缓粘结预应力混凝土梁极限承载力试验

通过4根预应力混凝土梁的极限承载力试验,分别对其开裂荷载、破坏荷载、控制截面应力、裂缝与变形进行了测试,对比了缓粘结与普通预应力混凝土梁的受力性能差异。从试验结果来看,缓粘结预应力混凝土梁具有较好的受力性能,缓粘结与普通预应力混凝土梁的挠度、应变实测数据变化规律基本一致。跨中截面体内应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的体内应变变化规律吻合较好。跨中截面钢筋应变与混凝土应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的应变变化规律基本一致,缓粘结预应力混凝土梁的实测值相对较大。缓粘结预应力混凝土梁的实际开裂荷载、破坏荷载大于普通预应力混凝土梁,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的开裂荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大6%、10%,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的破坏荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大4%、3%。缓粘结预应力混凝土梁裂缝宽度实测值较普通混凝土梁相对较小,表明缓粘结预应力筋与混凝土之间具有足够的粘结力。     

混凝土单轴受压应力-应变曲线比较

针对目前常采用的混凝土单轴受压应力-应变曲线不能完全符合典型曲线几何特征这一问题,通过理论推导和详细地比较,给出了在单轴受压混凝土应力-应变曲线上升段Hognestad公式、Saenz公式和CEB/FIP公式的适用范围,提出了合理的混凝土单轴受压应力-应变曲线。用大型通用软件ANSYS分析两根试验梁,分析结果与实测结果相当吻合,表明本文提出的应力-应变曲线是准确、可靠的。     

桥梁施工监控测试中混凝土实测徐变应变的计算方法

对于大跨度混凝土桥梁施工监控测试中混凝土实测应变的徐变应变,采用按龄期调整的等效弹性模量法进行计算,得到的梁体混凝土应力理论计算结果与实测结果吻合较好.     

钢-混凝土双面组合连续梁界面滑移试验研究

钢-混凝土双面组合连续梁是一种新型的组合结构.钢与混凝土组合的上、下交界面都会产生界面滑移.对3根钢-混凝土双面组合2×2.9 m连续梁模型进行试验研究,测得了受拉混凝土裂缝扩展状况、典型截面沿梁高的应变分布和钢与混凝土界面相对滑移及滑移应变沿梁长的分布.利用有限元分析软件ANSYS建模,给出了组合梁的滑移曲线和滑移应变曲线,与实测结果对比吻合较好.双面组合梁上混凝土板与钢梁间的界面滑移分布与单面组合梁相似,但最大滑移量减少了20%多;负弯矩区的截面刚度提高了27%左右.     

钢管混凝土偏心受压应力-应变关系模型研究

提出钢管混凝土偏心受压应力-应变关系的纤维单元模型。钢管采用一维四段直线的应力-应变关系,混凝土采用以一维形式表达、考虑钢管与混凝土相互作用的应力-应变关系。提出了偏心受压的钢管混凝土考虑钢管径向应力梯度对紧箍作用影响的核心混凝土的应力-应变关系模型。最后应用提出的钢管混凝土偏心受压应力-应变关系,对钢管混凝土偏心受压柱和钢管混凝土拱面内受力全过程进行了计算分析。     

基于弯曲应变能的橡胶粉嵌锁密实混凝土性能评价

以嵌锁密实水泥混凝土为基础,采用等体积替代法掺加废旧橡胶粉,形成橡胶粉嵌锁密实水泥混凝土(RICC)。通过7种橡胶粉掺量的混凝土抗弯拉试验,分析RICC混凝土的荷载-挠度曲线,运用灰关联方法分析应变能与荷载和挠度的关联度,并将弯曲试验结果与已有试验结果进行对比。试验结果表明:RICC混凝土的总应变能与弹性应变能随橡胶粉掺量增加的变化趋势相同,在5%和20%时出现峰值,而塑性应变能仅有5%时出现峰值;灰关联分析表明应变能与荷载和挠度具有良好关系;试验结果与已有研究具有较大的相关性,但亦有各自的特点。     

