钢筋连接新老混凝土结合路面的力学性能

新老混凝土连接性能是影响混凝土路面维修加固效果的重要因素,通过将钢筋机械连接件引入到新老混凝土界面连接中,并借助有限元数值分析综合分析了汽车轮载作用下,钢筋连接的新老混凝土结合路面的力学性能,数值计算结果表明:通过在新、老混凝土路面间设置钢筋连接件可有效抑制路面变形,并能有效控制剪应力在新、老混凝土界面之间的传递,且设置钢筋能在新、老混凝土界面间出现裂缝后发挥更明显作用,并对界面开裂有较好的抑制作用。     

UHPC加固RC结构交界面抗剪性能试验研究

UHPC具有超高强度、耐久性好、韧性高等特性,加固老旧钢筋混凝土(RC)结构可大幅提高其抗裂、防水及耐久性能,而现浇UHPC与原混凝土的交界面抗剪性能是加固安全性能的关键。为研究加固构件交界面的抗剪性能,设计4组构件,分别为界面不处理(GH-C50组)、界面凿毛处理(ZM-C30组、ZM-C50组)、界面植筋处理(ZJ-C50组),然后对现浇UHPC加固并进行推出试验。试验结果表明:UHPC加固RC结构其交界面抗剪强度高、耐久性好,未发生收缩开裂等病害;构件破坏形式,在ZM组中为界面剪切破坏,在GHC50组、ZJ-C50组中为普通混凝土受剪破坏;对构件进行植筋处理,有助于提高构件的稳定性及延性,其滑移距离相比GH构件得到极大提高;ZM-C30、ZM-C50、GH-C50、ZJ-C50构件的抗剪强度分别为同等级普通混凝土抗剪强度的47.1%、57.9%、44.4%、70.5%,这可为加固构件界面抗剪强度计算提供参考依据。     

钢筋混凝土桥梁桥面维修工程植筋设计

结合工程实际,介绍了“植筋法”在维修桥面铺装工程中的应用和主要注意事项;讨论了新老混凝土粘结强度的主要影响因素和新老混凝土结合面抗剪植筋设计方法。     

预制小箱梁近支点湿接缝抗剪机理试验及理论研究

预制小箱梁采用整体抽拉式钢内模形成的近支座处接缝处于剪力最不利位置,界面上纵筋配筋率低、无预应力钢束穿过、锚固端在此形成刚性的剪切键。为揭示此种接缝构造的抗剪承载机制,设计制作9组18个Z形直剪试件进行静载试验,通过分析各试件的破坏形态、荷载-位移曲线及抗剪承载力,研究新老混凝土结合面单独加入界面钢筋、刚性剪切键以及将界面钢筋和刚性剪切键组合在一起(简称为组合试件)对结合面剪切性能的影响。研究结果表明：界面钢筋能有效提高结合面的抗剪承载力,界面钢筋试件的抗剪承载力为基本试件的1.74～2.67倍,构件抗剪承载力与界面配筋率有较好的线性关系;界面钢筋的承载机理符合摩擦抗剪理论,试件沿平行结合面约40°方向错动;刚性剪切键试件的荷载-位移曲线经历了先下降后上升的过程,刚性剪切键在结合面处起销栓作用,破坏模式为销栓抗剪引起的混凝土破坏;组合试件的抗剪承载力为基本试件的3.23～3.48倍,其中界面钢筋提供的抗剪能力占构件平均抗剪承载力的48.6%～52.2%,刚性剪切键提供的抗剪能力占构件平均抗剪承载力的20.2%～24.6%;将刚性剪切键受剪导致混凝土破坏的抗剪承载力表达为基材混凝土强度、...     

