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普通混凝土和预应力混凝土结构的比较

1、普通的混凝土结构

　　对于普通的混凝土结构桥梁，的弱点是其抗拉强度较低，受拉极限应变较小，在正常使用过程中由于钢筋的应变超过受拉极限应变值，所以普通的钢筋混凝土容易产生裂缝。

　　通常情况下，为了限制钢筋裂缝的进一步发展，会采用高强度的混凝土和高强度钢筋，但提高混凝土的强度并不能有效的提高桥梁的抗拉性能，而高强度钢筋的潜力也会因此发挥不出来。

　　故常规的方法也不是十分有效。

2、预应力混凝土结构

　　预应力混凝土结构就是在结构受到荷载之前，利用高强度的钢筋对混凝土施加一个压应力，也就是预先对混凝土施加压应力，使之与荷载作用抵消，推迟开裂或者是减小开裂的宽度。

　　在有高强度钢筋和高强度混凝土中施加预应力是现在克服普通混凝土弱点的有效办法，它可以有效控制裂缝的产生与发展，并且能提高桥梁的承载能力，提高整体的刚度。

3、预应力混凝土结构的优点

　　与普通的钢筋混凝土相比，预应力混凝土有以下特点:

　　(1)增加了构件的刚度:对于普通的钢筋混凝土，在使用过程中，其受拉区域已经产生裂缝，而对于预应力混凝土，由于其提前施加的压应力，在使用期间桥梁所产生的拉应力与施加的压应力相抵消，所以桥梁的整体刚度大幅度提高。

　　(2)提高抗裂性和耐久性。在使用过程中由于预应力的作用，混凝体构件不会或过早出现裂缝，提高了抗裂性，而使用的是高强钢筋也避免了腐蚀作用，提高了耐久性。

　　(3)减少了自重。由于使用的为高强度材料，所以桥梁的截面尺寸减小，减轻了自重。

抽拔橡胶管技术的具体应用

　　对传统的后张法预应力系统工程进行分析可知，其通常所采用的金属波纹管这一防护材料。然而，在具体运用的过程中，这种类型的防护材料确实存在着一些固有的缺陷，其结构通常会严重受到外界因素的影响。一旦这类结构出现防水层微裂现象，就会出现预应力筋腐蚀的现象，而采用抽拔橡胶管技术则具有以下几大方面的优势。

　　其一，采用抽拔橡胶管成孔这一技术措施，并没有将梁体的金属波纹管事先进行预埋，因而，其耐腐蚀的效果会明显好于预埋的金属波纹管成孔，同时还利于确保桥梁结构的耐久性。

　　其二，采用抽拔橡胶管成孔这一技术措施能够提升桥梁孔道的渗透性，在浇筑混凝土时假如有浆体渗透到孔道内，就会在无形中增加预应力孔道的摩擦力，并对孔道的张拉质量起着直接的影响，

　　其三，考虑到金属波纹管导电这一特点，采用抽拔橡胶管成孔技术能够较好地避免出现杂散电流导致的电腐蚀现象。

　　其四，抽拔橡胶管还可以被循环利用，这有利于降低桥梁工程施工的成本。

    孔道灌浆技术的具体运用

　　在实现预应力张拉这一效果后，通常就能采取孔道灌浆技术了。这项技术通常能够有效预防钢筋遭到腐蚀，从而增强结构的耐久性、整体性能、承载力以及抗裂性。在具体采用孔道灌浆技术时，应确保孔道的干净和湿润，同时还应使灌浆孔和排气孔保持通畅，否则的话，就会导致孔道出现不密实的情况。

　　金属波纹管孔道灌浆技术的顺序具体如下，首先应从下层孔道着手，后再灌注上层的孔道。灌浆的整个过程不能出现中断现象，并且整个过程应循序缓慢进行，同时，还应杜绝空气被压入孔道进而影响灌浆质量。

　　在预应力施工技术持续发展的形势下，后张法预应力混凝土桥梁施工技术的应用依然存在着亟待完善之处，因而，桥梁施工单位应注意掌握桥梁施工技术的核心，以切实提升该项施工技术的使用效果，防治出现质量不合格现象。

利用有限元分析的方法对预应力金属波纹管的液压成形过程进行分析

　　利用有限元分析的方法对预应力金属波纹管的液压成形过程进行的数值模拟研究，揭示了波纹管在液压成形过程中应力、应变、减薄率、回弹量和损伤变量D的分布规律，并与理论进行对比分析，验证有限元模型的合理性。通过对模片圆角半径、液压大小和模片间距的优化分析，得到工艺参数，并且得到其对成品波纹管质量影响规律进行总结分析。

　　预应力金属波纹管液压成形中有限元分析的主要结论如下

　　1、预应力金属波纹管液压成形过程中应力、应变、减薄率和损伤变量分布均匀，都是随随波高的高度增加而增大;结果的应力应变分布及预测的开裂位置与实际生产一致，验证了有限元模型的合理性;

　　2、对于预应力金属波纹管管材，当液压大小和模片间距一定时，模片圆角半径为4t-10t(t为管材壁厚、，模片圆角半径越小波纹管的回弹量、减薄率、损伤变量越小，波纹管品质越好;

　　3、对于预应力金属波纹管管材，当模具间距和模片圆角半径一定时，波纹管成形的液压范围为42-46MPa，液压越小波纹管的回弹量、减薄率、损伤变量越小，波纹管品质越好;

金属波纹管管材液压成形工艺的国内研究现状

　　哈尔滨工业大学是国内Zui早系统开展液压成形研究的单位，二十世纪八十年代中期，王仲仁创立了成本低、周期短的球形容器无模液压成形工艺。　　哈尔滨工业大学从1998年开始系统地对内高压成形机理、工艺和设备等关键技术进行研究以及样件研制，苑世剑在王仲仁研究基础上，研制出国内首台液压成形机。在板材、金属波纹管管材液压成形理论、实验和数值模拟方面，展开了许多研究工作，并在航空、航天和汽车等领域做出了杰出贡献。　　燕山大学王连东、李纬民等人根据应力应变屈服轨迹得到了胀形极限系数的解法，并提取了液压大小需要与相关工艺参数相匹配的观点。利用这一观点，确定了汽车桥壳液压大小的匹配参数，并成功制造出品质良好的三通管，解决了液压胀形汽车桥壳成形过程中液压大小的匹配问题。　　吉林大学韩英淳等人采用金属波纹管液压成形的方式制造了一些典型汽车零部件，并利用有限元法对其成形过程进行，在汽车轻量化工程中有很多实际应用。　　上海交通大学机械与动力工程学院和湖州机床厂联合开发了200MPa内高压成形液压机，并制备三通管、金属波纹管等典型液压成形件。　　金属研究所张士宏[等人对板材和金属波纹管管材的液压成形原理、成形过程、缺陷形式及形成缺陷的原因做了系统的研究，并制备出汽车发动机托架。通过实验研究发现，加载方式不同可以影响金属波纹管成品零件的减薄率。经过多次实验发现，通过脉动加载得到的成品零件比传统的线性加载得到的成品零件减薄率降低很多，大大提高了金属波纹管产品的质量，并研制出脉动加载液压机。