高性能自密实混凝土的力学及变形性能试验研究

为了研究自密实混凝土的力学性能和变形性能,该文通过试验研究的方法,取得了大量的自密实混凝土抗压强度、劈裂强度以及抗折强度等的试验结果,测试了自密实混凝土的轴压应力应变全曲线,并在此基础上,对比了自密实混凝土与相应振捣混凝土的抗压强度和劈裂强度,讨论了自密实混凝土的弹性模量和应力-应变关系全曲线的特点。结果表明,经过配合比的优化设计,自密实混凝土能够达到振捣混凝土的抗压强度和劈裂强度,而弹性模量比普通混凝土有所降低,应力-应变全曲线和普通混凝土基本相似,但曲线各个特征点的位置有所变化。     

预应力混凝土连续刚构桥施工过程应力监测研究

混凝土实测应变除弹性应变外,还包含混凝土的自由变形、徐变和温度应变等非应力应变,该文介绍了预应力混凝土连续刚构桥中应力间接测量的方法和步骤。在混凝土实测应变与应力的转换中,采用无应力计去除非应力应变,利用预埋在主梁中性轴的应变计进行混凝土徐变系数识别,并采用叠加法对徐变应变进行分离。混凝土内部应力测量的关键在于应力应变转换,而应力应变转换关键在于徐变系数的识别。在观音沙特大桥施工监控期间,先采用中性轴应力来识别徐变系数,再进行徐变应变分离的方法,应力实测值与弹性理论计算值比较接近。     

分布式光纤传感技术在桥梁静载试验中的应用

在混凝土预制T梁静载试验中,采用分布式光纤应变传感监测技术,将其测量结果与点式数码应变传感器、光纤光栅实测值和有限元软件midas的建模分析计算对比。结果表明,分布式光纤传感技术局部测量值与应变计和理论测试相吻合,且可测得混凝土T梁静载试验时梁底应变的连续分布结果。     

螺旋箍筋约束高强混凝土柱轴心受压性能试验研究

为探究螺旋箍筋约束高强混凝土柱的轴心受压性能,开展了42根螺旋箍筋约束高强混凝土圆柱的轴压试验,研究了混凝土标准立方体抗压强度(58.0~90.6 MPa)、箍筋屈服强度(480~1 219 MPa)、体积配箍率(1.00%~1.60%)与箍筋间距(45~80 mm)对螺旋箍筋约束混凝土柱受压承载力和变形能力的影响。试验结果表明:箍筋约束混凝土在达到峰值压应力时,约束箍筋可能达不到屈服;约束箍筋的强度和体积配箍率相同时,随着高强混凝土强度的增高,约束混凝土达到峰值压应力时箍筋的拉应变减小;混凝土轴心抗压强度、箍筋屈服强度相同时,随着体积配箍率的提高,约束混凝土峰值压应变增大,相应的横向应变也随之增大,箍筋拉应变也增大。基于试验结果,考察了峰值压应力下箍筋拉应变与体积配箍率、混凝土强度、箍筋屈服强度和箍筋间距之间的关系,建立了峰值压应力下约束箍筋拉应变计算公式。拟合得到了约束混凝土峰值压应力f_cc、峰值压应变ε_cc、下降段曲线的特征参数(峰值压应力后85%峰值应力下的轴向压应变ε_c85、50%峰值压应力的轴向压应变ε_c50)的计算公式。给出了考虑体积配箍率、混凝土轴心抗压强度、箍筋间距和箍筋屈服强度影响的箍筋约束高强混凝土的轴心受压应力-应变关系模型。     

FRP约束高强混凝土矩形柱应力-应变关系研究

为进一步研究FRP(纤维增强复合材料)约束后高强混凝土矩形柱的应力-应变关系,在国内外试验研究的基础上,分析了FRP约束高强混凝土矩形柱的受力特点及其约束原理,对已有FRP约束后混凝土峰值应力和应变的提高系数进行修正,给出FRP约束后高强混凝土峰值应力和应变的计算公式,该计算公式较全面的考虑了各参数的影响且与已有试验结果吻合较好,基于该公式给出FRP约束后高强混凝土应力-应变关系计算模型,此计算模型与已有试验值吻合较好,证明了该模型的准确性较高.     