非同时受压矩形钢管混凝土界面传力特性研究

受结构构造、施工方法及制作精度等影响,钢管混凝土桥梁节点区域传力较为复杂,压力荷载传递往往先由钢管或混凝土承担,经过一定长度后再由钢管和混凝土共同承担,钢管和混凝土非同时受压现象较为普遍。界面传力机理决定着非同时受压钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的工作特性。基于弹性连续介质层法,利用变形协调条件,建立了非同时受压矩形钢管混凝土界面传力理论分析模型,推导出剪力传递长度及界面纵向剪力的解析表达式。经有限元验证理论分析模型,进行了矩形钢管混凝土界面传力特性的敏感性参数分析,给出了矩形钢管混凝土剪力传递长度和界面纵向剪力的变化规律。结果表明：给出的界面相对滑移、界面纵向剪力、剪力传递长度等解析公式计算精度较高,可为钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的设计计算提供理论依据;剪力传递长度是反映钢管混凝土界面传力特征的关键指标,决定着钢管与混凝土协同作用范围及强弱;弹性工作阶段混凝土先受压和钢管先受压时界面剪力传递长度相等,与轴力无关,受界面剪切刚度影响规律相同;界面纵向剪力与轴力成正比;剪力传递长度随界面剪切刚度的增大而减小,与之呈负指数函数关系,随钢管、混凝土的轴压刚度增大而增大,与之呈...     

机场道面快速薄层修补技术试验研究

以呼和浩特白塔国际机场为依托,对飞行区水泥混凝土道面快速薄层修补技术进行试验研究。根据水泥混凝土修补薄层的实际应力特点,研究新老混凝土界面抗剪粘结强度,分析得出粗糙度是影响新老混凝土抗剪粘结强度的可控因素。将老混凝土表面凿毛成1mm～2mm、2mm～3mm、3mm～4mm、4mm～5mm、5mm～6mm和6mm～7mm六种粗糙度后进行直剪试验,研究表面粗糙度与界面抗剪粘结强度的关系。研究结果显示:当老混凝土平均构造深度在3mm～4mm时,新老混凝土抗剪粘结强度最大。试验研究结果可为现场施工提供参考。     

预应力束断后黏结性能退化试验与模拟研究

针对氯盐环境下后张预应力混凝土（PC）梁端锚区预应力束锈蚀断裂问题,该文采用电化学加速锈蚀试验得到3个端锚区预应力束断裂后的PC构件,开展静力拉拔试验,研究混凝土强度和箍筋直径对断后预应力束黏结性能的影响。结果表明：钢绞线黏结破坏始于拉拔端,并向自由端逐渐发展;提高混凝土强度等级和箍筋直径可提高预应力束与混凝土界面间的黏结性能。采用Abaqus软件对断后预应力束黏结性能进行数值模拟,结果表明：黏结-滑移的数值模拟结果和试验值变化规律一致,吻合度较高;混凝土和预应力束的应力云图表明：混凝土和预应力束的应力沿试件拉拔端向自由端折减,应力传递过程中伴随着应力损失。     

高应力下砂与混凝土界面单剪试验研究

通过对高应力下饱和砂土同混凝土界面一系列单剪试验数据的分析得到：高应力下砂土同混凝土界面剪应力-剪切位移关系,可用一条曲线和一条平直线表示;高应力下界面的强度准则可用无粘聚力的莫尔-库仑公式表示。     

矩形钢管混凝土构件扭转性能及设计方法研究

基于ABAQUS软件,建立了圆形、方形及矩形钢管混凝土构件在纯扭矩作用时的数值模拟模型,并采用已有研究者完成的圆形及方形构件扭转试验结果对理论模型进行了验证,理论计算结果和试验结果总体上吻合良好。基于此理论模型,对影响矩形钢管混凝土构件扭转力学性能的主要因素进行了分析,考虑了钢材强度、混凝土强度、含钢率和截面高宽比等的影响。结果表明,钢材强度及混凝土强度只影响矩形钢管混凝土纯扭构件的Tθ关系曲线数值,对其形状影响不明显,含钢率和截面高宽比对Tθ关系曲线的数值和初始刚度都有影响。在参数分析的基础上建议了矩形钢管混凝土构件抗扭强度承载力计算公式。     

复合式路面层间界面力学特性试验研究

为了研究复合式路面层间界面的力学特性,通过自主研发设计的一种原理简单的直接拉伸仪器和层间剪切试验仪,对高黏弹沥青砂与水泥混凝土板复合式路面的层间界面拉伸与剪切特性进行了试验研究。研究结果表明:沥青砂与混凝土界面的抗拉强度随着加载速率的增大而增大,随着温度的升高而降低,从而可知在夏季高温时,沥青砂与混凝土之间的界面容易发生拉伸破坏;结构层间的的抗剪强度随着温度的升高而减小,随着加载速率的增大而增大,随着法向应力增大而增大。文中有关结论可为进一步研究层间界面力学与路用性能的关系、高黏沥青砂应力吸收层的设计与施工提供指导。     

