近年来,我国铁路事业飞速发展,主干线已连续几次进行全面提速,新建线路设计时速不断攀高,高速铁路建设正加快推进。列车运行速度的提高对轨道平顺性提与了更高的要求,无论是提速加固原有桥梁还是新建预应力混凝土桥梁,控制其长期弯曲变形成了设计的最主要原则之一,桥梁在长期恒载作用下的徐变变形直接影响轨道结构的受力、平顺性和行车安全。为减小恒载内力,现有技术手段之一是施加预应力。
传统预应力技术,是采用人为方法在结构中预先引入与荷载效应相反的应力,以提高结构承载能力、改善结构的受力状态,从而达到节约材料、减轻自重等目的。但是,当活载变化幅度相对于恒载而言较大时,结构中将存在高应力状态。在长期高应力状态下,混凝土容易产生较大的徐变,从而导致结构出现较大变形,影响结构正常使用。
智能预应力技术,能够根据结构状态调整索力,明显改善预应力的效果,能避免长期不良应力和大大减少与时间紧密相关的预应力损失,使结构具有自适应性能,从而有效地控制短期挠度以及长期徐变效应,提高轨道的平整度和行车的安全舒适性,具有前瞻性和重要的现实意义。
本书结合国内外智能结构及预应力结构的研究现状,本着以基础性研究为主,从应用着眼的指导思想,探索性地开展智能预应力技术的研究工作,主要内容包括绪论、智能预应力梁的力学分析、智能预应力梁的有限元参数化分析、移动质量作用下智能梁的挠度控制、智能预应力系统的组成、智能预应力结构控制试验、智能预应力技术展望与应用设想。