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预应力混凝土空心板单板荷载试验分析先张法预应力混凝土空心板梁采用工厂批量预制生产,建筑高度低且成桥方法便捷、快速,与后张法相比,无需灌浆,施工质量容易保证,已成为我国中小跨径桥梁中应用最广泛的桥型之一,就辽宁省而言,50%的中小跨径桥梁均采用先张法预应力混凝土空心板作为上部结构的主要承重构件。
目前,针对该类桥梁的设计的依据主要是理论计算、模型梁试验或成桥后的荷载试验。
然而,针对实际工程的单片空心板的试验研究较少。
结合某高速公路新建项目,对单片20m跨径的先张法预应力混凝土简支空心板进行了单板的荷载试验,并对荷载试验结果与有限元软件模拟结构进行了对比分析。
本次试验结果可为同类型的新建桥梁空心板结构的优化设计和既有空心板桥梁的维修加固设计提供数据积累和技术依据。
1 工程简介某桥建成于2009年。
全桥共15孔,单孔跨径为20m,桥梁全长为305.2m,交角为135°；上部结构为先张法预应力混凝土简支空心板,单幅共计8块板,单幅桥面净宽为11.25m。
支座采用板式橡胶支座。
下部结构为钢筋混凝土肋板式桥台,钢筋混凝土柱式桥墩,墩台基础均为钻孔灌注桩基础。
桥梁设计荷载等级为公路-I级。
本次试验对象选择该桥的9-3号空心板。
试验时,9-3号空心板未浇筑水泥混凝土桥面铺装及沥青混凝土铺装,其施工图设计的截面尺寸见图1,经现场检测,该块空心板实际截面尺寸和施工图设计尺寸相符。
图1 9-3号空心板横断面图(单位：cm)2 有限元模型建立采用有限元分析软件MIDAS/Civil建立某桥预应力混凝土简支空心板的实体单元有限元模型。
本模型在空心板的预应力钢筋的实际布置位置分割实体单元,通过连接分割实体单元后实际预应力钢筋位置的节点建立梁单元,最后采用将梁单元降温的方法施加预应力的方法实现预应力的模拟[1]。
有限元实体单元模型如图2所示。
图2 试验梁有限元模型3 静载试验研究本次静载试验采用内力等效原则,即用等代荷载在测试截面产生的内力与公路Ⅰ级车道荷载在测试截面产生的内力等效的方法对该桥9-3号空心板进行加载。
预应力锚杆(索)自由段长度在验收试验中的影响摘要：预应力锚杆（索）目前已经被广泛应用处理于开挖深度大、上部存在软土的基坑中，因其占用空间少，工作面大，节省了工程工期、解决了施工的技术难题、保证了基坑支护系统的可靠性、安全性。
文章结合工程实例，通过预应力锚杆（索）验收中发现的问题来分析其自由段长度在验收试验中产生的影响。
关键词：预应力锚杆（索）；位移；锚固段预应力锚杆柔性支护技术，自上世纪90年代以来在国内工程建设中得到了应用推广，特别是在2000年以来广州地区基坑设计中预应力锚杆柔性支护型式已占相当大的比例。
预应力锚杆柔性支护得到迅速发展，因其工程造价低，施工方便，工期短，基坑变形小，占地空间小，支护基坑的深度大，是广州市超深基坑支护结构的首选型式。
预应力锚杆柔性支护体系由支护面层、锚下承载结构、排水系统及预应力锚杆组成，其中预应力锚杆由众多的小吨位预应力系统组成，属于柔性支护体系。
其原理是通过预应力锚杆被加固区锚固于潜在滑移面以外的稳定岩土体中，锚杆的预应力通过锚下承载结构和支护面层传递给加固岩土体。
一、预应力锚杆（索）验收要求中国工程建设标准化协会标准编写的岩土锚杆（索）技术规程（CECS 22:2005），提到锚杆基本试验出现下列情况之一时，可判断锚杆破坏：（1）后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生的位移增量的2倍；（2）锚头位移持续增长；（3）锚杆杆体破坏。
这三点都可以单独作为验收试验中终止加载的原因。
而验收合格的锚杆应同时满足：（1）拉力型锚杆在最大试验荷载下所测得的总位移量，应超过该荷载下杆体自由段长度理论弹性伸长值的80%，且小于杆体自由段与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长值；（2）在最后一级荷载作用下1～10min锚杆蠕变量不大于1.0mm，如超过，则6～60min内锚杆蠕变量不大于2.0mm。
