某预应力混凝土桥大梁的破坏研究
预应力混凝土梁的损伤识别与评估研究
预应力混凝土梁的损伤识别与评估研究一、研究背景随着预应力混凝土梁的广泛应用，其损伤和老化问题日益凸显。
因此，对预应力混凝土梁的损伤识别与评估研究已经成为了当前的热点问题。
预应力混凝土梁的损伤主要表现为裂缝、脱落、变形等，这些损伤不仅影响梁的强度和刚度，而且会对结构的安全性产生严重的影响。
因此，对预应力混凝土梁的损伤识别与评估研究具有重要的现实意义和理论价值。
二、研究内容1.预应力混凝土梁的损伤识别预应力混凝土梁的损伤识别是对梁的状态进行检测和分析，以确定梁的损伤程度、类型和位置。
目前主要的识别方法包括视觉检测、声波检测、红外检测、电磁检测和振动检测等。
视觉检测主要是通过人眼观察梁的表面裂缝、变形等情况来判断梁的损伤程度。
声波检测是通过检测声波的传播情况来识别梁的裂缝、空洞等损伤。
红外检测是通过红外光谱分析来检测梁的温度变化情况，从而判断梁的损伤程度。
电磁检测是通过检测电磁波的传播情况来识别梁的损伤。
振动检测是通过检测梁的振动响应来识别梁的损伤。
2.预应力混凝土梁的损伤评估预应力混凝土梁的损伤评估是对梁的损伤程度和影响进行评价和分析，以确定梁是否需要维修或加固。
目前主要的评估方法包括半毁损评估、完全毁损评估和结构可靠性评估等。
半毁损评估是对梁的裂缝、变形等损伤进行评估，以确定梁的损伤程度和影响。
完全毁损评估是对梁的脱落等严重损伤进行评估，以确定梁是否需要维修或加固。
结构可靠性评估是通过统计学方法对梁的寿命和可靠性进行评估，以确定梁的安全性和可靠性。
三、研究方法1.实验方法通过对预应力混凝土梁进行试验，获取梁的损伤数据，从而进行损伤识别和评估。
实验方法包括静载试验、动载试验、振动试验、声波检测、红外检测等。
2.数值模拟方法通过建立预应力混凝土梁的数值模型，模拟梁的应力、变形和损伤等情况，从而进行损伤识别和评估。
数值模拟方法包括有限元法、边界元法、离散元法等。
3.数据处理方法通过对实验数据和模拟数据进行处理，提取有用的信息，进行损伤识别和评估。
大跨度预应力混凝土梁桥预应力损失及敏感性分析
大跨度预应力混凝土梁桥预应力损失及敏感性分析李准华1,刘 钊2(1.中交公路规划设计院有限公司,北京100088;2.东南大学土木工程学院,江苏南京210096)摘 要:预应力损失估计不足是目前大跨度预应力混凝土梁桥出现下挠、开裂等病害的主要原因之一。
简要对比中美几种规范并结合一座悬臂灌注施工的大跨度桥梁,对悬臂束和合龙束的预应力损失规律进行定量分析和探讨,同时还进行预应力损失对桥梁挠度和应力状态的敏感性分析。
研究表明,若预应力损失计算偏小,则会导致对桥梁内力和挠度计算的较大失真。
关键词:预应力混凝土梁桥;预应力损失;挠度;敏感性中图分类号:U448.35;U441文献标志码:A文章编号:1671-7767(2009)01-0036-04收稿日期:2007-08-16作者简介:李准华(1982-),男,2005年毕业于东南大学土木工程专业,工学学士,2008年毕业于东南大学桥梁与隧道工程专业,工学硕士(E 2mail :ternydiven @ )。
1 概 述悬臂施工的混凝土梁桥中,预应力筋的布置方式在施工阶段和运营阶段具有很好的耦合性,使预应力的优点得以充分体现。
但从我国近20年来采用节段悬臂施工所建造的预应力混凝土梁桥来看,在运营几年后,很多桥梁都出现了跨中下挠、腹板斜裂缝等现象。
产生这些现象的原因很多,但其中一个重要方面就是预应力的损失。
目前,预应力损失计算方法虽然有规范可循,但在大跨度梁桥中,预应力损失的准确预测还有待进一步研究,特别是在混凝土收缩徐变引起的预应力损失计算、管道摩阻和孔道偏差系数取值以及高强低松弛钢绞线松弛损失等方面。
本文通过中美等规范的比较并结合一座大跨度悬臂灌注桥梁工程实际,定量研究了预应力损失的规律及敏感性,给出预应力损失计算及配筋设计建议。
2 后张法预应力损失组成及其计算取值2.1 摩阻损失在利用公式σcon [1-e-(μθ+kx )]计算摩阻损失时,各规范在孔道偏差系数k 和摩阻系数μ的取值上有差异。
大跨径预应力混凝土箱梁桥开裂与下挠成因分析的开题报告
大跨径预应力混凝土箱梁桥开裂与下挠成因分析的开题报告一、研究背景预应力混凝土箱梁桥作为目前公路桥梁中使用最为广泛的结构形式之一，在长跨径桥梁建设中起着重要作用。
但是，随着设计跨径的增大和交通荷载的增加，大跨径预应力混凝土箱梁桥容易出现开裂和下挠等问题，严重影响了桥梁的安全和使用寿命。
因此，探究大跨径预应力混凝土箱梁桥开裂和下挠的成因，对于保障桥梁的安全和可靠性具有重要的意义。
二、研究内容和目标本研究主要探究大跨径预应力混凝土箱梁桥开裂和下挠的成因，结合实际工程实例，分析其产生的原因以及可能的解决方法。
具体研究目标如下：1. 通过文献研究和实验仿真，总结大跨径预应力混凝土箱梁桥桥梁结构特点和设计原则；2. 分析大跨径预应力混凝土箱梁桥开裂和下挠的主要原因，包括材料性质和荷载特性等方面的因素；3. 探讨大跨径预应力混凝土箱梁桥开裂和下挠对桥梁安全性和使用寿命的影响，建立桥梁结构力学分析模型；4. 提出解决大跨径预应力混凝土箱梁桥开裂和下挠问题的有效措施和建议，为大型跨度预应力混凝土箱梁桥的设计和施工提供参考。
三、研究方法本研究将采取以下研究方法：1. 文献研究法：对于大跨径预应力混凝土箱梁桥的结构特点、设计原则、施工工艺、材料性质等方面的文献进行综合分析和总结；2. 实验仿真法：通过有限元仿真和实验模型测试等方式，对大跨径预应力混凝土箱梁桥的开裂和下挠成因进行分析；3. 数值计算法：基于桥梁结构力学分析，建立数学模型计算桥梁在荷载作用下的受力性能及变形特征；4. 综合评价法：对于大跨径预应力混凝土箱梁桥开裂和下挠问题进行结果评价和总结，并提出有效的解决方法和建议。
四、研究意义本研究对于加深对于大跨径预应力混凝土箱梁桥开裂和下挠的成因、安全性能和解决方法的理解具有重要的意义。
同时，为大型跨度预应力混凝土箱梁桥的设计和施工提供指导和建议，对于提高桥梁安全性和可靠性具有重要的现实意义。
某预应力梁桥病害分析及加固
某预应力梁桥病害分析及加固摘要：文章分析了某预应力梁桥墩柱开裂破损的主要原因，重点阐述了用粘贴碳纤维加固危桥的施工方法和程序，并结合该大桥整治加固实例及其试验结论，证实了这一加固措施的可行性。
关键词：预应力梁桥；粘贴碳纤维；维修加固预应力梁桥由于跨径适应性好，施工方便，吊装设备不高，因而在我国得到广泛应用。
然而随着交通的迅速发展和荷载等级的提高，这一桥型的开裂和破坏现象较为普遍，导致承载能力下降，亟待加固整治。
