滨建筑大学学报,2001,34(1):114-118.
    [36]方德平.考虑P△效应得体外预应力梁的M-φ分析法.工程力学,2002,19(4):113-117.
    [37]Naaman A E,Alkhairi F M.Stress at ultimate in unbonded prestressing tendons:Part 2-proposed methodology.ACI Structural Journal,1991 b,89(6):683-692.
    [38]孔保林.体外预应力加固体系的预应力损失估算.河北建筑科技学院学报,2002,19(3):27-29
    [39]王彤等.体外预应力结构中收缩徐变产生的预应力损失的计算分析.东北公路,2001,24(1):53-54.
    [40]熊学玉,顾伟等.体外预应力混凝土结构的预应力损失估算.工业建筑,2004,34(7):16-19.
    [41]胡志坚,胡钊芳.实用体外预应力结构预应力损失估算方法.桥梁建设,2006,(1):73-75.
    [42]于德湖,郑文忠等.预应力混凝土结构长期损失若干计算方法的分析比较.哈尔滨建筑大学学报,2000,33(2):29-32.
    [43]王彤,王宗林,张树仁.体外预应力结构中收缩徐变产生的预应力损失的计算分析.东北公路,2001,24(1):53-54.
    [44]熊学玉,王寿生.体外预应力梁振动特性的分析与研究.地震工程与工程振动,2005,25(2):
    [45]Ayabo Miyamoto,Katsuji Tei,Hideaki Nakamura,et al Bull behavior of prestressed beam strengthened with external tendons.Journal of Structural Engineering,2000,9:1033-1044.
    [46]卢文良.预应力体外索加固既有铁路桥梁.铁道标准设计,1997,(10):4-5.
    [47]陈晓宝.预应力混凝土结构中空间索线筋的预应力摩擦损失计算.土木工程学报,2003,36(6):26-30.
    [48]肖锡康,伍波.体外预应力桥梁构造细节探讨.公路交通技术,2002,2.
    [49]李晨光,李晓光等.体外预应力的材料及体系(编译).建筑技术开发,2001,5.
    [50]王延臣,付淑芳.桥梁体外预应力结构的构造形式.铁道建筑技术,2005,3.
    [51]丁峰,魏华等.体外预应力混凝土桥梁锚固结构分析及配筋研究.现代交通技术,2005,1.
    [52]李秉南,孙宝俊等.体外预应力桥梁技术的新近展.世界桥梁,2003,3:70-73.
    [53]李晨光,刘航.高效体外预应力结构锚固体系研究与应用.建筑技术开发,2001,5.
    [54]郑毅敏,熊学玉等.体外预应力混凝土结构设计若干问题的探讨.工业建筑,2000,5.
    [55]陈开利.桥梁中后张体外力筋用的转向块的试验研究与设计建议.世界桥梁,1994,1.
    [56]徐栋,魏华.体外预应力桥梁转向结构分析及配筋研究.同济大学学报(自然科学版),2005,6.
    [57]熊学玉,吴学淑.体外预应力混凝土结构耐久性问题探讨.工业建筑,2004,7.
    [58]徐栋,徐海军.预制节段体外预应力桥梁的耐久性评述.同济大学学报(自然科学版),2003,11.
    [59]Nabil Grace.Bridge Street Bridge.Concrete Engineering International,2003,7(2).
    [60]金伟良,赵羽习.混凝土结构耐久性.北京:科学出版社,2002.
    [61]艾军,史丽远.公路桥梁体外预应力加固设计与施工方法研究.东南大学学报(自然科学版),2002,5.
    [62]朱正伟,刘东燕等.体外预应力技术在桥梁加固中应用的思考.重庆建筑大学学报,2005,27(2):46-50.
    [63]BS 8110(1997).Structural Use of Concrete,Part 1.British Standards Institution,1997.
    [64]徐岳等,预应力混凝土连续梁桥设计.人民交通出版社,2000,4.
    [65]交通部标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004).人民交通出版社,2004.
    [66]交通部标准.公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004).人民交通出版社,2004.
    [67]交通部标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ 023-85).人民交通出版社,1985.
    [68]国家标准.混凝土结构加固设计规范(GB 50367-2006).人民交通出版社,2006.
    [69]广州东圃大桥辅航道(51+3×80+51)m混凝土连续刚构桥施工图设计图纸.
    [70]铁道部科学研究院佛山分院.东圃特大桥检测报告.2007,3.
    [71]过镇海.钢筋混凝土原理.清华大学出版社,1999.
    [72]桥梁博士系统用户使用手册.同济大学桥梁工程系,2006