二、工程实例广州市天河区某基坑三层地下室基坑支护工程工程地质勘察报告资料，施工期间测得各钻孔静止水位埋深为 1.7米，抽水试验测得地层渗透系数为1.50×10-4L/S，基坑支护为人工挖孔灌注桩+预应力锚索，基坑深度-14m，在基坑深度及影响范围内，场区地层情况及各土岩层力学性质参数见表1。
力卡预应力碳纤维板加固系统静载、疲劳试验及长期预应力损失的研究（二）（陈杰南京海拓复合材料有限责任公司）二、疲劳试验试验加载系统采用的是江苏省交通科学研究院股份有限公司结构试验室MTS作动器，最大动静态荷载为1000kN。
本次试验的加载方式为四点加载，通过分配梁实现，如图14所示。
图14 试验梁加载图采用等幅疲劳荷载谱进行试验，荷载在上下限值间按正弦规律进行加载。
疲劳荷载按3个阶段进行加载，每个阶段的加载频率均为4Hz，应力比均为0.3，荷载的上限值、下限值有所不同。
当荷载循环次数分别达到 1 万次、3万次、5 万次、10 万次、30 万次、50 万次、80 万次、100万次、120万次时，停机进行一个循环的静载试验（与静载试验阶段的加载程序相同），进行相应的静态测点读数和观测裂缝等。
当循环次数达到141万次时，梁体发生整体破坏，碳板随即被拉断（图15、16、17）。
之前混凝土裂缝已有明显发展趋势，中性轴不断上移（图18）。
图15 疲劳试验破坏照图16 梁体整体破坏状态图17 碳板整体破坏，未从锚具中滑移随着疲劳次数的变化，跨中主筋及跨中碳板的应力变化曲线如图19,20所示。
图19 跨中主筋应力随疲劳次数变化曲线图20 跨中碳板应力随疲劳次数变化曲线结论：1、采用力卡系列预应力碳板加固的梁体与碳板的协同受力效应良好；2、预应力碳板加固系统晚于梁体破坏，显示出该系统极佳的可靠性。
三、长期预应力损失监测主动预应力加固技术往往对后期预应力损失率这一数据非常关注。
但由于国内预应力碳纤维板加固工程数量目前还不是太多，进行后期预应力监测的实际工程则更是很少。
因此在2014年进行的某桥梁预应力碳板加固工程中，我们利用预先在碳板上布置的光纤光栅传感器，在工程结束后对碳板的应变进行了长期监测，考察力卡预应力碳板加固系统在实际工况条件下预应力长期损失的情况。
被加固桥梁上部结构为8×(6×35)m 装配式部分预应力混凝土连续箱梁，先简支后结构连续，桥梁正交，桥梁全长1688m。
预应力混凝土梁的抗侧移性能研究预应力混凝土结构在现代建筑中得到广泛应用，其独特的性能使得建筑更加稳定和可持续。
其中，预应力混凝土梁作为承担大部分荷载的关键构件，其抗侧移性能对整个结构的安全性和稳定性起着非常重要的作用。
本文将探讨预应力混凝土梁的抗侧移性能及其研究。
1. 抗侧移的概念和意义抗侧移是指结构在受到横向荷载作用下，不发生过大的侧向位移。
对于预应力混凝土梁而言，抗侧移性能的提高能够有效地增强其抗弯刚度，减小结构的侧向变形和振动，提高整体结构的安全性和使用性能。
2. 影响抗侧移性能的因素（1）预应力设计：预应力混凝土梁的预应力设计直接影响其抗侧移性能。
通过合理的预应力布置和张拉力控制，可以在一定程度上减小梁的侧向变形。
（2）截面形状：预应力混凝土梁的截面形状也是影响其抗侧移性能的重要因素。
较大的截面高宽比和合理的翼缘宽度可以提高梁的抗弯刚度和抗侧移性能。
（3）混凝土强度：混凝土的强度直接关系到梁的抗弯刚度和抗侧移性能。
通过提高混凝土的强度，可以有效地提高梁的整体刚度和抗侧移性能。
3. 常见的抗侧移措施（1）采用预应力杆：在预应力混凝土梁的上、下翼缘中设置预应力杆，通过杆的张拉使梁具有一定的抗侧移能力。
（2）设置挠度限制器：在预应力混凝土梁的上、下翼缘中设置挠度限制器，通过限制梁的挠度，减小侧向位移。
（3）采用钢板剪力墙：在预应力混凝土梁的侧向设置钢板剪力墙，通过剪力墙的刚度和强度来限制梁的侧向变形。
4. 抗侧移性能研究方法（1）理论分析方法：通过建立结构的数学模型，采用力学原理和数值计算方法，对预应力混凝土梁的抗侧移性能进行理论分析和计算。
（2）试验研究方法：通过搭建试验台架，对预应力混凝土梁进行加载实验，通过测量和分析梁的截面形变和侧向变形，获取其抗侧移性能。
5. 抗侧移性能与设计规范在设计预应力混凝土梁时，需要根据相关的设计规范，如《混凝土结构设计规范》等，对其抗侧移性能进行评估和设计。
