高强钢-混凝土组合梁受力性能分析

为研究高强钢-混凝土组合梁中结构几何参数及材料强度对组合梁受力性能的影响,建立了14组构件在跨中两点对称荷载作用下的有限元数值模型,对其受力性能进行了分析。分析结果表明:在承载能力极限状态下,钢梁的贡献占竖向抗剪强度约77.0%;在弹性与塑性阶段,不同材料强度的组合梁的跨中最小与最大挠度比值分别为79.5%和28.0%;在塑性状态下,不同混凝土板横向配筋率和宽度的组合梁的跨中最小与最大挠度比值分别为62.1%和53.3%,不同材料强度、混凝土板宽度、横向配筋率和厚度的组合梁的最小与最大纵向滑移量比值分别为25.0%、41.9%、63.2%、70.7%。可见,提高钢梁强度或增大钢梁尺寸可显著提高组合梁竖向抗剪能力;材料强度对组合梁弹性工作阶段的跨中挠度影响较小,混凝土板横向配筋率及其宽度对塑性状态下跨中挠度有较大影响;弹性工作阶段材料与几何参数对组合面滑移的影响不明显,塑性状态下材料强度、混凝土板宽度、横向配筋率及厚度对纵向滑移影响较大。     

湿热老化对BFRP粘接接头横向冲击力学性能的影响

为了给车辆粘接结构的碰撞安全提供参考, 选取玄武岩纤维复合材料(BFRP)制作了单搭接接头; 根据车辆服役环境, 选取温度/湿度为80℃/30%和80℃/95%两种环境(GWCS和GWGS), 对接头分别进行了0、5、10和15 d的老化, 通过准静态拉伸测试了失效载荷和失效形式随时间的变化规律; 利用差示扫描量热法分析了BFRP和粘接剂在老化前、后的玻璃态转变温度; 对未老化和老化15 d后的接头进行了冲击能量为0、20、40和60 J的横向冲击试验, 分析了能量吸收、最大冲击载荷和最大变形随冲击能量的变化规律, 同时测试了接头失效载荷和失效形式的变化规律。分析结果表明: GWCS环境下, 老化后接头失效载荷下降比较小, 粘接剂发生后固化反应, BFRP发生分子链断裂, 接头更容易发生基体开裂或者纤维撕裂; GWGS环境下, 老化能明显加速接头性能的退化, 容易造成粘接剂与BFRP界面发生水解和膨胀, 老化15 d后失效载荷下降了54.99%, 失效断面为界面与内聚为主的混合失效; GWCS环境下, 老化后接头具有较好的承受冲击载荷和抵抗变形的能力, 冲击后失效载荷变化不大; GWGS环境下, 老化后接头受横向冲击影响明显, 承受冲击载荷和抵抗变形的能力较差, 在60 J冲击后接头表面损伤严重, 失效载荷下降明显, 下降幅度为58.71%, 失效断面为界面与内聚为主的混合失效, 损伤裂纹较为明显。可见, 车辆服役过程中, 粘接结构需尽量避免受高温高湿环境的作用, 尤其注意横向冲击对老化后粘接结构的影响。      

高速铁路有砟道床横向阻力特性与固化技术

高速铁路有砟道床存在发生飞砟的可能性,且飞砟概率随着砟肩堆高增加而增加,因此部分国家降低砟肩堆高,甚至采用平肩结构,但随之会引起道床阻力降低. 通过研究砟肩堆高对道床阻力的影响,同时在此基础上,提出了聚氨酯局部固化方案,包含枕心固化和枕端固化,均在增加平肩式道床横向阻力的同时不影响捣固维修作业. 道床横向阻力试验结果表明:与砟肩堆高150 mm相比,采用平肩式道床横向阻力降低30%;喷涂200 mm和300 mm聚氨酯的情况下,采用枕端固化的道床横向阻力分别可提高阻力约41%、60%,枕心固化可分别提高约31%、40%,综合固化（枕心和枕端固化同时采用）可提高阻力约70%、100%.      