宜宾长江大桥主梁施工应力测试与分析

混凝土实测应变包含弹性应变、徐变应变及混凝土自由变形、温度应变等非应力应变.探讨了无应力应变、徐变应变以及混凝土水化热影响的剔除办法,提出用测试应变增量来反映应力的处理方法,并将该方法应用于宜宾长江大桥工程实例,结果表明应力实测值与理论计算值吻合较好.     

混凝土构件局部开口后钢筋和混凝土变形性能试验研究

该文介绍了混凝土构件局部开口后钢筋和混凝土变形性能的试验。桥梁静载试验中为准确测试混凝土构件受拉区域的应变,通常需要将混凝土局部凿除,以便在钢筋的表面粘贴应变片。为验证这种方法测试的构件受拉区域应变是否准确,试验在预制全预应力混凝土梁下缘粘贴钢筋应变片和混凝土应变片,比较同一试验工况下两者之间的应变,同时结合有限元模型计算结果,判断混凝土局部凿除对钢筋应变的影响。     

基于BRAGG光栅传感器的混凝土梁应变检测试验研究

采用GSYD B型光纤光栅应变测量仪,利用BRAGG光栅,对混凝土梁内部的应变状态进行测量,给出混凝土梁构件在自重条件下内部应变的发展趋势,并通过计算得出应变与温度有良好的相关性,符合混凝土热胀冷缩客观规律,同时通过在加载条件下与应变片对比试验,验证了光栅传感器具有良好的可靠性。结果表明,这种新型光纤传感器显示了良好的传感性能,能够监测混凝土内部应变状态,具有试件埋设成活率高、绝对值测量和使用寿命长等优点。     

上埋式拱涵应变分布特性及有限元分析

为研究高填路堤下涵洞的病害机理,对上埋式拱涵的应变分布特性进行了研究。通过对现场某实际拱涵应变的观测和有限元分析,在计算结果与工程实测吻合较好的条件下,得到了拱涵的应变分布特性。结果表明,在拱涵涵顶下部的拉应变最大,侧墙上部的应变较大,上拱45°位置的应变较小;填土荷载产生的混凝土裂缝最易在涵洞顶端下部出现,需补强。埋入EPS不仅能减小涵顶的最大竖向土压力,而且能全面改善涵拱结构的应变分布状况,从而改善涵洞断面混凝土的受力,能大幅降低涵洞混凝土的应变状态。     

损伤混凝土强度的确定方法

定量判定混凝土材料的损伤程度和建立损伤变量与强度的关系是客观准确地反映混凝土材料的原始强度的核心.根据混凝土单轴压缩应力-应变关系,基于应变等效原理,考虑当应变超过峰值应力对应的应变值时,混凝土遭受反复加卸载作用,存在不同程度损伤的情况,建立了带损伤混凝土的应力应变关系曲线；同时推导得出不同强度等级混凝土损伤变量与应变的关系式.通过测试带损伤混凝土的损伤变量,求得其对应的应变值,然后结合高度和直径均为100mm或150 mm带损伤芯样的测试强度,计算求得混凝土材料的原始真实强度.最后,通过试验验证结论的正确性.     