经对该类桥梁调查分析表明：目前预应力梁桥开裂原因主要是以下几个方面：（1）设计不合理，钢筋或混凝土性能较差，施工质量不好，未能达到设计强度要求；（2）车辆的超限运输给桥梁增加了额外的载重负担，使桥梁的设计安全度下降，同时也使桥梁的寿命大为降低；（3）桥梁在使用的过程中混凝土的干缩、徐变现象以及预应力构件的预应力损失不可避免，造成裂缝产生、构件强度降低；同时环境中有害的化学物质会对结构造成侵蚀，混凝土的碳化和裂缝会引起钢筋腐蚀等病害，以及结构的自然老化，使结构的承载能力和安全性能下降；（4）桥梁设计标准较低不能满足现行荷载等级的要求等。
用碳纤维片修复加固混凝土结构是近十年来新发展起来的混凝土结构技术，它是一种利用高科技产品对混凝土结构进行修复补强和提高结构承载能力的新方法。
一、桥梁概况及病害成因分析（一）桥梁概况广西高速公路某大桥，桥位处河道弯曲，路线所经处东岸为山岭地貌，西为丘陵地貌，已开垦成旱地。
两岸覆盖层为粘土，下伏弱—微风化粉砂岩。
路线与河流交角为123°，上部构造采用10孔20米先张法预应力混凝土空心梁，桥墩采用双柱式桥墩，桥台采用肋式埋置式桥台，钻孔桩基础。
（二）病害现状该桥病害具体表现为：（1）桥台护坡局部损坏；（2）桥墩柱开裂，纵横方向裂缝较多；（3）箱梁连接处混凝土局部损坏；（4）部分支座钢板锈蚀，支座底部混凝土破损；（5）桥面铺装出现许多裂缝，铺装层漏水。
（三）病害成因分析以上病害多由车辆超载引起，但需对墩柱竖向裂缝成因进行认真分析如下：1．墩柱尺寸和材料。
大跨径预应力混凝土箱梁桥底板破坏数值分析
图 ３ 背 景 桥 中跨 １ ２立 面 图 （ 位 ：ｍ） ／ 单 ｃ
２ 有 限元 分 析 模 型说 明
事 故过 程 的模 拟 分 析 采 用 ＡＮＳ ＹＳ程 序 ， 并 分 别进 行 了线性 和非 线 性 有 限分 析． 了详 细 的 为 再 现 事 故 过程 ， 算 中采 用 了 ＡＮＳ 计 ＹＳ中提 供 的
～
３ ０Ｉ 跨 径 中广 泛 使用 ． 经 过 近 ３ ０ Ｉ Ｔ 但 ０ａ的工程
实践 ， 连续 梁 （ 构 ） 在 使 用 中 的各 种 问 题也 不 刚 桥 断暴 露 出来 ， 梁 体裂 缝 、 如 主梁 过 大 变 形 等． 为避
免上 述病 害 的发 生 ， 计 中常 在 连 续 箱 梁 中跨 曲 设 线底 板 内施加 足 够 的 纵 向预 加应 力 ． 量 大 吨位 大
图 ４ 背 景 桥 箱 梁 典 型 断 面 图 （ 位 ： ｍ） 单 ｃ
子模 型 技术 ． 先 用 实体 单元 建 立 了全 桥 混 凝 土 首 模 型 ， 拟 了横 向 、 向和 纵 后对 事 故 中破 坏 的范 然 围（ ～９悬浇 块段 及合 拢 段 ） 立 子模 型 ， ６ 建 子模 型 中按 图纸考 虑 了 主要 普 通 钢 筋 和 纵 向预 应 力 ， 并 模 拟 了底板 中的 预应 力 孔 道 ． 子模 型 的边 界 条 件
图 ２ 腹 板 外 侧 梁 体 开 裂 和 破 损
国内外学 者 、 程 技 术 人员 对 此 类 型 事 故 进 工
预应 力束 的应 用 ， 使得 箱梁 底板 处 于高 开孔率 、 高
应力 状态 ， 近几 年预 应力 混凝 土箱 形 连续梁 、 在 连 续刚 构等 桥梁 施 工 中 ， 次 出现 箱 梁底 板 在 合 龙 多 束 张 拉过 程 中发生 破坏 的工 程 事故 ， 图 １ ． 见 ～２
某桥结构破坏分析
一、工程慨况
某特大桥总长1483m, 双向6车道，其中跨河段主桥上部结构 为3孔47m+75m+47m预应力混凝土变截面连续刚构，半幅桥面宽 17m，底板宽8m，各侧悬浇块体9块，10#块为合拢块，总体施 工顺序先右幅后左幅，原在2004年12月24日己具备中跨合拢，由 于气温均低于10℃，没有及时合拢。于2005年2月24日晚浇注合 拢段砼，3月5日开始张拉中跨合拢段预应力束，3月7日张拉完成 后底板出现开裂。
2.4、为了加强底板上下层钢筋骨架 的整体性和提高抗崩能力，上下层钢筋间 加设钩筋是非常必要的，尤其在波纹管布 置区的波纹管间。目前同类桥梁设计的钩 筋均为“［”型开口筋，间距多为60 cm交 叉设置。若单一设置从结构锚固方面看还 不足，将弯钩向内弯曲成“Ｓ”钩状更好。 在底板中由于闭合箍筋施工不方便， 宜均设计成“钩筋”，可以适当加密布设。
2、建议在今后设计方面应考虑采用以下措施
2.1 、在设置底板纵向合拢束配束应力计算 时，不宜在底板中设置过大的压应力储备，根 据类似桥梁的设计经验，最小压应力储备应在 1Mpa 左右为宜。过大的压应力易在压力还没 有均衡到整体截面承受时，在局部、瞬间压力 集中区段超标而导致底板结构被压损。 从本次“解剖”后的锯切面破坏情况看，由 于局部压应力大将砼压成粉碎状，所以适当减 束降低压应力水平非常是正确的。
2.3、由于块体间接头处均为折线型过渡，在予应 力束配置最密集的跨中几个块体接头处径向力最大， 径向力W=N/R，在同样压力的情况下，因折线过渡段 曲率半径突然减小而导致该处径向力明显高于平缓 段，所以该接头处径向力最大，与局部压应力集中组 合时将产生最不利影响。从本次锯切断面看，8＃－9 ＃、9＃－10＃块体接头处短波纹管（最后张拉束） 处破坏最严重，本次修改设计在该接头处加设横肋梁 并加设吊筋：①有效地加强了该断面抗径向力能力和 加大了截面减少了压应力； ②并加大该薄弱面的底板 由径向力荷截在底板上产生的弯矩的抗弯能力； ③同 时有效地了提高了约束由于在轴向力作用下曲面上拱 而底板失稳翘曲的能力；使结构整体刚度明显提高， 该措施是非常正确的。
混凝土梁破坏原因的分析及处理方法
混凝土梁破坏原因的分析及处理方法一、混凝土梁破坏原因的分析混凝土梁是建筑结构中承载重量的重要部分，如果出现破坏会对建筑物的稳定性造成极大的威胁。
混凝土梁破坏的原因有很多种，下面从以下几个方面进行分析。
1.设计问题混凝土梁的设计是建筑结构中最重要的环节之一，如果设计不合理或计算有误，就容易造成梁的破坏。
例如，如果梁的截面尺寸不合适，或者混凝土强度不足，都会导致梁发生破坏。
2.施工质量问题混凝土梁施工质量直接影响着梁的使用寿命和安全性。
如果施工不规范，混凝土梁就很容易出现裂缝、空鼓等问题，从而导致梁的破坏。
例如，混凝土梁的浇筑不均匀或养护不当，都会导致梁的质量出现问题。
3.材料问题混凝土梁的质量直接受材料的影响，如果使用的混凝土、钢筋等材料质量不合格，也会导致梁的破坏。
例如，混凝土中的石子过大，或者钢筋质量不达标，都会影响梁的使用寿命和安全性。
4.外力因素外力因素也是混凝土梁破坏的原因之一，例如地震、风力、雨水等自然灾害，都会对梁的安全性造成影响。
另外，如果在梁上堆放过重的物品，或者车辆经过时载荷超过梁的承受能力，也会导致梁的破坏。
二、混凝土梁破坏处理方法混凝土梁破坏后需要及时采取措施进行处理，以保证建筑物的使用寿命和安全性。
下面从以下几个方面进行介绍。
1.检查破坏的原因在对混凝土梁进行修复之前，需要先检查破坏的原因，找出问题所在，以便采取正确的处理措施。