第48卷第6期2015年6月土木工程学报CHINA CIVIL ENGINEEＲING JOUＲNALVol．48Jun．No．62015基金项目：国家自然科学基金（51208219），福建省科技重大项目（2013Y4006），华侨大学中青年教师科研资助计划（ZQN-PY111）作者简介：黄群贤，博士，副教授收稿日期：2014-09-14预应力钢丝绳加固ＲC 框架节点抗震性能试验研究黄群贤1，2郭子雄1，2崔俊1刘阳1，2（1．华侨大学，福建厦门361021；2．福建省结构工程与防灾重点实验室，福建厦门361021）摘要：针对目前ＲC 框架节点抗震加固方法存在的问题，提出一种新型预应力钢丝绳加固ＲC 框架节点加固技术。
为验证该节点加固技术的有效性，开展7个加固试件及2个对比试件在水平低周往复荷载作用下的抗震性能试验。
重点研究钢丝绳加固量、预应力度、聚合物砂浆面层设置和搭接锚固位置等对加固节点抗震性能的影响，对各试件的破坏形态、滞回特性和变形特征等抗震性能指标进行分析。
试验结果表明：预应力钢丝绳能有效抑制节点核心区裂缝的开展，提高节点核心区抗剪承载能力，实现破坏位置转移和破坏形态改变，加固试件的破坏形态由对比试件的节点剪切破坏转变为梁端弯曲破坏。
加固后试件的初始刚度无明显变化，试件承载能力、耗能能力和延性等抗震性能指标均明显提高。
试验过程中所有加固试件钢丝绳均未出现锚固失效，锚固位置对承载力无明显影响，表明该锚固方式是可行有效的。
研究成果可为大量既有ＲC 框架节点的抗震加固提供技术支持。
关键词：预应力钢丝绳；节点核心区；加固；拟静力试验；抗震性能中图分类号：TU375．4文献标识码：A文章编号：1000-131X （2015）06-0001-08Experimental study on seismic behavior of ＲC frame jointsstrengthened with prestressed steel wire ropeHuang Qunxian 1，2Guo Zixiong 1，2Cui Jun 1Liu Yang 1，2（1．Huaqiao University ，Xiamen 361201，China ；2．Key Laboratory of Structural Engineering and Disaster Prevention of Fujian Province ，Xiamen 361021，China ）Abstract ：To overcome the existing problems in traditional seismic strengthening methods for ＲC frame joints ，a new method of strengthening ＲC frame joints with prestressed steel wire ropes was proposed．By reasonably prestressing and anchoring steel wire ropes around column ，the shear performance and deformation performance of joints can be improved effectively．Seven joints strengthened with prestressed steel wire rope and two contrastive joints were tested under cyclic loading ，and particularly ，the influences of strengthening quantity of steel wire ropes ，degree of prestressing ，setting of the polymer mortar topping and overlapping position of anchorage on the seismic performance of strengthened joints were studied．