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本文将液压法施加预应力与钢管混凝土技术联系在一起,形成预应力钢管混凝土。预应力钢管混凝土在具有普通钢管混凝土特点的基础上,利用预先施加的应力增加受荷前钢管对核心混凝土的约束作用,这可以改善普通钢管混凝土中外包钢管对核心混凝土约束不足的问题,也可以改善自应力钢管混凝土无法主动施加预应力的问题。本文依托于江苏省高校自然科学研究项目《液压预应力钢管混凝土柱轴压性能试验研究与数值模拟》(15KJB560001),主要研究内容如下:(1)开展了3根普通钢管混凝土柱的变形试验,试验结果发现:在混凝土灌注后的前4天,钢管混凝土柱产生膨胀变形,之后由于水化收缩等使钢管混凝土柱产生收缩现象,最终的横向应变约为-108με,纵向应变约为-46με;(2)为了补偿核心混凝土的收缩,完成了6个不同膨胀剂掺量的钢管混凝土柱的变形及力学性能试验。试验结果表明:补偿收缩的最优膨胀剂掺量为12%。膨胀剂掺量为12%时试件在28天内均产生膨胀变形;与其他试件相比,膨胀剂掺量为12%时试件弹性阶段的刚度及极限承载力均为最大值;(3)进行了4根液压预应力钢管混凝土的预应力长期损失试验,试验结果表明:膨胀剂掺量为12%的预应力钢管混凝土在28天的预应力损失控制在20%以内,而未掺膨胀剂试件的预应力损失约为45%,表明掺膨胀剂可有效降低预应力损失,建议膨胀剂掺量为12%;(4)进一步开展了6根液压预应力钢管混凝土柱的轴压试验,主要参数为膨胀剂掺量(0、12%)和预应力值(0MPa、2.5MPa、5MPa、7.5MPa)。试验结果表明:施加预应力后,钢管混凝土柱弹性阶段的刚度及弹性阶段的最大轴力提升明显,且预应力值越大提升效果越明显;与非预应力钢管混凝土柱相比,预应力试件弹性阶段的最大轴力最高可达极限承载力的95.6%,弹性阶段的刚度最高可增大612%;与未掺膨胀剂的预应力试件相比,膨胀剂掺量为12%的预应力试件弹性阶段的最大轴力可提高16%左右,弹性阶段的刚度可增大94%左右;预应力试件的极限承载力变化不大;(5)使用ABAQUS软件建立了液压预应力钢管混凝土柱的轴压模型,模拟了液压法施加预应力及试件轴压的全过程,软件分析结果与试验结果吻合良好。