如果是设计问题或施工质量问题导致的破坏，需要重新设计或重新施工；如果是材料问题导致的破坏，则需要更换质量合格的材料。
2.修复破坏部分修复混凝土梁破坏的方法有很多种，可以根据破坏情况采取不同的修复方法。
如果是梁表面的小裂缝，可以采用填充胶或灌浆的方法进行修复；如果是深度裂缝或断裂，则需要采用加固的方法，如在梁上加设钢筋或碳纤维等材料。
3.加强梁的承载能力如果混凝土梁的承载能力不足，需要进行加固处理，以增强梁的承载能力。
加固处理的方法有很多种，可以采用钢筋加固、碳纤维加固、预应力加固等方法。
预应力混凝土梁在剪切作用下的破坏机理研究
预应力混凝土梁在剪切作用下的破坏机理研究一、前言预应力混凝土梁是一种常用的结构形式，其具有较高的承载能力和良好的变形性能。
然而，在实际工程中，由于外界因素的影响，预应力混凝土梁在受到剪切作用时可能会出现破坏。
因此，研究预应力混凝土梁在剪切作用下的破坏机理对于提高工程结构的安全性和可靠性具有重要意义。
二、预应力混凝土梁的剪切破坏模式预应力混凝土梁在受到剪切作用时，通常会出现以下两种破坏模式：1.剪切破坏剪切破坏是指预应力混凝土梁在受到剪切作用时，发生沿着截面剪切破坏的现象。
在剪切破坏的过程中，混凝土会发生剪切破坏，而预应力钢筋则会失去预应力，导致梁的承载能力降低。
2.剥落破坏剥落破坏是指预应力混凝土梁在受到剪切作用时，发生混凝土与预应力钢筋之间的剥离现象。
在剥落破坏的过程中，混凝土与预应力钢筋之间的黏结力会降低或消失，导致梁的承载能力降低。
三、预应力混凝土梁在剪切作用下的破坏机理预应力混凝土梁在受到剪切作用时，破坏机理主要包括以下几个方面：1.混凝土的剪切破坏当预应力混凝土梁受到剪切作用时，混凝土内部会发生剪切应力，从而产生裂缝。
当裂缝扩展到一定程度时，混凝土会发生剪切破坏。
2.预应力钢筋的失效预应力混凝土梁中的预应力钢筋承担着主要的受力作用。
当预应力钢筋由于受到剪切应力而失去预应力时，梁的承载能力会显著降低。
3.混凝土与预应力钢筋之间的黏结力的降低或消失混凝土与预应力钢筋之间的黏结力是影响预应力混凝土梁承载能力的重要因素之一。
当混凝土与预应力钢筋之间的黏结力降低或消失时，会导致预应力钢筋与混凝土之间的剥离现象，从而引起剥落破坏。
四、影响预应力混凝土梁在剪切作用下破坏的因素预应力混凝土梁在受到剪切作用时，其破坏机理受到以下几个因素的影响：1.截面形状预应力混凝土梁的截面形状会影响其受剪切作用时的破坏模式。
例如，矩形梁往往容易发生剪切破坏，而T形梁则容易发生剥落破坏。
2.预应力钢筋的配筋方式预应力混凝土梁的预应力钢筋配筋方式会影响其受剪切作用时的失效模式。
预应力混凝土梁的破坏机理及控制方法研究
预应力混凝土梁的破坏机理及控制方法研究预应力混凝土梁是一种具有高强度、高刚度、高耐久性和较小的变形等特点的混凝土结构。
预应力混凝土梁的主要破坏模式包括弯曲破坏、剪切破坏、挤压破坏和剪压破坏等。
预应力混凝土梁的破坏机理和控制方法对于保证结构安全和延长结构寿命具有重要意义。
一、预应力混凝土梁的破坏机理1.弯曲破坏弯曲破坏是预应力混凝土梁最常见的一种破坏模式。
当梁在荷载作用下发生弯曲时，会出现弯矩和曲率的分布，弯矩和曲率的大小会影响混凝土中的应力分布和大小。
当弯矩或曲率超过混凝土的承载能力时，混凝土会发生裂缝，如果荷载继续增加，混凝土的裂缝会不断扩展，最终导致梁的破坏。
2.剪切破坏剪切破坏是指在梁受到横向荷载作用下，混凝土中产生的剪切破坏。
剪切破坏的产生主要是由于混凝土中的剪应力超过了混凝土的承载能力。
当剪应力的大小超过混凝土的承载能力时，混凝土就会发生剪切破坏。
3.挤压破坏挤压破坏是指在梁受到垂直于梁轴线方向的荷载作用下，混凝土中发生的挤压破坏。
挤压破坏是由于梁受到的荷载作用超过了混凝土的承载能力，导致混凝土中产生的挤压破坏。
4.剪压破坏剪压破坏是指在梁受到斜向荷载作用下，混凝土中同时发生剪切和挤压破坏。
剪压破坏的产生主要是由于混凝土中的应力超过了混凝土的承载能力。
二、预应力混凝土梁的控制方法1.强度控制预应力混凝土梁的强度是控制其破坏的关键。
在设计和施工过程中，应根据荷载的大小和类型，合理确定梁的预应力水平和混凝土强度等参数，以保证梁的强度和承载能力。
2.裂缝控制预应力混凝土梁的裂缝对其承载能力和使用寿命都会产生很大的影响。
为了控制梁的裂缝，需要在设计和施工过程中采取一系列措施，包括合理布置预应力筋、控制混凝土的收缩和膨胀等。
3.挠度控制预应力混凝土梁在使用过程中，由于荷载的作用和温度的变化等原因，会产生挠度。
为了控制梁的挠度，需要在设计和施工过程中采取一系列措施，包括合理布置预应力筋、控制混凝土的收缩和膨胀等。
预应力混凝土桥梁坍塌案例分析
预应力混凝土桥梁坍塌案例分析
1990年8月28日17时30分，该桥的混凝土桥面和模板支撑以及支撑模板的四榀钢桁架同时塌落，造成8人死亡和8人重伤的重大事故。
倒塌的原因，一是模板支撑不牢，二是支撑模板的钢桁架失稳。
此溢流坝上部交通桥的施工是靠每边桥墩预埋四根牛腿支撑四榀钢桁架，然后在桁架上用杆支撑模板，进行浇筑桥梁与桥面的混凝土。
此桥共五孔，每孔净跨12m。
第一孔已浇筑完，第二孔在浇筑到10m时塌落。
由于支撑立木不直，纵向拉杆又少，横向斜撑只用木条和铁钉连接，整体稳定性不好;在浇筑过程中，动荷载使木支撑倾斜，致使桥面混凝土塌落。
其二是钢桁架失稳，四榀桁架之间只用两根木杆、铁丝连接，当上部荷载较大时发生横向弯曲。
该工程系长279m拱体箱形拱桥，当拱体建筑完成后，在进行桥面和人行道施工时，突然拱体发生垮塌。
倒塌的时间是1990年10月27日，造成死亡4人，重伤8人的重大事故。
倒塌的主要原因是模板支架不稳，混凝土浇筑的程序和次数都不符合规范要求，导致模板支架失稳倒塌。
相应桥段随之倒塌。
据广东省建委和劳动部门去现场调查，该工地施工管理混乱，建筑材料堆放无序，施工岗位责任制都没有得到很好落实。
混凝土梁的破坏机理研究方法
混凝土梁的破坏机理研究方法一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、水利等领域的材料，而混凝土梁作为其重要的组成部分，承载着重要的结构功能。
然而，混凝土梁在长期使用过程中可能会出现破坏，这对建筑物的安全和稳定性带来了一定的威胁。
因此，研究混凝土梁的破坏机理是十分必要的。
二、混凝土梁的破坏机理1. 混凝土梁的构造及材料特性混凝土梁由混凝土和钢筋构成，混凝土具有一定的强度和耐久性，但其受力性能相对较差，容易发生裂缝和破坏。
钢筋则是为了增强混凝土的承载能力而加入的一种材料，其主要作用是承受混凝土的拉力和增加混凝土的抗弯强度。
混凝土梁的构造和材料特性决定了其破坏机理的复杂性。
2. 混凝土梁的破坏模式混凝土梁的破坏模式主要有弯曲破坏、剪切破坏和扭转破坏三种情况。
弯曲破坏是指混凝土梁在受到外力作用时，上部受压，下部受拉，出现裂缝并最终破坏的情况。
