疲劳加载对部分预应力混凝土梁钢筋应力,裂缝宽度及静力强度的影响

作者根据四片静力循环加载和八片疲劳加载部分预应力混凝土梁的试验结果，重点分析了梁的裂缝开发过程以及疲劳加载对梁的钢筋应力和裂缝宽度的影响，指出由于部分预应力混凝土梁持裂缝宽度限值较小，在设计使用荷载下梁的裂缝开展仍处于不稳定的发展状态，裂缝处受拉区混凝土相对于受位钢筋仍具有相当明显的作用。疲劳加载对钢筋应力及裂缝宽度的影响主要归因于拉区混凝土的进一步疲劳开裂。此外，还分析了混合配筋部分预应力混凝土     

基于裂缝宽度的部分预应力混凝土梁设计方法

为了简化部分预应力混凝土梁的设计过程, 减少设计试算的次数, 缩小预应力筋用量的取值范围, 提出了基于裂缝宽度的部分预应力混凝土梁设计方法; 从正常使用状态的裂缝宽度出发, 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004) (简称《公路规范》) 中对裂缝宽度的规定, 通过最大裂缝宽度求解受拉区普通钢筋的应力, 并建立关于开裂截面中性轴高度的一元三次方程; 根据预应力筋的有效应变要求, 结合《公路规范》中最小配筋率的规定, 得到了预应力筋用量的上、下限; 给出了设计方法的主要步骤和具体验算过程, 并设计了1根T形截面试验梁, 以验证设计方法的合理性。研究结果表明: 验算梁的抗弯承载力及预应力筋用量的上、下限满足规范要求; 试验梁的荷载与挠度基本呈现三折线关系, 在外荷载为50.0kN时, 试验梁跨中出现裂缝, 外荷载为128.5kN时, 试验梁受拉普通钢筋屈服, 外荷载为157.8kN时, 试验梁跨中混凝土压碎破坏, 试验梁总体呈延性破坏特征, 满足承载性能要求; 在受拉普通钢筋屈服前, 试验梁实测最大裂缝宽度为0.18mm, 未超过预估的最大裂缝宽度0.20mm, 满足正常使用要求。可见, 提出的设计方法合理、可行, 能够简化部分预应力混凝土梁的设计过程。      

疲劳荷载作用下部分预应力混凝土梁的裂缝控制

部分预应力混凝土结构的裂缝宽度控制一直是工程界和理论界所十分关注的问题,也是人们争议最多的问題之一。本文在分析前人的研究结果和实践经验的基础上,强调用限制钢筋应力增量的办法来控制裂缝宽度的合理性和重要性。针对六片无粘结部分预应力混凝土梁的静力和疲劳试验结果,分析了重复荷载作用之后裂缝宽度和普通钢筋中残余应力的发展规律,提出了考虑该残余应力的重复荷载作用N次之后的裂缝宽度计算公式,并给出了一个初步的、用于限制部分预应力混凝土梁裂缝宽度的钢筋中应力增量的限值。     

无粘结部分预应力砼梁疲劳抗剪强度试验研究

本文依据８片无粘结部分参应力砼梁的疲劳抗剪试验结果，分析了箍筋应力及试验梁的破坏现象，研究了剪跨比，承应力度，疲劳上限剪力，荷载作用次数，配筋率对箍筋应力的影响，并且提出了无粘结部分预应力砼梁箍筋应力的计算公式，计算值与试验结果吻合良好。     

重复荷载下高铁24m箱梁模型试验研究

对高速铁路中广泛应用的预应力混凝土简支箱梁进行了多级重复荷载下的模型试验．试验的主要测试结果包括2种加载方式下梁的裂缝宽度和裂缝分布展开情况,荷载-挠度曲线和弯矩-转角曲线,混凝土和普通钢筋的应变分布等．研究结果表明：混凝土首先在跨中底板出现裂缝,然后慢慢向腹板扩展．在纯弯段,裂缝间距分布比较均匀．在施加荷载超过开裂荷载不多的情况下卸载,裂缝在预应力筋的作用下能够闭合．箱梁的最终破坏现象是混凝土顶板的压溃爆裂,跨中极限位移为跨径的1/55．重复加载下的荷载位移曲线的包络线有3个拐点,分别对应于混凝土开裂,钢筋屈服,预应力筋屈服;而重复荷载下的弯矩转角曲线在整个过程中有一个拐点,对应于预应力筋的屈服．     

