锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的试验研究

鉴于现在广泛应用的拉拔式试验结果不能反映实际受弯构件中钢筋与混凝土的粘结性能,设计了梁式试件来研究钢筋与混凝土之间粘结性能.采用半干法的钢筋通电快速锈蚀法对钢筋进行锈蚀.在此基础上,对锈蚀钢筋的混凝土梁受力各阶段特征点的粘结应力及滑移值进行试验测定,拟合出粘结滑移曲线及锈蚀对粘结性能影响曲线.基于试验数据,提出了锈蚀率及锈胀裂缝宽度对钢筋与混凝土粘结强度影响系数的建议表达式.     

500MPa级细晶粒热轧带肋钢筋在混凝土中的锚固性能试验研究

对试验用500 MPa级细晶粒热轧带肋钢筋进行了材料力学性能试验,试验结果表明:钢筋的屈服强度实测值均500 MPa,极限抗拉强度实测值均680 MPa,抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值1.25;通过75个500 MPa级细晶粒钢筋的拉拔试验,分析了粘结滑移曲线的特点及粘结破坏形态;考虑混凝土强度、锚筋直径、锚固长度、保护层厚度和横向配箍率等锚固影响因素,拟合回归得出HRBF500钢筋极限粘结强度计算公式,并给出HRBF500钢筋在混凝土中的锚固长度设计建议。     

变形钢筋与活性粉末混凝土的粘结性能试验研究

通过不同直径和不同埋长的普通热轧变形钢筋活性粉末混凝土的钢筋拔出试验,研究变形钢筋与活性粉末混凝土的粘结性能及粘结—滑移的本构关系。研究表明:活性粉末混凝土与钢筋的极限粘结应力随着钢筋直径的增加而下降,钢筋直径相同时随着锚固长度的增加而降低。提出普通热轧变形钢筋与活性粉末混凝土的极限粘结强度与锚固长度的计算公式。运用该计算公式得出,直径为14和16 mm钢筋的锚固长度适宜取3倍钢筋直径,直径为18 mm钢筋的锚固长度适宜取4倍钢筋直径。根据试验数据回归出基于相对保护层厚度和相对有效粘结长度的极限粘结应力计算公式和粘结应力与滑移的本构关系式。     

高性能注浆体与岩锚结合面粘结性能的试验研究

当前岩锚体系中使用的普通水泥注浆料存在粘结强度较低、耐久性较差等问题,导致岩锚体系地下工程量大、耐久性不足。RPC及DSP具有高抗压强度、高耐久性及高韧性等优良性能可能成为岩锚体系中普通水泥注浆料的替代品。基于现场拉拔试验,研究不同粘结长度下RPC、DSP与灰岩及精轧螺纹钢筋间的粘结性能,得到结合面间粘结强度及锚固体系破坏形式。结果表明:RPC、DSP与精轧螺纹钢间粘结强度为23.3~31.4 MPa,试验中发生螺纹钢筋与注浆体间界面破坏,此时注浆体与灰岩间相应的粘结强度为7.1~8.27 MPa,仍远大于普通水泥浆与岩石间0.1~3MPa的粘结强度。基于室内推出试验,对RPC、DSP及普通水泥浆与花岗岩间粘结性能进行对比研究,研究不同粘结长度下,RPC、DSP、普通水泥浆与花岗岩间的粘结性能,得到结合面间粘结强度及荷载-滑移曲线。结果表明:RPC、DSP、普通水泥浆与花岗岩间粘结强度分别为11.50 MPa、9.39 MPa和2.57 MPa。     

部分预应力混凝土结构开裂后的钢筋应力增量计算

混合配筋的部分预应力混凝土结构，由于两种钢筋与混凝土粘结性能存在差异，故其开裂后两种钢筋应力增量会有不同的分配关系，文章介绍结构开裂后钢筋应力增量的计算方法，算例证明计算值与试验值吻合较好。     

用数值分析方法预测钢筋混凝土的粘结强度

本文利用非线性有限元方法来处理钢筋混凝土的粘结问题,在建立材料模型时采用了单轴应力—应变全曲线,以及二维(三维)应力状态的破坏包络线(面),对钢筋和混凝土之间的滑移进行了模拟计算,得出了粘结剪应力、正应力与滑移量之间的关系曲线,以及钢筋附近的塑性变形区和裂纹分布呈圆锥形的分布图。计算结果与相应的拔出实验结果基本一致,另外还发现钢筋混凝土同样存在不连续强度。     

桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋S-N曲线试验研究

研究目的:HRB500钢筋是桥上纵连板式无砟轨道中的主要受力钢筋,其在服役期间的疲劳特性是工程界十分关注的问题。为研究桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋的疲劳性能,本文首先进行HRB500钢筋的静力拉伸试验,在此基础上,对7种不同应力水平下HRB500钢筋进行对称拉压循环荷载下等幅疲劳试验。研究结论:(1)根据试验结果拟合得到了HRB500钢筋的S-N曲线;(2)依据相关规范对铁路工程结构物可靠度指标和纵向连接钢筋疲劳强度折减系数的相关规定,并参考英国BS 5400规范关于钢筋长寿命区S-N曲线的外推方法和由中值S-N曲线推导不同概率S-N曲线的相关规定,得到了可靠度指标4.2的适用于桥上纵连板式无砟轨道钢筋疲劳寿命预测的HRB500钢筋S-N曲线;(3)本研究成果可以为桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋疲劳寿命预测模型的建立提供试验依据。     

轻骨料混凝土与钢筋粘结锚固可靠度分析

根据试验研究统计回归得到的螺纹Ⅱ级钢筋锚固时极限粘结应力回归方程及其准确性的统计数据,以及我国有关结构材料和几何尺寸的统计参数,应用概率分析方法,确定了符合可靠度要求的,适用于不同强度等级轻骨料混凝土钢筋设计锚固长度,为有关规程的修订提供了依据。     

大直径钢筋套筒锚固拉拔性能研究

研究目的:钢套筒锚接技术广泛应用于加固建筑结构、连接混凝土结构的工程实践中,但是锚筋直径一般小于40 mm。为研究大直径钢筋与钢套筒的锚固性能,本文采用拉拔试验和数值模拟研究不同锚固形式的破坏形式和锚固性能,从而为工程中确定锚固长度、锚固形式及计算锚固力提供依据和方法。研究结论:(1)采用圆钢筋、锥形钢筋试件的破坏形式是钢筋与植筋胶滑移破坏,采用倒锥形钢筋的破坏形式是钢筋的断裂破坏,得到了两种破坏形式下钢筋的应力分布情况;(2)试件钢筋与植筋胶之间滑移破坏前,钢筋已达到屈服强度,表明长度为10D的锚固长度可以提供足够的锚固力使钢筋、植筋胶的强度相匹配;(3)采用内聚力模型模拟钢筋锚固拉拔试验与模型试验的结果相近,验证了模型试验的正确性,同时表明这种模拟方法是可行的,可应用于实际工程,对受力较大的预制混凝土装配式结构具有一定的参考价值。     

基于大跨度桥梁变形的桥上车体振动加速度简化分析方法

在分析桥梁变形与轨道变形的映射关系基础上，从轨道平顺性与车体振动加速度的相关关系出发，确定高速铁路轨道长波不平顺采用60 m中点弦测值评价且有效管理截止波长为200 m，通过实测数据的统计分析建立轨道不平顺60 m中点弦测值与车体振动加速度的关系式，据此提出在荷载组合作用下高速铁路大跨度桥梁上车体振动加速度简化分析方法。分析荷载组合下大跨度桥梁变形引起的车体振动加速度时，对于设计阶段，将荷载组合下的桥梁理论变形曲线经200 m高通滤波后计算60 m中点弦测值；对于建成阶段，将桥上实测轨道不平顺消除轨道自身随机不平顺后的轨道线形作为桥梁变形曲线，再经200 m高通滤波后计算60 m中点弦测值，并代入其与车体振动加速度的关系式，得到桥梁变形引起的车体振动加速度。以某长江大桥为例对该方法进行验证。结果表明：采用该方法和车辆-轨道耦合分析方法得到的大跨度桥梁变形引起的车体振动加速度分别为0.39和0.35 m·s^-2，基本一致，验证了该方法在大跨度桥梁上的适用性，以及对大跨度桥梁长波不平顺进行200 m高通滤波的必要性与合理性。