剪切破坏是指混凝土梁在受到剪切力的作用下，出现横向剪切裂缝并最终破坏的情况。
扭转破坏是指混凝土梁在受到扭矩作用下，出现扭转变形和破坏的情况。
3. 混凝土梁破坏机理的影响因素混凝土梁的破坏机理受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：（1）混凝土的强度和质量：混凝土的强度和质量直接影响混凝土梁的承载能力和耐久性。
（2）钢筋的布置和数量：钢筋的布置和数量直接影响混凝土梁的抗弯强度和承载能力。
（3）外力作用：外力作用是混凝土梁破坏的主要原因之一，外力的大小和方向直接影响破坏的形态和位置。
（4）混凝土梁的几何形状和尺寸：混凝土梁的几何形状和尺寸也会影响其承载能力和破坏模式。
4. 混凝土梁的破坏机理研究方法（1）试验分析法试验分析法是研究混凝土梁破坏机理的重要方法之一，主要包括静载试验、动载试验、破坏模拟试验等。
通过试验可以模拟混凝土梁在不同外力作用下的破坏过程，并对其破坏模式和机理进行分析。
（2）数值模拟法数值模拟法是指利用计算机软件模拟混凝土梁的破坏过程，通过对混凝土梁的力学特性和材料性能进行建模，分析其在外力作用下的破坏模式和机理。
混凝土梁的破坏模式及其分析方法
混凝土梁的破坏模式及其分析方法一、前言混凝土梁作为建筑结构中常见的构件之一，承担着悬挑、跨度、荷载等重要的作用。
但是，在使用过程中，由于各种原因，混凝土梁可能会发生破坏，严重影响建筑结构的安全性和稳定性。
因此，对混凝土梁的破坏模式及其分析方法进行研究，具有重要的理论和实际意义。
二、混凝土梁的破坏模式混凝土梁的破坏模式主要有以下几种：1. 弯曲破坏：混凝土梁在受到弯矩作用时，由于混凝土的抗弯强度受到限制，会出现梁的弯曲变形，最终导致梁的破坏。
2. 剪切破坏：混凝土梁在受到剪力作用时，由于混凝土的剪切强度受到限制，会出现梁的剪切裂缝，最终导致梁的破坏。
3. 拉伸破坏：混凝土梁在受到拉力作用时，由于混凝土的拉伸强度受到限制，会出现梁的拉伸裂缝，最终导致梁的破坏。
4. 压力破坏：混凝土梁在受到压力作用时，由于混凝土的抗压强度受到限制，会出现梁的压力破坏，最终导致梁的破坏。
5. 脆性破坏：混凝土梁在受到荷载作用时，由于混凝土的脆性特点，会出现梁的脆性破坏，最终导致梁的破坏。
三、混凝土梁破坏模式的分析方法混凝土梁的破坏模式和破坏机理是十分复杂的，需要通过一系列的分析方法进行研究和分析，以便对混凝土梁的破坏进行有效的控制和预测。
下面介绍一些常用的混凝土梁破坏模式分析方法。
1. 受力分析法受力分析法是最基础的混凝土梁破坏模式分析方法之一。
在使用过程中，需要对混凝土梁所受到的荷载进行分析，以便确定混凝土梁在受到荷载作用时的受力状态和荷载分布情况。
通过分析混凝土梁的受力情况，可以初步判断混凝土梁可能出现的破坏模式，为后续的分析提供基础。
2. 理论分析法理论分析法是通过建立混凝土梁的力学模型，利用力学原理对混凝土梁的破坏模式进行分析的方法。
该方法需要对混凝土梁的物理性质、几何形状、荷载特点等进行分析，建立相应的力学模型，并利用数学方法进行计算和分析。
通过理论分析，可以深入了解混凝土梁的破坏机理和破坏模式，为后续的分析提供理论依据。
预应力混凝土梁桥过火后破坏模式
预应力混凝土梁桥过火后破坏模式甘亮丁1王力波2郝朝伟3*(1.广东梅平高速公路有限公司 广东梅州 514700; 2.吉林省交通科学研究所吉林长春 130021; 3.交通运输部公路科学研究院 北京 100088)摘要：为深入分析先张法预应力空心板过火后破坏模式，以在役桥梁过火后拆除的梁板为依托，对过火后混凝土、普通钢筋、钢绞线进行材质试验，结合相关理论和数值模拟分析其破坏模式改变的主要原因。
结果表明：随着火灾灼烧程度的加重，预应力空心板梁发生剪切破坏的概率较纯弯破坏逐渐增大；有效预应力及钢绞线强度的降低是造成过火后空心板破坏模式变化的主要原因；先张法预应力空心板过火后评估应采取有效手段测试永存预应力，方可准确计算剩余承载力。
关键词：火灾 先张法 预应力 承载能力 破坏模式中图分类号：U442.5+5;U448.23文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)20-0090-04 The Failure Mode of Prestressed Concrete Bridges after FireGAN Liangding1WANG Libo2HAO Chaowei3*(1.Guangdong Meiping Expressway Co., Ltd., Meizhou, Guangdong Province, 514700 China;2.Jilin Provincial Transport Scientific Research Institute, Changchun, Jilin Province, 130021 China;3.Research Institute of Highway, Ministry of Transport, Beijing, 100088 China)Abstract:To conduct a thorough analysis of the failure mode of pretensioned prestressed hollow slabs after fire, re‐lying on the dismantled beam plates of in-service bridges after fire, this paper conducts the material test of concrete, ordinary steel bars and steel strands after fire, and analyses the main reasons for the change of their failure modes in combination with relevant theories and numerical simulation. The results show that the probability of the shear fail‐ure of prestressed hollow slab beams gradually increased in comparison to pure bending failure with the aggravation of the degree of fire burning, the reduction of effective prestress and steel strand strength were main reasons for the changes of the failure modes of hollow slabs after fire, and that the evaluation of pretensioned prestressed hollow slabs after fire should take effective means to test permanent prestress to accurately calculate the remaining bearing capacity.Key Words: Fire; Pretensioning method; Prestressing force; Bearing capacity; Failure model预应力混凝土梁桥是国内最广泛使用的桥梁类型之一，因其卓越的力学性能和便捷的建造工艺而在江、河、峡谷等各种地形中得到广泛应用。