单索面部分斜拉桥拉索区横隔梁空间应力分析

以湖北省某座双塔三跨部分斜拉桥为工程背景,采用Midas/FEA空间有限元分析软件建立了索梁锚固区梁段实体模型,通过对竖向预应力的选型及横隔梁的钢束配置情况对比分析,得出拉索区横隔梁空间应力分布状态。分析结果表明,在最不利荷载组合下,横隔梁区域以及索梁锚固区箱室局部存在较大拉应力,通过施加横隔梁横向钢束,其拉应力值得到了有效降低,以防止横隔梁底部及索梁锚固区箱室出现开裂现象,同时竖向预应力采用无粘结预应力钢棒,较传统竖向预应力钢筋具有材料性能优异、施工工艺简单、施加预应力效果较好等优点。     

活性粉末混凝土T形梁承载力试验与全过程分析

为了研究活性粉末混凝土（RPC）桥梁的设计理论与设计方法,本文对RPC T形桥梁进行了设计和静载试验,并对跨中截面承载力进行了全过程分析.该T形桥梁包括两片T形梁,跨度为20 m,梁高1.35 m.通过对两片RPC T形梁进行静力加载试验,测试了梁体的跨中下翼缘的拉应变随荷载的变化情况,结果表明,梁体的承载能力和抗裂性均满足规范要求.根据全过程分析结果,梁体的承载力安全系数可达2.25,通过分析与试验结果的对比,验证了全过程分析中采用的参数和假设条件的正确性.     

无粘结预应力混凝土框架抗震性能的试验研究

通过2榀2种类型(梁和柱均配置无粘结预应力钢筋和仅梁配置无粘结预应力钢筋)无粘结预应力混凝土框架模型在水平低周反复荷载作用下的试验，对其破坏形态、延性、强度、刚度及能量耗散能力等进行了研究．试验结果表明：能量主要由框架的非预应力构件承担，而且主要集中在框架柱上；对于梁和柱均配置无粘结预应力钢筋的框架，能量大部分集中于框架的中柱．     

免拆卸水泥复合模板-结构混凝土梁的抗弯性能研究

通过对2根梁试件（一根免拆卸模板混凝土梁,一根普通混凝土梁）的试验,研究了免拆卸模板混凝土受弯梁在单调荷载作用下的基本力学性能,包括荷载挠度变化规律、跨中混凝土应变、受力钢筋应变、正截面承载力、破坏形态等,对免拆卸模板一结构混凝土梁与普通混凝土梁的受力性能进行了对比。实验结果表明：采用现行规范计算免拆卸模板一结构混凝土梁的抗弯承载力具有较高的安全性能;免拆卸模板一结构混凝土梁能够满足挠度限值的要求;免拆卸模板．结构混凝土梁具有与常规混凝土梁相近的抗弯性能。     

钢绞线局部锈断混凝土梁疲劳性能试验研究

针对预应力混凝土桥梁中钢绞线局部锈蚀造成疲劳性能退化问题,制作了6根预应力混凝土梁,对其中4根不同钢绞线锈断位置的试验梁进行电化学加速锈蚀试验、静力加载和疲劳加载试验,研究了钢绞线断裂后预应力混凝土梁的疲劳性能退化机理和力学性能退化规律,分析了混凝土表面裂缝扩展、荷载-挠度关系及疲劳寿命.研究结果表明:L/4锈断位置处的试验梁刚度退化和裂缝扩展规律,与未锈蚀梁和端部锈蚀梁的差异明显;不同锈断位置的预应力混凝土梁的静载和疲劳性能均有不同程度降低;当锈断位置处于梁端时,钢绞线与混凝土形成二次锚固效应,对梁的刚度保证具有积极作用.     