环氧树脂/橡胶混凝土的黏结性能研究

为研究环氧树脂/橡胶混凝土作为桥梁伸缩缝过渡区混凝土修复材料的黏结性能,依据桥梁伸缩缝混凝土的受力特点,采用黏结抗折强度和黏结劈裂强度分别评价修复材料与桥梁面板混凝土和桥面沥青混合料铺装层的黏结性能。结果表明:混凝土界面处理方式对黏结性能影响较大,黏结强度:吹扫除尘<钢刷刷毛<钢刷刷毛配合偶联剂;采用钢刷刷毛配合偶联剂的界面处理方式,黏结抗折强度可达到原混凝土抗折强度的90%以上,黏结劈裂强度可达到4.09 MPa以上;橡胶颗粒的加入使快速修复材料黏结抗折和黏结劈裂强度降低,但其有利于保证黏结界面完整性,使界面不易脱黏。     

316L/16MnR不锈钢与容器钢爆炸复合板性能

针对316L/16MnR不锈钢与容器钢爆炸复合板,选取合理的爆炸焊接参数,对其性能进行系统的试验研究.研究表明,复合板在爆炸复合及正火状态下的界面结合率、界面剪切强度、界面粘结强度、拉伸、冷弯、冲击、扭转、硬度、金相、晶间腐蚀及对接接头的组织和性能等,均获得了满意的效果.热处理后复合钢板的各项技术指标均超过了美国、日本、德国等各国国家标准所规定的指标要求,可用于制造工业领域中的压力容器等设备.     

316L/16MnR不锈钢与容器钢爆炸复合板性能

针对316L/16MnR不锈钢与容器钢爆炸复合板,选取合理的爆炸焊接参数,对其性能进行系统的试验研究.研究表明,复合板在爆炸复合及正火状态下的界面结合率、界面剪切强度、界面粘结强度、拉伸、冷弯、冲击、扭转、硬度、金相、晶间腐蚀及对接接头的组织和性能等,均获得了满意的效果.热处理后复合钢板的各项技术指标均超过了美国、日本、德国等各国国家标准所规定的指标要求,可用于制造工业领域中的压力容器等设备.     

基于冷拌改性树脂的钢桥面铺装快速修补材料性能研究

由于高温、超载等极端气候和荷载条件,国内钢桥面铺装运营过程中早期破损普遍。文章对冷拌树脂混凝土修补材料的各项性能进行试验研究,结果表明冷拌树脂混凝土快速修复技术,具有路用性能优良、施工简便、固化时间短以及良好的界面粘结等特点,工程应用效果良好。     

连续刚构桥大体积混凝土承台温度场仿真分析

混凝土在固化过程中释放的水化热使构件内部产生较大的温度变化,由此产生的温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素.结合某特大桥大体积混凝土承台施工工程,采用MIDAS/Civil分析软件对其进行仿真,对大体积混凝土承台内部温度场变化的规律和温控措施的实际效果进行总结.通过对理论值与实测值的比较分析,为桥梁大体积混凝土承台温度控制提供指导.     

桥涵混凝土强度的影响因素

混凝土是由胶凝材料、骨料、水及某些外加剂按适当比例;配合,经拌和、成型和硬化而制成的一种人造石材,是一种结构复杂的复合材料。其物理和力学性质主要受组成材料的物理和力学性质以及水化后复合材料界面性能的影响。     

橡胶粉复合改性沥青浇筑式沥青混凝土性能研究

为了满足浇筑式沥青混凝土对沥青结合料的特殊性能要求,通过对不同掺加比例的橡胶粉复合改性沥青的性能进行试验分析,确定了最佳橡胶粉掺量,并对橡胶复合改性沥青在不同温度下的粘度进行了测试,以说明橡胶粉加入到浇筑式沥青混凝土中不会影响其施工流动性.分别采用橡胶粉复合改性沥青和岩沥青复合改性沥青作为浇筑式沥青混凝土,在高、低温时,对其性能进行了对比.试验结果表明:采用橡胶粉复合改性沥青作为浇筑式沥青混凝土用沥青结合料,可以达到同等材料使用要求,是可行的.     

