基于Arduino的SMA丝材智能修复损伤钢筋混凝土梁试验研究

为修复钢筋混凝土梁在使用阶段中由于材料老化、裂缝开展等原因造成的损伤,提出一种基于Arduino智能平台和形状记忆合金(Shape Memory Alloy, SMA,具有形状记忆效应和超弹性特性)的智能修复控制系统,根据挠度及裂缝控制原理,设计智能修复控制装置。该装置由输入模块、处理模块和输出模块组成,当检测到钢筋应变超过限值时,输出模块升高SMA丝材温度对梁体进行修复。为验证该智能修复装置的修复性能,设计对比梁A(无修复装置)与试验梁B(加装智能修复控制装置),在加载过程中对试验梁B进行3次修复,对2根梁的跨中挠度、钢筋应变及裂缝宽度等进行对比分析。结果表明：破坏时试验梁B的跨中挠度、裂缝宽度均小于对比梁A,并且在3次修复中试验梁B的跨中挠度、裂缝宽度和钢筋应变最大回复率分别为31.0%、47.0%和71.5%。说明该智能修复控制装置可以监测试验梁受损情况并激发SMA材料对试验梁实施修复,实现钢筋混凝土梁的智能修复。     

提高装配式钢筋混凝土桥上部构造的施工质量

桥梁是公路工程中一个比较复杂而重要的组成部分。为了有效地节约材料,降低工程造价和加速完成公路的修建任务,必须根据我国的具体情况有步骤的采用装配式结构。装配式钢筋混凝土公路桥是以高强度钢料(尢-5号螺纹钢筋)和高标号混凝土配合使用的,它可以减少构件断面尺寸。它与现场整体浇筑的钢筋混凝土桥相比,能节省很多用料。装配式钢筋混凝土桥可在专设的工厂或工地预制场制造,不受气候和洪水影响。桥位现场不设支架和模板,能节省大批木料,并可避免现场的混凝土养生工作,减少了施工的繁重性。同时由于生产过程的工厂化,许多工序都可以使用机械,从而节省劳动力缩短工期,并提高成品质量。因此,是一种先进的结构型式。     

用工字钢作导梁安装装配式桥

根据苏联资料,安装大跨径(净跨20米)钢筋混凝土桥主梁用导梁法施工时,要采用制造复杂的钢桁构式导梁。这在一般工地皆难实现。1963年鞍钢生产了55号(即高55厘米)的大型工字钢,我们直接使用这种工字钢作导梁,成功地安装了多孔净跨20米的大梁。把它作成装配式后,可以安装20米以内的任何跨径装配式梁,从而使导梁的制造简化,成本大大降低。导梁用四根55号工字钢组成,每根长22.0米,与主梁同长,由进场工字钢(长11米以内)焊接或螺拴连接而成。每两根间隔60厘米,相互用5×5角钢作水平横跨和斜撑焊连在一起。横撑每1.7～1.9米上下     

钢筋混凝土桥人行道挑梁的钢筋配置

钢筋混凝土桥的人行道,一般常采用悬臂挑梁结构,以减轻桥面自重,节约材料。四川省过去设计悬臂挑梁多按悬臂简支梁计算,所配钢筋贯穿全挑梁。考虑到人行道悬臂梁的中部是搁置在桥体上的,1978年经四川省交通局勘察设计院科研室对这个问题进行了试验、研究。在《钢筋混凝土人行道悬臂挑梁试验报告》中指出:通过对试验梁(长细比为20∶1,梁长2.4米,中部支承长1.60米,横断宽×高=10厘米×12厘米,两端悬臂各长0.4米,端头横断面宽×高=10厘米×6厘米,设计破坏荷载 P=2.3吨)的实际加载观测,试验证明,如把悬臂梁的支承部位,不加任何     

略谈装配式钢筋混凝土桥上部构造及其裂纹的防止

装配式钢筋混凝土桥上部构造是把预制的钢筋混凝土块件一块一块的吊装到墩台上,然后连结起来,成为一个整体的。这样做有许多优点:1)施工快速;2)构件系预制,能延长施工季节,可以避免由于冬季施工而增加工程费用;3)可以利用机械,减少工数,保证质量等。因此,当有适当的装吊设备及运输工具时,应该尽量的修建这类装配式桥梁。现时一般的装配式钢筋混凝土桥上部构造,系按照苏联1954年公路桥涵标准图第10～11册(人民交通出版社有翻译本出版)修造的,跨径有7.5、10.0、12.5、15及20.0公尺五种。载重分汽-13拖-60和汽-18拖-80两种。净空为净-7。远些上部构造的主梁块件系丁形断面,主钢筋用5是钢做成的螺纹钢筋,混凝土标号为250到300号。所以钢筋和混凝土标号都比以往普通钢筋混凝土桥所用的高。5     