G104国道绍兴段公路桥梁疲劳车辆荷载模型研究

基于WIM系统采集得到G104国道绍兴段一个月的交通荷载数据,首先划分交通荷载的车型类别,并对轴载质量、轴距等参数进行统计分析。然后,根据疲劳等效损伤原理,建立疲劳等效车辆模型。在此基础上,推导得出适用于该路段的疲劳荷载谱,并选用20m钢筋混凝土简支T梁构建疲劳验算模型,基于应力-寿命曲线和Miner线性累积损伤理论计算分析各疲劳车型产生的疲劳损伤度值。最后,根据各疲劳车型的疲劳损伤度比大小,选取典型疲劳代表车型,建立适用于G104国道绍兴段的公路桥梁疲劳车辆荷载模型。通过计算分析可知:G104国道绍兴段的N7疲劳车型产生的疲劳损伤值最大,钢筋应力幅值及实际加载循环次数是决定疲劳损伤值大小的主要参数。钢筋应力幅值主要由疲劳荷载的车型与载重质量大小控制,而实际加载循环次数则与通行荷载的交通流量大小密切相关。     

部分预应力混凝土梁的疲劳

当前在铁路桥梁采用部分预应力混凝土以改善其综合性指标之中,一个突出的问题是如何进行疲劳验算,且验算的准则如何制订。本文综述普通钢筋、预应力筋及混凝土的当代疲劳试验成果及设计规范规定,按我国铁路标准活载对8片跨度为12m的部分预应力混凝土低高度梁,按不同预应力比率算出荷载应力的变化,论证其疲劳验算的控制条件,认为疲劳薄弱环节是其普通钢筋,而我国生产的16Mn热轧钢筋由于其凸肋根部半径与凸肋高度的比值较大致使疲劳强度较高,故也不会对疲劳起控制作用。本文还就进一步的研究提出了建议。     

部分预应力砼梁斜截面疲劳寿命的计算

本文根据试验结果，分析了部分预应力梁的剪切疲劳行为和剪切疲劳破坏特征，研究了部分预应力梁的疲劳抗剪强度及疲劳寿命的计算方法，阐述了箍筋应变及预应力度对疲劳寿命的影响；试验表明，预应力度愈高，梁的疲劳寿命愈长，本文分析了这种现象的原因，在试验中我们观察到，在第一根箍筋疲断以后，梁还可以承受数十万次乃至上百万次的循环荷载，有些文章也报道了这一现象，但却仍把第一根箍筋的疲断看作梁的破坏，本文认为：应该考     

PP-ECC梁抗弯性能试验研究

为研究聚丙烯纤维水泥基复合材料（PP-ECC）梁与普通钢筋混凝土梁在弯曲荷载作用下力学性能的差异,通过四点弯曲加载,对PP-ECC梁的抗弯性能进行了试验探究. 对PP-ECC梁的弯曲破坏过程进行了阶段划分;基于计算假定和简化后的PP-ECC本构模型推导出PP-ECC梁各阶段的理论临界荷载;通过试验结果对计算模型进行验证,并对比相同配筋率下PP-ECC梁与普通钢筋混凝土梁在抗弯承载力、裂缝发展形态、跨中最大变形以及延性等方面的差异. 研究结果表明:受拉区PP-ECC材料开裂之后并不退出工作而是协同受拉钢筋参与全截面受力;使用简化本构模型计算的PP-ECC梁理论抗弯承载力计算模型精度达到0.83～1.17,具备较良好的精度;PP-ECC梁在达到极限状态时,受拉区呈多裂缝稳态发展,在达到80%极限承载力时,最大裂缝宽度小于0.2 mm;相同配筋率下,PP-ECC梁在每一加载级别的变形、跨中最大变形以及位移延性系数均高于普通钢筋混凝土梁（跨中最大变形和位移延性系数平均提高71.39%和42.84%）,并且随着配筋率的提高,跨中最大变形和位移延性系数下降;配筋率相同时,PP-ECC梁的极限抗弯承载力较普通钢筋混凝土梁平均提高6.09%.      