植筋技术在高速公路扩建工程中的应用

钢筋种植技术应用于高速公路扩建工程,能较好地解决新老桥梁、新老结构物之间的连接和行车荷载均匀传递的问题,有效地防止或削弱新老混凝土之间的裂缝产生。本文就沪宁高速公路扩建工程通过在原有的桥梁和结构物上种植钢筋,改善新老混凝土结构体的受力性能进行了分析,对其应用技术进行了总结。     

计及界面损伤的钢纤维混凝土桥面铺装层破坏分析

借鉴复合材料力学分析方法,建立一种计及界面破坏的分层剪滞模型,并结合能量破坏准则,研究了桥面板和含裂缝的钢纤维混凝土桥面铺装层组合体系在负弯矩作用下的应力重新分布规律和铺装层的强度极限,定量获得了铺装层与桥面板之间的界面破坏区长度和铺装层的强度极限与界面剪切强度的关系。结果表明:界面破坏区长度随界面剪切强度的增加而减小;铺装层的强度极限随界面剪切强度的增加先增大后减小;适宜的界面粘结,铺装层的强度极限最高。     

CRC+AC复合式沥青路面层间界面粘结层抗剪强度试验研究

对于连续配筋混凝土(CRC) 沥青混凝土(AC)复合式沥青路面,层间界面抗剪切是一项重要的设计指标,它对于减少路面的车辙、滑移、拥包等具有十分重要的意义。通过便携式岩土剪切仪进行CRC AC层间界面粘结层材料的剪切试验,分析层间结合材料及防裂土工布等因素对界面粘结材料抗剪强度的影响,并对层间粘结层的结构与材料提出建议。     

考虑界面状态的复合式路面层间黏结性能研究

针对复合式路面层间脱黏、耐久性较差等问题,考虑路面层间黏结状态,借助双层车辙板芯样试件的层间剪切与拉拔试验,分别研究了界面拉毛深度、拉毛宽度、拉毛间距3个指标对层间抗剪强度和拉拔强度的影响,并对比分析了界面拉毛技术与界面粗糙处理技术、未处理的优势。试验结果表明:与经过简单的界面粗糙处治相比,界面拉毛处治能显著提高刚柔复合式路面层间剪切与拉拔强度,分别达84.3%、132.8%;正交试验所得复合路面层间界面抗剪强度和拉拔强度的最优组合为拉毛深度10mm,宽度13mm,间距8mm,可为"白改黑"及复合式刚柔路面设计、施工和管理提供技术支撑,为道路工程改扩建及养护提供新视野。     

上海长江大桥组合索塔锚固区受力数值计算

结合上海长江大桥具体工程,采用空间有限元模型详细模拟索塔中各部分构件,考虑钢锚箱与混凝土间的相互作用,计算索塔中钢锚箱板件的应力和混凝土的应力,分析斜拉索索力在索塔锚固区的传递分配关系。     

钢桥面与环氧沥青铺装界面剪切特性

为了给钢桥面铺装设计提供参考,针对钢桥面铺装工程中普遍采用的环氧沥青混凝土铺装结构,考虑了温度、法向应力等影响因素,进行了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面剪切特性的试验研究。采用钢-混凝土界面剪切试验装置(Steel-Concrete Interface Shear,SCIS),在25℃、60℃两种温度和0,0.2,0.5,0.7 MPa四级法向应力水平下测试了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面的剪切性能,获得了界面剪切破坏形态、抗剪强度、残余抗剪强度、剪应力-剪切变形曲线等试验结果,分析了温度、法向应力对界面抗剪强度的影响规律以及界面的黏结-滑移机理。基于摩尔-库仑强度理论建立了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面在25℃和60℃两种温度条件下的抗剪强度包络线。研究结果表明:在仅考虑温度和压、剪应力的条件下,钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面破坏产生于防腐涂装与防水黏结层的界面区;界面抗剪强度随温度降低和法向应力水平增加而增大;残余抗剪强度受温度影响较小,主要随法向应力增加而增大;界面剪应力-剪切变形曲线具有韧性破坏特征且呈四阶段发展规律;钢桥面与铺装界面的抗剪强度包络线可采用摩尔-库仑强度理论进行建立。     