混凝土梁的局部破坏分析与加固方法
混凝土梁的局部破坏分析与加固方法一、引言混凝土梁作为建筑结构中常用的承重构件，承载着楼板、墙体等的重量。
但由于外界因素或设计、施工等原因，混凝土梁在使用过程中可能会出现局部破坏，如裂缝、脱落等，影响其承载能力和使用寿命。
本文旨在针对混凝土梁的局部破坏问题，分析其原因并提出相应的加固方法。
二、混凝土梁局部破坏的原因1.设计不合理：若混凝土梁在设计时受力不均匀或受力过大，可能会导致其局部破坏。
2.施工质量问题：混凝土梁的局部破坏还可能是由于施工工艺不当、材料不合格等问题引起的。
3.使用年限：混凝土梁的使用年限过长，因受到环境因素的影响，也会导致其出现局部破坏。
三、混凝土梁局部破坏的识别方法1.外观检查：通过裂缝、鼓包、脱落等现象来判断混凝土梁是否出现了局部破坏。
2.声音测试：使用锤击混凝土梁，根据不同的声音来判断混凝土梁的局部破坏情况。
3.测量变形：使用测量仪器对混凝土梁进行测量，观察其变形情况来判断是否出现局部破坏。
四、混凝土梁局部破坏的加固方法1.增加混凝土梁的受力面积：可以在混凝土梁的破坏位置处增加加固板，从而增加其受力面积，提高承载能力。
2.加固钢筋：在混凝土梁的破坏位置处，加固钢筋可以提高混凝土梁的耐力和承载能力。
3.使用碳纤维加固：碳纤维加固是一种新型的加固材料，具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点，可以提高混凝土梁的承载能力。
4.使用预应力钢筋加固：预应力钢筋加固可以使混凝土梁受到压缩力，从而提高混凝土梁的承载能力。
5.使用钢板加固：钢板加固是一种常用的加固方法，可以在混凝土梁的破坏位置处安装钢板，提高混凝土梁的承载能力。
五、结论混凝土梁是建筑结构中重要的承重构件，其局部破坏问题不容忽视。
通过本文的分析，我们可以了解到混凝土梁局部破坏的原因和识别方法，并了解到不同的加固方法。
在加固混凝土梁时，应针对具体情况采取相应的加固措施，从而提高混凝土梁的承载能力和使用寿命。
预应力混凝土箱梁受弯破坏试验研究与数值模拟
预应力混凝土箱梁受弯破坏试验研究与数值模拟张旺;张克波【摘要】设计制作了1片大比例预应力混凝土箱梁模型,对其进行了单调荷载作用下的受弯破坏试验和基于ABAQUS有限元分析软件的受弯破坏全过程数值模拟.结合实测材料性能和现行规范给出的混凝土应力-应变关系,提出了一种混凝土损伤塑形模型(ConcreteDamage Plastic)参数计算方法,该方法特别适用于仅测定了材料性能特征值(抗压强度、抗拉强度等),而未测定应力-应变全曲线的情形.使用该方法得到的模拟结果与试验结果吻合较好,表明了该模拟方法的准确性和可行性.【期刊名称】《湖南城市学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(026)002【总页数】4页(P6-9)【关键词】预应力混凝土;ABQUS;数值模拟;有限单元法;损伤塑性模型【作者】张旺;张克波【作者单位】长沙理工大学土木与建筑学院,长沙 410114;长沙理工大学土木与建筑学院,长沙 410114【正文语种】中文【中图分类】U442随着高强材料的发展和施工技术的进步，预应力混凝土结构已被广泛应用于房屋建筑、公路桥梁及地下结构等领域，其中预应力混凝土梁桥的发展最为迅速[1]．自1955年建成第一座预应力混凝土简支梁桥，经历了60余年的发展，预应力混凝土桥梁已成为中小跨径公路、铁路桥梁建设的首选桥型，现存预应力混凝土桥梁数量巨大[2]．为了加深对预应力混凝土梁桥服役性能的认识，有必要对其力学性能进行深入研究．目前广泛采用的研究方法包括理论分析、试验研究和有限元分析[3]．因为混凝土材料性能的随机性和桥梁服役环境的复杂性，纯理论分析显然无法反映结构的真实性能，试验研究具有造价较高、灵活性较差等缺点，有限元分析具有成本较低、仿真效果较好等特点，已被广泛应用于桥梁的设计、施工和健康监测等环节[4]．本文以 1片大比例预应力混凝箱梁模型为对象，建立了一个实体模型，提出了一种混凝土损伤塑性模型计算方法．模拟值与实测值吻合良好，模拟效果良好、方法可行．设计制作了1片大比例单箱单室预应力混凝土简支箱梁模型，长600 cm，高36 cm，顶板宽170 cm，底板宽100 cm，混凝土设计强度等级为C50，配置6根1 860钢绞线作为预应力筋，纵筋和箍筋均采用HRB335级非预应力钢筋，后张法施工，钢束布置和模型截面尺寸见图1．按规范[5-7]规定的方法测试钢筋与混凝土的材料力学性能．混凝土试件制作时间、批次及养护条件均与试验梁相同，钢筋试件采用试验梁钢筋的留样制作．实测材料力学性能见表1-表2．采用两级分配梁对称4点集中力加载，荷载作用于梁计算跨径的三分点位置、由千斤顶施加，开裂前按10 kN一级施加荷载，开裂后按位移加载，试验测试系统见图2．在加载点安装压力传感器，测试荷载大小；在梁跨中和支座位置安装位移计，测试各级荷载作用下的跨中挠度，每级持荷10 min后读数．基于实测的混凝土材料性能(表1)，结合现行规范[8]建议的混凝土应力-应变全曲线，采用ABAQUS/CAE中的混凝土损伤塑性(Concrete Damage Plastic)模型[9]模拟混凝土的损伤行为．混凝土单轴受压应力-应变全曲线按式(1)-式(5)计算[8]式中：cs—压应力；ce—压应变；Ec—混凝土弹性模量；ca—混凝土单轴受压应力-应变曲线下降段参数值；fc,r—混凝土单轴抗压强度；ec,r—与单轴抗压强度fc,r相应的混凝土应变．dc—混凝土单轴受压损伤演化系数．混凝土受拉应力-应变全曲线按式(6)-(9)计算式中：ts—拉应力；te—拉应变；ta—混凝土单轴受拉应力-应变曲线下降段参数值；ft,r—混凝土单轴抗拉强度；et,r—与单轴抗拉强度ft,r对应混凝土应变；dt—混凝土单轴受拉损伤演化系数．C50混凝土应力-应变关系曲线如图3、4示，其中A、B、C分别对应出现塑性变形时刻、应力最大时刻和应变最大时刻．