具有粗砂层的FRP板与混凝土粘结性能试验研究

纤维增强复合材料板与混凝土的有效粘结是保证FRP-混凝土组合结构正常工作的基础.采用FRP板-混凝土块搭接接头的单剪试验方法研究FRP板与混凝土的粘结性能,为增强粘结效果,对FRP板表面采取了粘结粗砂的措施,试验同时考虑粘砂长度对粘结性能的影响.试验结果表明:(1)粘结破坏为典型的脆性破坏;(2)平均粘结强度与粘砂长度近似成反比;(3)粘结粗砂法可作为FRP-混凝土组合结构中有效的组合界面连接措施.提出的抗剪设计方法可用于FRP-混凝土组合结构中组合界面抗剪设计.     

钢管复合桩粘结-滑移性能研究

为研究内置剪力环、泥皮和防腐涂层的钢管复合桩的粘结-滑移性能,假定钢管复合桩粘结应力沿界面呈指数变化规律,提出了一种新的钢管复合桩粘结-滑移本构理论分析模型.依托港珠澳大桥建设,开展了5组钢管复合桩推出试验(其中2组试件设有剪力环),验证了本文模型的正确性.试验结果表明:在外荷载作用下,钢管与混凝土粘结滑移和钢管应力理论计算结果与实验结果基本吻合;粘结破坏时钢管于核心混凝土相对滑移量均小于0.2 mm,泥皮和防腐涂层降低了钢管与核心混凝土之间的粘结;在剪力环间距为1D(D为桩径)的条件下,剪力环使钢管复合桩的粘结强度提高约50%,泥皮和防腐涂层对钢管复合桩的弱化效应可不计.钢管复合桩粘结应力沿界面基本呈指数规律变化.     

混凝土路面加铺层界面端奇异场分析和加铺层材料比选

水泥混凝土路面采用水泥混凝土加铺层或者沥青加铺层均会形成界面端.界面端的结合界面存在应力奇异性,这与加铺层材料性质和其下原路面的材料性质相关,通过对界面端的应力场分析表明:界面端的奇异性指数和应力场的场参量具有良好的相关性,能够较好的反映加铺层界面端的应力奇异程度.因此在实践中可直接采用界面端奇异性指数进行加铺层材料选...     

大跨径钢管混凝土拱桥动力性能分析

为了研究风撑对大跨径钢管混凝土拱桥动力性能的作用,以依兰牡丹江钢管混凝土拱桥为例,运用大型通用软件分别建立无风撑与有风撑的全桥有限元模型。结果表明,大跨径钢管混凝土拱桥横向刚度较小,且风撑的设置可有效提高其横向刚度。     

钢管复合桩承载特性模型试验研究

为研究钢管复合桩的承载性能,进行了剪力环、泥皮和防腐涂层共同作用下的钢管复合桩和钢筋混凝土桩室内模型试验,对比分析了试件的荷载-变形曲线、钢管变形等参数,并采用分解分析法对钢管复合桩的套箍效应进行了分析.试验及计算结果表明,钢管复合桩承载性能较钢筋混凝土桩显著提高,套箍效应使得钢管复合桩承载力较空钢管和钢筋混凝土桩承载之和提高9.8%,混凝土抗剪强度提高了1.2倍;钢管对核心混凝土产生的紧箍作用沿界面长度增大,且随荷载的增加而增大;在防腐涂层、泥皮和剪力环(间距90 cm)共同作用下,钢管套箍效应带来的混凝土紧箍力最大值可达2.32 MPa;规范ACI (2005)适合于泥皮、防腐涂层和剪力环共同作用时钢管复合桩极限承载力的计算.      