中、小跨径装配式钢筋混凝土桥上部结构——国外现行经验简介(上)

(一)小跨径结构装配式钢筋混凝土桥近年来在各个工业发达的国家有较迅速的发展,中、小跨径的桥在公路上使用的数量最多,因此更宜于工业化地制造和安装。公路桥梁跨径大小的分布据苏联1959年从七条线路的调查资料看,每1000公里的情况如表1,15米以下跨径的占桥梁总跨数的88.3%,其中10及12.5米跨径的跨数即占总跨数的70.4%,其钢筋混凝土用量占总量的54.6%。     

装配式NC板UHPC湿接缝轴拉性能试验研究

装配式混凝土结构因施工便捷、节约工期等优势被频繁应用,常规混凝土结构使用的湿接缝为普通混凝土(NC),但是NC湿接缝与原结构粘结强度不高,导致接缝处出现了大量的病害。而超高性能混凝土(UHPC)有着更小的级配作湿接缝时与原NC结构具有更好的粘结强度,但目前国内对装配式NC-UHPC湿接缝轴拉性能研究较少,故本试验设计NC和UHPC两种湿接缝共6个试件并结合有限元分析,来探讨其轴拉性能。经试验和有限元分析后得出结论:UHPC作湿接缝时装配式NC-UHPC结构的轴拉性能远优于NC湿接缝,试件的初裂及极限荷载均远超NC接缝,故可考虑UHPC作为湿接缝应用。     

临清运河大桥的设计与施工的体会

从山东临清运河大桥的50公尺跨径装配式钢筋混凝土系杆拱主孔的施工中,接触到了不少值得商榷的问题。兹就笔者现阶段体会所及,对于此种桥型结构有关。设计与施工方面的若干问题,提出一些不成熟的看法,以供各方面的参考。关于设计方面通过施工,除已发现我设计图纸上的一些差错小节(如抗风构钢筋尺寸注错与若干钢筋长度计算错误等)外,尚有下列几个比较基本的问题需要商榷: 一、装配式钢筋混凝土系杆拱桥的合理结构型式:     

封一/四

为了解决FRP筋弹性模量低、剪切强度低和延性差的问题,设计和制备了多种规格的FRP-钢筋复合筋,并通过拉伸和剪切试验研究了含钢率和直径对其拉伸性能和剪切性能的影响。然后根据FRP-钢筋复合筋的性能特点及其增强混凝土构件的性能要求,提出了此类构件与相同钢筋混凝土构件的配筋总刚度相等的等效刚度设计法,并试验对比和分析了等承载力与等效刚度2种不同等效设计法设计的FRP-钢筋复合筋增强混凝土梁的受弯性能。结果表明:与FRP筋相比,FRP-钢筋复合筋的弹性模量、延性和剪切性能都明显提高。FRP-钢筋复合筋的弹性模量可达到FRP筋弹性模量的3倍以上,这为等效刚度设计法的实现提供了良好基础。等效刚度设计的FRP-钢筋复合筋增强混凝土梁具有和钢筋混凝土梁接近的屈服前受力性能(挠度和最大裂缝宽度)和良好的延性,并且可使其极限承载力提高30%。即等效刚度设计的此类构件不仅可满足安全性和适用性要求,而且具有更大的承载力储备和更好的耐久性。由于等效刚度设计法可参考现有的钢筋混凝土结构设计规范进行设计,其有望为此类构件和结构设计与工程应用提供简便适用的计算分析和设计方法。     

新型拱式钢筋混凝土梁桥优化设计方案研究

拱式钢筋混凝土梁桥(HCB)是近年国际上兴起的一种环保、美观的新型桥梁,国内尚无工程实例。为探索该类桥在国内推广应用的技术可行性,按照我国相关规范针对HCB结构尺寸和配筋方案进行了16m跨径HCB试设计,建立整桥实体有限元模型,研究结构尺寸参数对HCB基本受力性能的影响,指出设计主要控制因素;利用ANSYS优化模块得到优化设计方案,对优化方案的延性进行了研究。结果表明:试设计方案力学性能满足有关规范要求,设计控制因素包括拱顶内力和主梁挠度;优化后混凝土用量相比同跨径标准预应力空心板梁可节约33%,表明该类桥梁可行合理;HCB延性与底部水平抗拉钢筋数量和拱肋纵筋数量正相关。     