此处计算的应力、应变均为名义值，在输入到 ABAQUS时应转换为真实值，名义值与真实值的转换见式(10)-式(11)，基于本文材料性能的混凝土损伤塑性模型(Concrete Damage Plastic)参数计算结果见表3和表4．式中：sture—真实应力；eture—真实应变；snom—名义应力；enom—名义应变．*注：f2/fc,r—双轴抗压极限强度/单轴受压极限强度；Kc—拉伸子午面上与压缩子午面上的第二应力不变量之比．HRB335钢筋应力-应变关系采用三折线模型；1860钢绞线应力-应变关系采用二折线模型，取残余应变为 0.2 %时的应力作为名义屈服强度，本文取0.85倍极限应力为名义屈服强度．用ABAQUS/CAE对预应力混凝土箱梁进行有限元分析，有限元模型如图5示，混凝土采用C3D20R单元模拟，普通钢筋和预应力钢筋采用T3D3单元模拟，钢筋与混凝土之间的粘结采用Embedded region接触模拟，预应力采用降温法模拟．为避免集中荷载导致加载点、预应力筋锚固位置和支座位置的应力集中，在这些位置设置了垫块．考虑到计算的速度和收敛性问题，根据截面等效原则对箍筋进行了简化．针对极限承载力试验的有限元模型分析分为自重荷载、预应力荷载、试验荷载三个分析步进行．受弯破坏试验和有限元模拟结果汇总于表 5中．试验结束状态下试验模型跨中挠度分别达计算跨径的1/49，裂缝宽度为5.44 mm，达到破坏承载力标志之一1.5 mm的限值，认为试验梁破坏．图6为试验模型的荷载-跨中挠度曲线，图7为受弯破坏试验结束时试验模型的实际破坏性态．由图可知：加载初期，试验梁处于弹性工作阶段，荷载-挠度曲线接近直线；试验梁开裂时，荷载-挠度曲线斜率出现突变，梁体刚度减小；此后，随着荷载的增大，试验模型的挠度增长越来越快，混凝土压碎．有限元模拟数据与实测数据吻合效果良好，表明本文提出的损伤因子计算方法可行，通过 ABAQUS建模的方法可准确预测结构在荷载作用下的变形．通过对预应力混凝土箱梁模型的受弯破坏试验研究和有限元模拟，可得如下结论：(1)单调荷载作用下，预应力混凝土箱梁变形在开裂前呈线性增长，开裂后变形发展迅速，具体破坏形式与材料性能有关．(2)基于材料性能特征值(抗压强度、抗拉强度等)，结合现行规范建议的混凝土受拉、受压本构关系，提出了一种混凝土损伤塑性模型参数计算方法，根据该方法建立的ABAQUS有限元模型仿真效果良好，可为实际工程应用提供参考．【相关文献】[1]刘金福. 服役20年预应力混凝土连续梁桥静载试验研究[J].桥梁建设, 2013, 43(5): 75-80.[2]高向玲, 张业树, 李杰. 基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟[J]. 结构工程师, 2013, 29(6): 19-26.[3]刘椿, 朱尔玉, 朱晓伟. 预应力混凝土桥梁的发展状况及其耐久性研究进展[J]. 铁道建筑, 2005, (11): 3-4.[4]吴延平. 国内预应力混凝土桥梁的发展状况[J]. 桥梁建设,1997, (4): 33-34.[5]GB/T 50081-2002, 普通混凝土力学性能试验方法标准[S].[6]GB/T 228-2002, 金属材料室温拉伸试验方法[S].[7]GB/T 5224-2003, 预应力混凝土用钢绞线[S].[8]GB 50010-2010, 混凝土结构设计规范[S].[9]方秦, 还毅, 张亚栋, 等. ABAQUS混凝土损伤塑性模型的静力性能分析[J]. 解放军理工大学学报, 2007, 8(3): 254-260.。
预应力钢筋混凝土梁破坏过程
基金项目：国家自然科学基金资助项目（50375069）；江苏省“六大人才高峰”项目《AE 技术在土木工程结构及重大灾害预警系统中的研究》资助作者简介：骆 英（1960－），男，江苏大学理学院，教授，博士生导师(luoying@)，主要从事智能材料结构，传感器机理以及结构无损检测技术的研究通讯作者：王 彬（1978－），男，江苏大学理学院，硕士研究生(wangbin_ujs@)，主要从事声发射技术应用、结构损伤检测方面的研究 顾建祖（1961－），男，江苏大学理学院，副教授(gjz@)，主要从事无损检测、智能材料与结构的研究预应力钢筋混凝土梁破坏过程的声发射特性实验研究骆英,王彬,顾建祖,李忠芳（江苏大学 理学院，江苏 镇江 212013）摘要：利用全波形声发射技术记录了预应力混凝土梁在三点弯曲荷载下的整个破坏过程的声发射信号，并在研究了声发射累计能量随时间变化关系曲线的基础上，采用谱分析对声发射全波形数据进行了分析和处理。
以全波形声发射信号的能量分布特性为依据，并通过对时域和频域内信号的振幅、频率特征和构件破坏过程的比较，初步得出了预应力钢筋混凝土梁破坏过程的声发射信号的参数特性，发现全波形声发射信号能够实时反映预应力混凝土梁破坏过程中的特征信息。
关键词：声发射；谱分析；全波形；预应力钢筋混凝土Study on the AE Characteristics of the CrackingProcess in Prestressed Concrete BeamsWANG Bin, GU Jian-zu, LUO Ying, Li Zhong-fang (Faculty of Science, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)Abstract ：A series of prestressed concrete beams were loaded in three points bending until failure. The waveformacoustic emission signals were recorded. Crack initiation and propagation due to bending were monitored and compared with observation. Based on the results of the relationship between the cumulative energy of acoustic emission and time, the waveform acoustic emission signals of different destruction states is picked up and spectral analysis is carried out. According to the value of the energy amplitude of waveform acoustic emission and by the comparison of the amplitude and frequency of waveform acoustic emission