无粘结预应力简支试验梁变形和应力分析

无粘结预应力技术在工程中的应用越来越广泛,对无粘结预应力结构的研究也越来越重要。以1片试验梁为研究对象,通过分级施加竖向荷载和预加力,测试各级荷载作用下试验梁的变形和应力(应变),采用ANSYS有限元软件建立试验梁的有限元分析模型,     

碳纤维加固预应力钢筋混凝梁抗弯试验研究

为进一步了解加固预应力梁的受力性能,通过试验研究了碳纤维布加固预应力钢筋混凝土梁的抗弯性能,量测了各试验梁的钢筋、碳纤维和跨中截面混凝土表面的应变、梁的变形曲线、裂缝的形态和发展及正截面受弯破坏形态等;得出了试验梁的跨中荷载-挠度曲线,并且对试验结果进行了分析.试验结果表明,粘贴碳纤维布可以明显提高梁抗弯承载力,粘贴一、两层纤维布的完好梁承载力提高幅度分别为44.73%和55.81%;初始微裂缝对碳纤维布加固预应力混凝土梁的影响较小.     

加载顺序及加载幅值对沥青混合料性能的影响分析

基于应变控制的沥青混合料四点弯曲疲劳试验,研究了加载顺序和加载幅值对沥青混合料动态黏弹性参数的影响。结果表明:采用先低后高的加载顺序控制时,劲度在两阶段都会随着荷载作用次数的增加而减小,相位角在两阶段会随着荷载作用次数的增加而增加;采用先高后低的加载顺序时,低荷载阶段劲度的变化和相位角的变化会出现两种情况,当高低荷载较为接近时,低荷载阶段的劲度随着荷载作用次数的增加而减小,相位角随着荷载次数的增加而增大;当高低荷载的幅值相差较大时,低荷载阶段的劲度先增大后减小,相位角先减小后增大。通过相位角分别计算出疲劳试验中的黏性模量和弹性模量,揭示了先高后低顺序过程中低荷载阶段劲度先增大后减小和相位角先减小后增大是由于沥青混合料中弹性恢复引起的。     

碳纤维网格加固超载梁抗弯性能试验

为研究碳纤维网格加固不同幅值下超载梁的工作性能,本试验分别对5根超载梁进行了抗弯试验.以不同加载幅值、加固方式为变量,从试验的破坏形态、挠度变化、应变分析、裂缝的发展与分布、抗弯承载能力、混凝土和钢筋应变等,分析了碳纤维网格加固超载梁的性能.试验结果表明:超载幅值大小、加固方式和加固量都会影响梁的极限承载力、抗弯刚度和挠度、裂缝的发展和分布;在有限次超载作用下,桥梁构件的承载力提高,随着超载幅值的增大,受损严重的梁加固效果不如轻微或者中度超载梁的明显.     

用解析刚度法求解高强钢筋混凝土梁的疲劳刚度

通过对9根高强钢筋混凝土梁的疲劳试验进行研究，用考虑混凝土和钢筋应变增大系数的解析刚度法提出了高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的刚度计算公式，并对公式中的各项系数进行了分析，最后将计算值和试验值进行了比较，计算结果与试验结果符合良好。     

疲劳荷截作用下箍筋行为的分析与计算

本文根据２１片部分预应力混凝土Ｔ梁疲劳试验结果，分析了在重复荷载作用下箍筋的应力变化情况以及变幅荷载对箍筋应力的影响。提出了用瞬时荷载下箍筋的总应变做为箍筋损伤的量度；利用等损伤原则，从而沟能字变幅荷荷载与常幅荷载之间的关系。所建议的各个公式与国内外现有试验结果比较均有较好的吻合性，可供修订规范及设计参考。