钢筋超高性能混凝土梁受弯试验和有限元分析研究

该文以钢纤维体积掺量、配筋率为基本参数,进行了12根钢筋超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)试验梁和2根普通钢筋混凝土(RC)试验梁的受弯性能试验研究。试验结果表明:UHPC试验梁的开裂、屈服和破坏荷载以及结构刚度均比RC试验梁大,UHPC试验梁的屈服和破坏荷载、延性和抗裂性均随着钢纤维掺量和配筋率的增加而提高。有限元模型参数分析结果表明:配筋率对UHPC试验梁屈服荷载与破坏荷载影响较大,而钢纤维掺量对开裂荷载影响较大;钢筋屈服强度可有效提高UHPC试验梁的延性;UHPC受拉强度的增加对开裂荷载的提高比屈服荷载和破坏荷载明显。最后,提出正截面抗弯开裂弯矩与极限承载力的计算公式,为UHPC桥梁设计规范的制定提供参考。     

钢混组合梁负弯矩区接缝抗拉性能试验研究

依托杭甬高速公路复线滨海互通匝道钢混组合连续梁桥，对钢混组合梁负弯矩区接缝抗拉性能开展试验研究。设计了负弯矩区接缝抗拉性能试验方案，探究接缝钢筋形式、接缝尺寸、接缝钢筋定位偏差等因素对接缝性能的影响；从试件破坏形态、荷载位移曲线等方面，对比分析各因素对接缝试件抗拉性能方面的差异；通过各试件的试验值与有限元模型仿真值对比，验证了负弯矩区接缝抗拉性能试验结果的合理性。研究表明：接缝内环形钢筋在出现钢筋定位偏差时，将显著影响接缝抗拉承载能力及延性；接缝内采用直线钢筋或环形钢筋对湿接缝的抗拉承载力影响较小(约5%以内),且湿接缝宽度在500 mm～700 mm范围内对接缝抗拉性能的影响不显著，但采用直线筋、减小接缝宽度可提升施工便利性。     

悬臂拼装的预应力混凝土桁架悬臂梁试验桥简介

为适应我国具体情况,探索发展大跨径桥梁的新结构,河南省嵩县建成了一座用悬臂拼装方法施工的预应力混凝上桁架悬臂梁试验桥——龙驹沟桥。 预应力混凝土T型悬臂梁桥用悬臂拼装法施工,适宜于跨越大河深谷。过去这类桥梁一般采用箱形截面,因此自重较大,承担自重需要配置许多预应力钢筋。为了节约钢材、水泥,参考各地正大量修建的钢筋混凝土桁架拱桥的设计和施工经验,河南省交通局工程队、勘察设计院、洛阳地区公路总段、嵩县交通局和上海同济大学公路工程研究所等单位,组成设计、施工和科研三结合的机     

装配式钢筋混凝土桥施工经验

1956年我局修建了一座装配式钢筋混凝土桥,计3孔净跨10公尺,全长44.68公尺,上部构造为装配式,下部构造为重力式就地灌注混凝土墩台,载重标准为汽—13及拖—60,桥面宽7.0公尺,人行道宽0.75公尺。兹将该桥设计施工经过扼要介绍如下,并略述我们对装配式桥的几点体会。一、上部构造的设计本桥上部构造标准图主要钢筋是用螺纹钢筋。但在当时未能置到,乃改用3号钢筋代替。按照二局××桥改变设计图纸施工,就是将38公厘圆普通竹节钢代替32公厘螺纹钢,以19公厘代替16公厘,以12公厘代替12公厘。在前面两种钢筋代替后断面增加了41％,而受外力的     

《桥梁加固点滴》

(一)永久式桥的加固钢筋混凝土永久式桥的加固一般是较困难的,因受弯起钢筋的影响;对于钢筋混凝土钣式桥比较容易解决。在加固钢筋混凝土桥时,主要应根据实际观察调查和承载试验。因为许多解放前修建的永久桥,无法知道其钢筋含量,因此无法进行验算。即使知道钢筋含量验算的结果也不一定能符合要求。1.某线有几座钢筋混凝土钣式桥原认为不能通过重型设备,但经过重车试行,结果安全的通过,也就未加     