signals in time domain andfrequency domain ， the different damage levels of the prestressed concrete specimens until failure were divided,and the parameter properties of prestressed concrete specimens were picked up. The research shows that waveform acoustic emission signals can be used to disclose the characteristics of the different damage levels of prestressed concrete beams under loading in real time.Keywords ：Acoustic emission (AE); Spectral analysis; Waveform; Prestressed concrete中图分类号：TU528.07 文献标识码：A1 引言声发射（acoustic emission，简称AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象[1]。
梁的破坏实验报告
梁的破坏实验报告1. 引言结构强度是一个重要的工程问题，而材料的破坏是强度问题中的一个关键因素。
在本实验中，我们将研究和分析梁的破坏行为，以便更好地理解材料的强度特性和结构设计中的安全性考虑。
2. 实验目的- 观察和记录梁在不同负载作用下的破坏形态；- 分析梁破坏前的载荷与形变之间的关系；- 理解不同类型梁的破坏机制。
3. 实验材料和设备3.1 材料本实验使用的材料为钢梁和混凝土梁。
钢梁的几何尺寸为200 mm ×30 mm ×5 mm；混凝土梁的几何尺寸为300 mm ×50 mm ×10 mm。
3.2 设备- 强度测试机：用于对梁施加负载；- 表面形态检测仪：用于记录梁在不同载荷下的破坏形态；- 数字显示器：用于读取加载情况。
4. 实验步骤4.1 准备工作- 清洁实验台面，并确保梁的几何尺寸符合要求；- 安装并调整强度测试机，将梁放置在试验台上，并固定好；- 连接表面形态检测仪和数字显示器。
4.2 实验过程- 先对钢梁进行测试。
以逐渐增加的负载作用在钢梁上，记录每个负载下的形变和载荷数值，直至梁出现明显变形或破裂；- 重复上述步骤，对混凝土梁进行测试。
5. 实验结果和分析5.1 钢梁的破坏分析在负载逐渐增加的过程中，我们观察到钢梁出现了明显的弯曲和扭转。
随着负载的增加，梁开始进入弹性阶段，形变呈线性关系。
当负载达到某一临界值后，梁的形变突然增加，表明梁开始进入塑性阶段。
在继续增加负载的情况下，钢梁最终发生破裂，产生明显的断裂面。
5.2 混凝土梁的破坏分析与钢梁相比，混凝土梁的弯曲和扭转程度更小。
随着负载的增加，梁开始产生微小的弯曲，但没有明显的塑性变形。
在继续增加负载的情况下，混凝土梁出现了裂纹，并最终发生破裂。
5.3 载荷与形变关系分析通过记录负载下的形变和载荷数值，我们可以绘制载荷-形变曲线。
曲线的斜率反映了材料的刚度，而曲线的形状则反映了材料破坏的特点。
预应力混凝土梁式桥开裂后受力性能研究及损伤评估的开题报告
预应力混凝土梁式桥开裂后受力性能研究及损伤评估的开题报告题目：预应力混凝土梁式桥开裂后受力性能研究及损伤评估研究背景和意义：预应力混凝土结构广泛应用于桥梁工程中，其具有较高的强度、刚度和耐久性等优点。
然而，由于施工过程中的误差、材料的不均匀性以及外界因素的影响等原因，预应力混凝土梁式桥在使用过程中可能会出现裂缝。
裂缝的出现不仅影响结构的美观性，更重要的是会降低结构的承载能力，甚至引起结构失稳和破坏。
因此，研究预应力混凝土梁式桥开裂后的受力性能及其损伤评估方法，对于保障桥梁结构的安全运行具有重要的意义。
研究内容：本论文旨在通过实验研究和数值模拟等方法，探究预应力混凝土梁式桥在开裂后的受力性能和损伤评估方法。
具体研究内容包括以下几个方面：1. 对不同裂缝宽度和长度的预应力混凝土梁进行静载试验，探究开裂后结构的受力性能。
2. 运用有限元软件（如ANSYS等），建立预应力混凝土梁式桥的数值模型，并模拟不同荷载情况下开裂后的受力性能。
3. 基于实验和数值模拟的结果，分析预应力混凝土梁式桥开裂后的承载力、变形性能、疲劳性能等受力性能特征。
4. 探究基于监测和非监测方法的预应力混凝土梁式桥损伤评估技术，评估结构在开裂后的残余寿命和安全状态。
研究方法：本研究采用实验和数值模拟相结合的方法进行。
实验采用静载试验，探究不同裂缝宽度和长度的预应力混凝土梁在开裂后的受力性能；数值模拟采用ANSYS软件建立预应力混凝土梁式桥的数值模型，并模拟不同荷载情况下开裂后结构的受力性能。
研究预期结果与意义：本研究将能够深入了解预应力混凝土梁式桥在开裂后的受力性能特征和损伤评估方法，为保障桥梁结构的安全运行提供科学依据。
具体预期结果包括：1. 实验和数值模拟结果揭示预应力混凝土梁在开裂后的变形和承载特性。
2. 基于监测和非监测方法的桥梁损伤评估技术的应用，评估结构在开裂后的残余寿命和安全状态。
3. 结合实验和数值模拟结果，提出预应力混凝土梁式桥开裂后的维修和加固措施，为桥梁结构的安全运行提供保障。
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Oral Buyukozturk 教授麻省理工学院
1.054/1.541 混凝土结构力学与设计 (3-0-9)
设计实例
某预应力混凝土桥大梁的破坏研究
目标：按ACI318－02研究预应力大梁的破坏
问题：一高速公路桥梁，梁跨由3个平行的预应力混凝土连续梁构成。
梁跨结构的长度为292.8英尺，宽度47英尺（见图1和2）。
每个预应力梁有5束预应力钢筋。
每束预应力筋由22根钢丝捻制而成，每根钢丝的直径为0.6英寸。
预应力梁的端部由与支承板倾斜一定角度的梁托支承。
施工按计划进行：梁现浇，混凝土硬化后，采用后张法施加预应力。
施加完预应力几分钟后，6个梁托中有4个遭到破坏（图3）。
州运输部决定查清事故的责任方。
任务：你被聘为调查这一工程事故的专家。
以下信息是确知的：
(a) 在破坏发生前的瞬间，梁端的支承反力（R）预计为275千磅。
(b) 支座（Teflon 盘）提供的水平约束可忽略。
f′=磅/英寸2。
(c) 使用的是普通重度的混凝土，其抗压强度为5000
c
f=千磅/英寸2。
(d) 普通钢筋的屈服应力为60
y
利用以上信息和附图，要求你评估和证实以下问题：
(1) 该设计（图6）是否满足ACI规范的要求。
(2) 据称，初始预应力导致梁的弹性回缩为0.9英寸（图7）。
