倒虹吸結構預應力混凝土技術（簡體書）

《倒虹吸結構預應力混凝土技術》結合南水北調中線工程總干渠河北段南沙河倒虹吸初步設計，介紹了倒虹吸結構預應力混凝土技術體系及其設計方法。總結了大型倒虹吸預應力混凝土結構仿真模型試驗新技術及其測試成果，采用三維有限元分析對試驗成果進行了比對。提出了便于施工組織管理的倒虹吸結構預應力鋼筋張拉施工工序以及不均勻地基條件換填處理的方法。
《倒虹吸結構預應力混凝土技術》可為相關技術人員進行工程設計、科學研究和施工組織提供有益參考，也可作為在校研究生的學習用書。

前言
第1章 緒論
1.1 預應力混凝土技術對倒虹吸結構耐久性的提高作用
1.1.1 混凝土的腐蝕破壞機理
1.1.2 鋼筋的銹蝕機理
1.1.3 預應力對混凝土耐腐蝕性的提高作用
1.2 倒虹吸結構預應力混凝土技術的經濟效益
1.3 倒虹吸結構預應力混凝土技術的社會效益

第2章 倒虹吸結構預應力混凝土技術方案
2.1 預應力混凝土技術體系的選擇
2.2 倒虹吸結構預應力混凝土的材料與設備
2.2.1 混凝土
2.2.2 預應力鋼筋
2.2.3 錨具及其防護
2.2.4 孔道成型材料
2.2.5 孔道真空輔助灌漿技術
2.2.6 預應力張拉設備
2.3 預應力鋼筋的預應力計算方法
2.3.1 預應力鋼筋的張拉控制應力
2.3.2 預應力鋼筋預應力損失的計算
2.3.3 預應力鋼筋有效預應力的計算
2.3.4 預應力鋼筋張拉伸長值的計算與校核
2.4 本章小結

第3章 倒虹吸預應力混凝土結構設計
3.1 南水北調中線南沙河倒虹吸工程背景
3.1.1 工程位置
3.1.2 工程水文地質條件
3.1.3 工程布置
3.2 倒虹吸結構設計基本資料
3.2.1 建筑物級別
3.2.2 基本資料
3.2.3 結構材料性能
3.3 倒虹吸結構設計原則
3.3.1 承載能力極限狀態設計計算
3.3.2 正常使用極限狀態驗算
3.3.3 施工期應力驗算
3.4 作用（荷載）的計算
3.4.1 作用（荷載）的標準值
3.4.2 作用（荷載）的設計值
3.5 倒虹吸預應力鋼筋的配置方法
3.6 倒虹吸結構的分析方法
3.6.1 施工期和正常使用極限狀態的平面應力有限元分析
3.6.2 承載能力極限狀態的桿件內力計算方法
3.6.3 計算地質剖面情況
3.7 倒虹吸結構施工期的應力分析
3.7.1豎墻正應力
3.7.2頂底板正應力
3.8 倒虹吸結構正常使用階段的應力分析
3.8.1 豎墻正應力
3.8.2 頂板正應力
3.8.3 底板正應力
3.9 倒虹吸結構承載能力的極限狀態設計
3.9.1 承載力極限狀態截面內力與應力計算結果的對比
3.9.2 倒虹吸結構正截面承載力設計
3.9.3 倒虹吸結構斜截面承載力設計
3.9.4 截面配筋構造要求
3.9.5 設計成果
3.10 本章小結

第4章 倒虹吸結構仿真模型設計與試驗
4.1 模型試驗的任務
4.2 模型比尺與仿真材料
4.2.1 模型比尺選擇
4.2.2 模型普通鋼筋
4.2.3 模型預應力鋼筋
4.3 模型制作
4.3.1 地基的模擬
4.3.2 鋼筋的制備
4.3.3 底板和豎墻鋼筋的綁扎
4.3.4 模板的安裝
4.3.5 頂板鋼筋的綁扎
4.3.6 混凝土的澆筑
4.3.7 模型混凝土的養生與拆模
4.4 模型測試系統
4.5 模型加載系統
4.5.1 基本要求
4.5.2 模型荷載的確定
4.5.3 水荷載的模擬
4.5.4 土壓力的模擬
4.6 試驗加載流程
4.6.1 模型施加預應力及測試
4.6.2 倒虹吸結構回填土施工模擬測試
4.6.3 倒虹吸結構正常使用模擬測試
4．7本章小結

