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体外预应力技术在桥梁加固中的应用

宗伟  
【摘要】:体外预应力混凝土结构是后张法无粘结预应力混凝土结构的分支,是一种用完全位于混凝土截面以外的预应力束来对混凝土纵向施加预应力的结构体系。体外预应力结构体系不同于传统的体内无粘结预应力,体内无粘结预应力束布置在结构内部的预留孔道里面,虽然每个截面上预应力筋的应变与周围混凝土的应变不协调,可是预应力筋沿构件长度在截面的相对位置上是不变的,与构件的挠度变形无关。但是在体外预应力结构体系中,预应力束仅在锚固点和转向块处与混凝土梁相对位置不变,在其它位置预应力束对截面的偏心距随着构件的变形而发生变化,由此产生体外预应力的二次效应。由于二次效应的存在,体外预应力梁的承载力、刚度、频率及其裂缝的宽度和发展就不同于体内的有粘结或无粘结预应力的情况。 本文针对这一问题,主要利用通用有限元软件对体外预应力结构进行研究,并取得了一下成果: (1)系统介绍了体外预应力混凝土结构的基本组成,常用的体外预应力加固方法及施工工艺,体外预应力混凝土结构加固设计与计算(承载力,挠度),并用算例对各种理论和方法存在的突出问题作了分析、比较和总结。 (2)讨论了混凝土结构材料的本构关系,混凝土的破坏准则,体外预应力非线性影响因素。并对ANSYS建模方法,单元选择,收敛等问题进行讨论,得出了一些有意义的结论。 (3)利用ANSYS对体外预应力简支梁进行建模分析。主要研究体外预应力简支梁的工作机理、受力性能,并且将ANSYS的计算结果和理论值之间的误差进行分析,然后对模型进行修正,以达到更符合实际的结果。 (4)最后对全部论文工作进行了总结和展望,提出了今后值得进一步深入研究的问题。


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