验算此时设计是否满
足要求。
(3) 假定施工人员将Teflon 盘放错的位置。
加之预应力引起的弹性回缩，最终Teflon
盘的位置如图8所示。
用ACI规范再验算一下设计。
(4) 基于以上信息，就破坏原因提出你的观点。
一些人认为，如果不用梁托，预应
力梁直接与墩浇注成一体（即固定端），则不可能发生破坏。
你能设想一下该设
计中存在的问题吗？
墩1
墩2 墩3 墩4
对称图1.桥跨的平面布置
图2.桥跨的横截面
剪切破坏
盘图3.破坏位置（截面b-b）
图5. 梁端区平面布置（截面d-d ）
对 称
预应力筋的锚具
梁 托
孔道轴线
孔道轴线
对称
梁轴线
图4. 预应力梁端区细部（截面c-c ）
4－＃6
图6.梁托的立面（截面e-e）
(设计图) 孔道轴线
英寸
英寸
英寸
盘英寸2
阴影面积中心与其边缘的距离，a =2.45’’
阴影面积
图7. 梁托的立面（截面e-e ）
(施加初始预应力后，梁端的弹性回缩，L ∆)
孔道轴线
英寸
英寸
盘
英寸
英寸2
阴影面积
阴影面积中心与其边缘的距离，a =2.55’’
图8.梁托的立面（截面e-e）(假想的破坏形式) 孔道轴线
英寸
英寸
英寸
盘英寸2
阴影面积
阴影面积中心与其边缘的距离，a =3.56’’
(I) 工程图： ACI
梁托上的荷载
－反力
R 275=千磅
－反力设计值 u R 1.4R 385==千磅 －Teflon 盘的面积 2A (12)113.14π
=
⋅=英寸2 －Teflon 盘均布压力 u u R
3.4A
σ==千磅/英寸2
－阴影面积 A 44.55′=英寸2
－剪力 u u V A 151.5′=σ⋅=千磅
－拉力 uc N 0=千磅 11.9.3.4 －弯矩 u u M V a =⋅ 11.9.3.2 151.5 2.45=× 371.2=千磅-英寸 梁托的尺寸
h 25=英寸 d 25223=−=英寸 w b 18=英寸
a 2.450.107 1.0d 23
==<（OK ） 且 uc u N V < 11.9.1 15
d 2311.510
=⋅=英寸0.5d ≥（OK ） 11.9.2 抗剪设计
u n V 151.5V 2020.75
=
==φ千磅 11.9.3.1 由于 n c w max V 0.2f b d ′=⋅⋅⋅ 11.9.3.2.1 0.251823414=⋅⋅⋅=千磅 n w max V 800b d =⋅⋅ 8001823331.2=⋅⋅=千磅（控制）
n V 202313.2=<千磅（OK ）
1.4 1.4µ=⋅λ= 11.7.4.3 n vf y V A f =⋅⋅µ 11.9.3.2 vf 202
A 2.4601.4
==⋅英寸2 11.7.4.1
抗弯设计
u c w x M 0.85f b x d 2
′=φ⋅⋅⋅⋅⋅−
10.2.10 x 371.20.90.8551.8x 232 =⋅⋅⋅⋅⋅−
设 x 0.3= f c w A 0.85f b x ′=⋅⋅⋅ 0.383=英寸2 抗拉设计
由于 uc N 0= 11.9.3.4 n A 0= 主拉钢筋
s f n A A A 0.383=+=英寸2 11.9.3.5 或 vf n 2
A A 1.413
+=英寸2 （控制） 根据设计，实配4根#6钢筋
s provided (A )40.44=⋅英寸2
1.76=英寸2>1.41英寸2（OK ） 箍筋
n s n A 0.5(A A )≥⋅− 11.9.4
0.5(1.410)≥⋅−
0.71≥英寸2
根据设计，直径应大于2d/3=15.33英寸，实配3根#5钢筋
n provided (A )320.31=××
1.86=英寸2>0.71英寸2（OK ） 配筋率
s A 1.76
0.0043b d 1823
ρ=
==⋅⋅ 11.9.5 c y f 5
0.040.040.00330.0043f 60
′⋅
=⋅=<（OK ） ⇒ 图6所示的工程按照ACI318-02规范设计是安全的。
(II) 弹性回缩
同样有 A 56.55′=英寸2
u V 3.456.55192.3=⋅=千磅 uc N 0= u u M V a =⋅ 192.32.55=⋅ 490.8=千磅-英寸 梁托的尺寸
a 2.550.1110.5d 23
==<（OK ） 1 4.1d
d 239.43102
=⋅=<（NG ）
抗剪设计
u n V 192.3
V 257.60.75=
==φ千磅<331.2千磅（OK ） 11.9.3.2 vf 257.6
A 3.0760 1.4
==×英寸2
抗弯设计
n c x M f bx d 2 ′=φ−
x 490.80.90.855 1.8x 232 =×××××−
x 0.316⇒=英寸
f A 0.40⇒=英寸2 主拉钢筋
s f n A A A 0.40=+=英寸2
或 s vf n 2A A A 2.043
=+=英寸2 （控制） 由于 s provided (A ) 1.76=英寸2<2.04英寸2（NG ）
s provided (A ) 1.86=英寸2>s A 2.04 1.0222
==英寸2 （OK ）
⇒弹性回缩0.9英寸，给定的设计不够安全。
(III) 弹性回缩且Teflon 盘错位
同样有 A 78.9′=英寸2
u V 3.478.9268.3=×=千磅
uc N 0=
u u M V a =×
268.3 3.56=×
955=千磅-英寸 梁托的尺寸
a 3.560.1551d 23
==<（OK ） 12d d 23 4.6102
=⋅=<（NG ） 抗剪设计 u n V 268.3V 357.70.75
===φ千磅>331.2千磅（NG ） vf 357.7A 4.2660 1.4
==×英寸2 （OK ） 11.9.3.2 抗弯设计 n c x M f bx d 2
′=φ−
x 9550.90.85518x 232 =×××××−
x 0.62⇒=英寸
f A 0.79⇒=英寸2 主拉钢筋
s f n A A A 0.79=+=英寸2
或 s vf n 2A A A 2.843
=+=英寸2 （控制） 由于 s provided (A ) 1.76=英寸2<2.84英寸2（NG ）
s provided (A ) 1.86=英寸2>s A 2.84 1.4222
==英寸2 （OK ）
⇒Teflon 盘错位和弹性回缩，给定的设计不够安全。
(Ⅳ) 破坏很可能是由于工程师拙劣的设计或不够安全的考虑引起的。
即使Teflon 盘就位
准确，梁的弹性回缩和活荷载也会导致大梁出现毁坏。
由于工程方不能提供现场监理信息，Teflon 盘的错位大大增加了破坏的机率。
设计工程师和工程承包商都可能导致破坏的发生。
如果梁与墩整体浇注，可能出现的问题有：
－ 徐变、收缩和弹性回缩引起的二阶应力；
－ 温差效应产生的温度应力。