核心混凝土性能对钢管混凝土稳定系数的影响研究

通过对钢管普通混凝土长柱和钢管轻集料混凝土中长柱的轴压试验结果的比较,结合对普通混凝土和轻集料混凝土的本构关系曲线的分析,研究了核心混凝土性能对钢管混凝土轴压中长柱稳定系数的影响。研究结果表明,在长细比相同的情况下,钢管混凝土轴压中长柱的稳定系数与核心混凝土的峰值应力无关,而取决于核心混凝土的峰值应变。核心混凝土的峰值应变越大,钢管混凝土中长柱的稳定系数越大。     

基于疲劳应变演化的混凝土弯曲强度退化分析

为了研究混凝土在弯曲疲劳荷载作用下的强度退化规律,提出了基于疲劳应变演化的混凝土弯曲强度退化分析方法。基于疲劳应变三阶段演化规律及目前拟合方法的不足,构造了水平S形非线性应变演化模型,讨论了模型参数的物理含义、取值范围以及参数对模型曲线的影响;通过对常用损伤变量优缺点的分析,在应变空间上建立了疲劳损伤演化方程;结合混凝土疲劳强度退化的边界条件与同一损伤状态疲劳应变与弯曲强度必然存在唯一对应关系假定,建立了混凝土弯曲强度衰减方程式,整个过程都用玻璃纤维混凝土的试验数据进行了对比分析与验证。研究结果表明:水平S形非线性应变演化模型涵盖了疲劳应变演化规律的各种类型,具有适应性强、精度高的特点,适用于玻璃纤维混凝土疲劳应变演化的描述,也可在钢纤维混凝土以及各种再生混凝土疲劳应变分析中推广应用;基于疲劳应变演化模型建立的损伤演化曲线起初增长较快,中间线性增大,循环比超过0.9时急速增加,具有从左下角至右上角的水平S形变化规律,且与试验曲线吻合较好;弯曲强度衰减曲线起初下降较快,中间线性变化,循环比超过0.9时又迅速下降,衰减曲线为从左上角至右下角的S形曲线。     

混凝土桥梁收缩徐变计算的有限元方法与应用

将桥梁规范附录四中给出的混凝土徐变系数表达式用指数函数进行拟合,从而得到了徐变计算的递推公式。利用混凝土收缩应变规律推导出由收缩应变增量产生的单元等效结点力增量,并以此为基础,绘出了用初应变法进行节段施工混凝土桥梁的收缩徐变计算的有限元列式,编制了有限元程序。最后,以三跨等截面混凝土连续梁和长沙湘江北大桥主跨210m的混凝土斜拉桥为例进行了收缩徐变分析,且利用12年实桥现场观测结果验证了其理论分析结果。     

预制节段拼装桥墩多节点转动推覆分析方法及试验验证

为了给预制拼装桥墩抗震设计计算提供参考,针对典型预制拼装桥墩所采用的仅无黏结预应力或无黏结预应力+耗能钢筋连接方式,考虑混凝土、耗能钢筋和预应力筋的非线性本构模型,推导了预制节段拼装桥墩多节点转动推覆分析计算过程。基于关键截面弯矩-曲率分析确定弯矩承载力和对应的墩顶水平荷载,然后计算各个接缝的弯矩和曲率,进而计算墩顶位移。开展了2种接缝连接方式预制节段拼装桥墩试件拟静力试验,将多节点转动推覆分析方法模拟结果与拟静力试验结果进行对比,分析预制拼装桥墩水平抗力-侧移曲线以及接缝张开、预应力筋应力、墩柱转角随侧移的变化,各种位移机理对墩顶位移的贡献,接缝处混凝土应变等。研究结果表明:多节点转动模型与单节点转动模型水平承载力计算结果基本一致,而多节点转动模型桥墩侧移计算结果大于单节点模型计算结果,多节点模型计算精度更高;多节点转动模型接缝张开、预应力筋应力和接缝转动计算结果与试验结果基本一致;开始时墩顶位移主要由剪切位移和整体弯曲位移提供,随着墩顶位移的增大,墩底接缝转动对墩顶位移的贡献逐渐占主导地位;墩柱混凝土轴向应变测试结果验证了各个接缝处混凝土应变随着墩高逐渐降低的趋势,接缝处的混凝土轴向应变远大于墩柱混凝土轴向应变。