中小跨径钢-混凝土组合梁桥技术经济性分析

为提升中小跨径桥梁的建设品质,探讨钢-混凝土组合梁桥在中国推广应用的适应性,以美国的冷弯卷边U形钢板组合梁、工字形钢板组合梁通用图以及中国交通运输部的装配式预应力混凝土空心板梁、T梁和小箱梁通用图为依据,采用对比方法,分析了5个相近跨径桥梁上部结构的混凝土和钢材每平方米用量、预制单元吊装质量以及施工便利性、构件可更换性和质量可控性等指标;并在此基础上提出以材料、截面形式、构造和体系为控制指标的中小跨径高性能组合梁桥的内涵。经济性对比表明:5~20m范围内小跨径桥梁,冷弯卷边U形钢板组合梁的混凝土用量为装配式预应力混凝土空心板梁的1/5左右,钢材用量基本持平;20~40m范围内中等跨径桥梁,工字形钢板组合梁的混凝土用量为装配式预应力混凝土T梁和小箱梁的1/3~1/2,钢材用量为装配式预应力混凝土梁的1.5倍左右。技术性对比表明:组合梁桥工业化程度高,质量可控性高;单元质量轻,拼接和连接构造简单,施工速度快;多主梁体系冗余度高,构件更换方便、快捷。采用设计、施工和管养一体化与信息化技术,结构与附属设施一体化技术,可建造充分发挥组合梁桥结构高承载性、承灾性和施工高效性的高性能组合梁桥。     

简化钢筋混凝土桥面铺装的意见

(1)钢筋混凝土桥是否需要按照标准图设置防水层的问题。近十几年来,桥面铺装是采用新的标准图,加铺防水层的。过去桥面铺装,我们一般只在钢筋混凝土桥面板上抹一层水泥沙浆,厚度不超过5厘米,作为磨耗层用;而对于钢筋的防护、预防水份侵蚀等,是靠梁板设计时所预留的保护层,即钢筋与梁板处边沿的净距,大约不会超过三厘米。我们曾经检查了三座这     

钢筋混凝土桥梁裂纹产生的理论分析

在“提高装配式钢筋混凝土桥上部构造的施工质量”与“略谈装配式钢筋混凝土桥上部构造及其裂纹的防止”两文中,提出了装配式钢筋混凝土桥梁肋产生裂纹的不同情况和原因,以及设计与施工方面应注意的一些问题。此外,近年来公路上所修建的大跨径(33公尺)钢筋混凝土悬臂梁桥中,也有不少的粱发生了裂纹。这些裂纹的产生在理论上应该怎样解释?裂纹产生后对构造物的耐久性的影响如何?以及如何防止裂纹的产生等等都是值得研究讨论的问题。本文拟从理论上来研究裂纹出现的问题,作为设计和施工方面的参考。     

型钢-混凝土组合加固技术在空心板桥中的应用

装配式空心板桥由于铰缝损伤而出现"单板受力"问题,为增强梁板间的横向连接,提出型钢-混凝土组合加固技术,以寿昌江二号桥(装配式预应力钢筋混凝土简支空心板桥)为背景,简述该技术在该桥中的应用。型钢-混凝土组合加固是在沿梁底铰缝两侧设置剪力键,纵向锚贴U形钢板,并在U形钢板和铰缝间灌注高强自密实灌浆料。为检验加固效果,对该桥第2跨进行加固前、后的静载试验。结果表明:加固后该桥跨中应变平均降低20%,挠度平均降低25%以上,桥梁的刚度有所提升;加固后1号板的横向分布系数增大,1号与2号梁板间的铰缝损伤得到修复。实践证明,型钢-混凝土组合加固技术可增强主梁间的横向联系,能有效解决"单板受力"问题。     

钢筋混凝土组合截面构件最小配筋计算方法及算例

在《公路桥规》（JTJD62-2004）给出的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋最小配筋率的基础上,本文充分考虑到组合梁的横截面几何特性,用Mathematica4．0计算任意截面梁纵向受拉钢筋最小配筋率,并对其在旧桥改造中的应用特例进行分析,可供工程技术人员参考使用。