PVC填缝材料在砼路面养护工程中的应用

PVC改性胶泥作为填缝材料在平湖市境内平兴公路、九场线、独广线、广平线及07省道水泥混凝土路面上的应用表明,该材料具有粘结强度高、耐热、耐寒、稳定性能好、固化时间短等特点,尤其是能在潮湿界面上使用,且价格低廉,施工方便。养护时间短,对提高路面使用质量和使用寿命能起到十分关键的作用,是公路水泥混凝土路面较为适用的灌缝材料。     

一种被动的杂交混凝土墩柱分析模型

在车力作用下杂交混凝土墩柱横向膨胀系数和界面约束应力随纵向应变变化的条件下,考虑了混凝土材料的非弹性和各向异性的性质,建立了约束混凝土的三维应力－应变增量方程;提出了在杂交墩柱分析中纵向应力由微分增量和变分增量组成的计算方法,对杂交墩柱的承载力和界面约束应力进行了分析研究;分析了ERP的厚度和间距等对承载力与界面约束应力的影响。     

再生钢管混凝土柱黏结滑移性能试验研究

为了探讨再生钢管大骨料混凝土柱的黏结滑移性能,设计8根钢管再生大骨料混凝土柱,并对其进行推出试验,试验主要研究了取代率及界面黏结长度两个因素与初始黏结强度和极限黏结强度的关系,得到相应黏结滑移曲线。结果表明:再生钢管大骨料混凝土柱的应力-滑移曲线主要经历了三个阶段,即无滑移阶段、上升阶段和下降阶段,加载端、中部及自由端全过程应力-滑移曲线具有相似性;取代率在一定范围内(0~40%),极限黏结强度随着取代率的增大而增大,在取代率为40%时达到最大,初始粘结强度随着取代率的增大有所增大,但增大幅度不大,得到再生大骨料的最优取代率约为40%;黏结界面长度在一定范围内(400~700 mm),初滑移黏结强度随着黏结界面长度的增加有所增加,但增幅不大,约为0.001 MPa,而极限黏结强度随着黏结界面长度的增加有下降趋势。     

粉煤灰基地聚物混凝土的耐久性研究新进展

地聚物是近10余年来国际上研究非常活跃的一种新型化学激发胶凝材料，可能成为大量取代水泥的绿色胶凝材料. 针对碱激发粉煤灰（AAFA）地聚物的耐久性问题，分别从抗碳化性能、抗冻融性能、抗氯离子渗透性能、抗酸和抗硫酸盐侵蚀能力及抗风化性能等方面对AAFA地聚物混凝土的国内外研究现状进行了系统的整理与分析. 结果表明:1） AAFA混凝土的抗碳化能力不如水泥混凝土（OPC）的，碳化后的地聚物的孔隙率增加，力学性能下降，热固化、添加Ca（OH）₂、OPC、矿渣粉和纳米TiO₂等可以改善AAFA混凝土的抗碳化性；2） AAFA混凝土的抗冻融性能较OPC的低，添加矿渣、偏高岭土等可以提高AAFA混凝土的抗冻融性能；3） AAFA混凝土的氯离子渗透率较高，掺入矿渣粉、降低液固比、高温固化及延长固化时间可以增强AAFA混凝土的抗渗透性；4） AAFA混凝土的抗硫酸、盐酸、硝酸、乙酸及硫酸盐的能力较强，吸水率较低；5） AAFA混凝土的抗风化能力较差. 延长热固化时间，掺入富铝添加剂、降低目标钠与铝的摩尔比、减少地聚物的含水量、添加纳米SiO₂和硅烷表面改性都可以增强AAFA混凝土的抗风化性能.      

基体沥青混合料空隙率对复合混凝土黏弹特性的影响

为了明确复合混凝土优良高低温路用性能的本质并指导复合混凝土路面设计,对复合混凝土在一般温度域范围内的黏弹力学性能进行研究.选择复合混凝土空隙率范围的3种代表值(22％、25％、28％),基于动态模量试验、弯曲蠕变试验和单轴压缩蠕变试验,探究基体沥青混合料空隙率对复合混凝土黏弹特性的影响.研究结果表明:复合混凝土的黏弹性能与基体混合料的空隙率关系密切,在低温条件下,VV=25％的复合混凝土具有相对较强的黏性特征;随着温度的升高,3种空隙率下的复合混凝土黏弹性能逐渐接近;到高温条件下,复合混凝土的黏性特征随空隙率的增大而减小.故相比于22％、28％空隙率的复合混凝土,25％空隙率复合混凝土同时具有较好的高温稳定性与低温抗裂性能.研究结果为复合混凝土设计时材料组成的选择和设计参数的选取提供参考.