1、體外預(yù)應(yīng)力橋梁具有高耐久性、易維護性、可換性、施工速度快等突出優(yōu)勢。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅在新建橋梁中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,并作為一種積極主動的加固方法,在橋梁加固中具有廣闊的前景。本文對體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的結(jié)構(gòu)理論和方法中的一些關(guān)鍵問題進行了探討： (1)利用能量法推導(dǎo)了彈性階段體外力筋應(yīng)力增量的計算公式。以體外預(yù)應(yīng)力簡支梁為研究對象,針對結(jié)構(gòu)的正常使用階段,利用能量法推導(dǎo)了典型布筋形式與荷載形式下體外預(yù)應(yīng)筋應(yīng)力增量的解析計算

2、公式。通過對解析式的合理簡化,給出了實用簡化計算公式,并對影響應(yīng)力增量的關(guān)鍵因素進行了參數(shù)分析。此外,還應(yīng)用能量法推導(dǎo)了體外預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的力筋應(yīng)力增量公式。并通過與已有試驗結(jié)果的對比,驗證了本文所推導(dǎo)的解析公式和簡化公式的適用性。 (2)基于力筋應(yīng)變增量與結(jié)構(gòu)撓度的關(guān)系推導(dǎo)了體外力筋極限應(yīng)力增量的計算公式。從結(jié)構(gòu)變形前后的幾何關(guān)系出發(fā),推導(dǎo)了彈性階段體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量的計算公式,并以此建立力筋應(yīng)力增量與梁體跨中撓度的關(guān)系,進一

3、步延伸到承載力極限狀態(tài)力筋應(yīng)力增量的計算,使體內(nèi)、體外無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在兩種極限狀態(tài)下應(yīng)力增量的計算得到了統(tǒng)一。公式能夠考慮組合荷載作用的情況,并能反映二次效應(yīng)的影響。在以上推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,建立了極限狀態(tài)下應(yīng)力增量計算的實用方法；對美國學(xué)者Naaman所提出的粘結(jié)折減系數(shù)法進行改進,從理論上推導(dǎo)了極限狀態(tài)下的粘結(jié)折減系數(shù)：并從減小二次效應(yīng)的角度,對轉(zhuǎn)向塊的布置位置進行了優(yōu)化。最后。應(yīng)用本文方法與國內(nèi)外3批試驗進行對比,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合

4、良好。 (3)通過剪力傳遞途徑分析和結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化分析表明,桁架-拱模型可以很好地解釋體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁的受剪機理。并基于桁架-拱模型,建立了可用于設(shè)計的體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁抗剪承載力計算公式,并可預(yù)測剪切破壞的形態(tài)。 (4)基于摩爾-庫侖基本理論,推導(dǎo)了適合于混凝土的雙軸強度準則。在此基礎(chǔ)上給出新的腹板開裂準則,考慮了主壓應(yīng)力對混凝土抗拉強度的影響,并在實橋的斜裂縫事故分析中得到了驗證。在現(xiàn)行公路橋規(guī)的基礎(chǔ)上,給出了斜截面