设防水层桥面铺装抗剪性能研究

选用A、B和C等3种防水材料,通过剪切试验,在不同材料类型、温度和混凝土表面状况时,对材料的抗剪强度和界面剪切系数分别进行了分析,提出了材料的抗剪性能变化规律.研究结果显示,材料不同,对温度变化的敏感性不同.结合实际路况,同时考虑温度的敏感性和不同温度时的抗剪强度值,总体评价B材料相对较好;随着温度的升高,材料与混凝土表面间的界面剪切系数逐渐降低.试验结果同时表明,3种材料在粗糙状态比光滑状态时的抗剪强度都高;随着混凝土表面越来越粗糙,3种材料的界面剪切系数急剧增大,说明材料与混凝土的抗剪能力随着混凝土表面的粗糙程度增大而增大;与此同时,界面剪切系数将不同表面状况下的抗剪能力合理拉开,更能科学地区分材料抗剪性能.材料厚度相同时,3种不同品牌材料抗剪性能差别不大;对于厚度较厚的A4材料,抗剪强度相对较高;另外,由于厚度和品牌不同,其界面剪切系数差别很大.     

混凝土多轴强度在桥梁构件分析中的应用

文章简要回顾了混凝土结构设计理论的发展过程,指出了现有桥梁结构设计规范在混凝土强度取值上的缺陷,探讨了混凝土单轴强度与多轴强度对混凝土构件承载力的影响,分析表明:当混凝土构件处于二轴或三轴应力状态时,用单轴强度进行验算有明显误差,当其中一个轴受拉时,用单轴强度设计的构件实际承载力偏低,导致结构设计偏于不安全,而二轴或三轴均受压时,用单轴强度设计的构件实际承载力偏高,导致材料浪费。本文研究结论对多轴应力状态下混凝土结构的设计具有重要的应用价值。     

材料特征对新浇筑混凝土与基体混凝土界面黏结性能的影响

新浇筑混凝土原材料组成及性能特征对新浇筑-基体混凝土界面黏结性能有重要影响，为此，采用自行设计加工的45°Z型斜剪、轴向拉拔夹具，开展新浇筑混凝土-基体混凝土界面剪切试验和钻芯拉拔试验测试，研究了新浇筑混凝土粗集料石粉含量、粗集料最大粒径、单掺钢纤维和聚合物乳液、复掺钢纤维和聚合物对3 d、28 d新浇筑混凝土-基体混凝土界面抗剪强度及90 d界面黏结强度的影响。研究成果表明：粗集料中石粉含量在不超过5%的情况下，有助于改善新浇筑混凝土-基体混凝土界面黏结性能；适当减小新浇筑混凝土中粗集料最大粒径能有效提高新浇筑混凝土-基体混凝土28 d、90 d界面黏结性能；粗集料最大粒径对新浇筑混凝土-基体混凝土界面黏结强度影响依次为：钢纤维混凝土>普通混凝土>钢纤维聚合物混凝土>聚合乳液改性混凝土；在新浇筑混凝土中掺入钢纤维和聚合物乳液有助于改善新浇筑混凝土-基体混凝土界面黏结性能，且钢纤维和聚合物乳液复掺效果优于单掺，新浇筑混凝土-基体混凝土界面黏结性能优劣顺序依次为：钢纤维聚合物混凝土>聚合乳液改性混凝土>钢纤维混凝土>普通混凝土。     

预应力在钢-混凝土组合梁剪力键中的传递

针对混凝土翼板设置后张预应力的连续组合梁,建立预应力从梁端混凝土向组合梁全截面传递的力学模型,根据连接件剪切滑移本构关系及预应力束对称截面处的界面滑移为零的边界条件,解得混凝土翼板轴力、钢梁轴力及界面剪力的分布函数,求得组合梁考虑连接件柔性的混凝土有效预压应力。结果表明,影响组合截面内力分布的主要因素是剪力连接件的滑移刚度、预应力束长度及混凝土板与钢梁的轴向刚度比;预应力束越长,界面剪力分布越平缓,界面滑移愈小。