第5章 倒虹吸結構仿真模型試驗成果分析
5.1 倒虹吸仿真模型與原型的應力對比分析
5.1.1 倒虹吸結構三維有限元分析模型
5.1.2 預應力施加階段結構應力對比分析
5.1.3 回填土施工階段結構應力對比分析
5.1.4 正常使用結構應力對比分析
5.2 預應力施加階段的結構應力實測與計算成果
5.2.1 模型底板應力對比分析
5.2.2 模型頂板應力對比分析
5.2.3 模型豎墻應力對比分析
5.3 回填土施工階段的結構應力試驗與計算成果對比
5.3.1 回填土至1／2倒虹吸高度
5.3.2 回填土至倒虹吸高度
5.4 正常使用階段的結構應力試驗與計算成果對比
5.4.1 正常使用工況I
5.4.2 正常使用工況Ⅱ
5.4.3 正常使用工況Ⅲ
5.4.4 正常使用工況Ⅳ
5.4.5 正常使用工況V
5.4.6 正常使用工況Ⅵ
5.4.7 正常使用工況Ⅶ
5.5 對預應力張拉工序的建議

第6章 倒虹吸結構不均勻地基處理方法
6.1 地質剖面情況的劃分及其計算
6.2 地質變化對倒虹吸結構應力影響的分析
6.2.1 施工期的結構應力分析
6.2.2 正常使用階段的結構應力分析
6.3 本章小結
參考文獻

第2章 倒虹吸結構預應力混凝土技術方案
2.1 預應力混凝土技術體系的選擇
預應力混凝土技術體系按混凝土澆筑成型和預應力鋼筋張拉的先後順序，可分為先張法預應力混凝土和後張法預應力混凝土兩大類。先張法預應力混凝土適用于大批量、定型化生產的預制構件。對于大型現澆倒虹吸結構，可選擇的預應力混凝土技術體系為後張預應力混凝土。後張預應力混凝土是首先澆筑混凝土結構，當混凝土達到一定的強度後，再直接以結構作為支承張拉預應力鋼筋，在預應力鋼筋被拉伸的同時混凝土受到壓應力，之後采用錨具固定預應力鋼筋使混凝土的預壓應力得以永久保持。
對于後張預應力混凝土，按照預應力鋼筋和周圍混凝土的相互關系及施工工藝，又可劃分為後張有黏結預應力混凝土和後張無黏結預應力混凝土。
後張有黏結預應力混凝土需要在結構中布置預應力孔道，待預應力鋼筋張拉施工完成後，再通過對孔道灌注水泥漿使預應力鋼筋和混凝土形成黏結而共同工作，同時對預應力鋼筋形成防腐蝕保護。在結構的正常使用階段，由錨具和預應力鋼筋和混凝土之間的粘結力保障預應力的有效作用。同時，一旦結構在偶然作用下出現混凝土裂縫，預應力鋼筋對裂縫截面混凝土具有很好的約束作用，防止裂縫進一步開展與延伸。
後張無黏結預應力混凝土直接采用外包PE套管的無黏結預應力鋼筋，不需要在結構中布置預應力孔道，施工簡便。結構通過錨具傳力建立預應力，在受力過程中預應力鋼筋與周圍混凝土之間不存在黏結作用，因此保障預應力的關鍵為錨具，一旦錨具錨固作用失效，結構的預應力就會隨之失效。同時，當結構在偶然作用下出現混凝土裂縫後，無黏結預應力鋼筋對開裂截面的混凝土沒有約束作用，裂縫寬度和延伸長度均較大。
通過綜合分析後張有黏結和無黏結預應力混凝土技術的優缺點，考慮倒虹吸結構耐久和防腐蝕的重要性，確定倒虹吸結構采用後張有黏結預應力混凝土技術。
……