It is found that the steel wire ropes can improve the shear resistance of joint core area and effectively restraint the development of cracks in joint core area．As a result ，the failure mode of specimens was changed from the shear failure of joint core to the flexural failure of beams．After strengthening ，the initial stiffness of specimens has no obvious change ，while the aseismic performance such as bearing capacity ，energy dissipation capacity and ductility can be improved remarkably．During testing ，there is no steel wire-rope anchorage failure appearing in the strengthened joints ，and the anchorage location has no obvious influence on the bearing capacity ，indicating that the anchorage method of steel wire rope is feasible and effective．Keywords ：prestressed steel wire rope ；joint core area ；strengthening ；quasi-static test ；seismic behavior E-mail ：huangqx@hqu．edu．cn引言框架结构在我国量大面广，大量既有框架结构普遍存在梁柱节点核心区抗剪承载能力不足的缺陷，严重影响结构的安全性能，急需进行加固补强。
预应力对悬索结构力学性能的影响摘要：在结构形式一定的前提下，合理匹配索体中预应力大小在悬索结构设计中占有重要的地位，它不仅决定结构的受力状态，而且对结构的稳定性产生着重要的影响。
本文将结合工程实例“大跨度悬索避难帐篷”，对结构进行模拟分析并进行试验研究，将两者的分析结果进行对比。
分析结果表明，索体中预应力越大，结构的内力越大，而结构的稳定性却随着预应力的增大先表现出提高后下降的趋势。
关键词：悬索结构；预应力；稳定性；1引言悬索结构设计主要包括选择合理的结构形式及与之相匹配的预应力分布，结构的几何形式因工程的需要基本确定，而我们知道一个受力合理的悬索结构它的结构形式与预应力分布是相匹配的。
这样，在结构几何形式一定的情况下，合理的设置预应力大小成为悬索结构设计分析的关键所在。
目前，国内外对悬索结构的力学性能分析及理论研究较多，如沈世钊[1]对悬索结构的形式、解析计算方法及有限元分析等进行了精湛的研究，Schek ,H.J.、 Barnes,M.R. 、Haber,R.B. and Abel,J.F.[2]等人对悬索结构的初始形态分析也进行了深入研究，还有很多专家对悬索结构也做了相关的分析研究。
可以说，悬索结构的理论研究达到了一定的高度。
但对于实际工程，设计者、施工人员往往尽可能的增大索体的预应力，以满足结构的力学性能指标。
然而，经计算与试验分析表明，较大的预应力不仅增加了构件的内力，而且结构的稳定性却随着预应力的施加变得复杂多样化。
因此，能够合理的设计出预应力大小对悬索结构的设计分析起着至关重要的作用。
力学性能试验分析试验过程及分析为了明确预应力大小对结构力学性能的影响，我们从两方面内容进行研究，一是结构的节点位移，另一个是结构的受力状态。
悬索避难帐篷张拉试验采用三组脚手架组成结构的支撑体系，通过横向与斜方向索体的张拉将其稳固与地面，横向与纵向的跨度尺寸可根据需要自行确定。
在本次试验中，纵向跨度为5m，横向脚手架底部之间跨度2m，脚手架底部与索基础之间跨度3.4m，此悬索结构以获得实用新型专利授权[4]，具体结构形式如图1所示。
