粉煤灰人工砂混凝土预应力空心板梁受力试验研究

进行了跨度为19.5 m的原型粉煤灰人工砂混凝土预应力空心板从预应力钢绞线张拉到承载极限破坏的受力全过程试验,研究了其正截面和斜截面在正常使用状态下抗裂度、裂缝宽度和跨中挠度、极限承载能力等受力性能,为在公路桥梁结构中利用粉煤灰人工砂混凝土预应力空心板提供科研依据.研究成果应用于河南省焦作市路网改造道路的桥梁结构,取得了较好的技术经济效益.     

Experimental and Theoretical Study on Bearing Capacity of Cross-section of Hollow Slab with Tubular Cavities Considering Function of Tubes

为深入掌握内置GBF高强薄壁管的圆管式空心板结构性能,研究了这类结构中GBF高强薄壁管是否参与结构受力的问题.首先通过试验实测了圆管式空心板截面承载力,然后根据薄壁管的实际受力状况对截面承载力进行了较精确地理论分析,推导了考虑管参与受力的截面承载力计算公式.研究表明:在承载力极限状态下当混凝土受压区高度满足一定条件时,GBF高强薄壁管将参与结构受力从而一定程度上提高了结构的截面承载力;根据截面受力状况的不同,该类空心板截面承载力的准确计算需要分2种情形考虑;在设计中仅将CBF高强薄壁管视为成孔内模是不当的,应充分考虑其对结构极限承载力的影响.     

先张法PC空心板剪压区裂缝分析及计算

为得到先张法PC空心板剪压区裂缝的发展规律及斜裂缝宽度的计算方法,通过16mPC空心板在不同剪跨比下的抗剪试验,记录各剪跨比下结构剪压区裂缝的参数,与钢筋混凝土剪压区裂缝宽度对比分析,总结了先张法PC空心板剪压区裂缝的发展阶段以及裂缝宽度的变化规律。在剪力作用下剪压区裂缝随剪跨比的增加斜裂缝投影长度增大,斜裂缝倾角变小。以箍筋应力作为计算剪压区裂缝宽度的主要参数,通过试验数据的回归,得到在箍筋极限抗拉强度内先张法PC空心板剪压区裂缝的计算公式,并采用同批次板抗剪试验及天津大学13mPC空心板的试验数据进行验证,结果表明建立的计算公式正确。     

粉煤灰人工砂混凝土预应力空心板梁受力试验研究

进行了跨度为19．5m的原型粉煤灰人工砂混凝土预应力空心板从预应力钢绞线张拉到承载极限破坏的受力全过程试验，研究了其正截面和斜截面在正常使用状态下抗裂度、裂缝宽度和跨中挠度、极限承载能力等受力性能，为在公路桥梁结构中利用粉煤灰人工砂混凝土预应力空心板提供科研依据。研究成果应用于河南省焦作市路网改造道路的桥梁结构，取得了较好的技术经济效益。     

玻璃钢-混凝土复合路面板的试验研究

通过利用大型通用有限元软件ANSYS,对开孔普通混凝土板粘贴玻璃纤维的抗弯性能,进行了弹性阶段的有限元分析。结果表明,在弹性阶段,粘贴了玻璃纤维的开孔混凝土板,其计算值和实测值吻合较好,而且,试验表明粘贴了玻璃纤维布的开孔混凝土板比没有开孔钢筋混凝土板推迟进入塑性阶段,极限承载力有较大提高。说明通过粘贴玻璃纤维板材,可以提高开孔处路面板的抗拉能力,保证结构在正常工作状态下不出现裂缝。分析表明,这种路面结构与钢筋混凝土路面相比,性价比较高。     

体外配筋预应力混凝土箱梁变形与裂缝试验研究

在体外配筋预应力混凝土箱梁试验研究的基础上,分析其变形和裂缝的规律,比较多种现行混凝土规范变形和裂缝公式的计算结果,得出适合体外预应力配筋混凝土箱梁在正常使用极限状态下平均裂缝间距、最大裂缝宽度和跨中挠度等相关计算公式,其计算结果与试验实测值具有较好吻合性。     

钢纤维砼薄壁箱梁扭转裂缝控制试验研究

通过配筋钢纤维高强砼薄壁箱梁的纯扭试验,探讨了钢纤维对纯扭薄壁箱形构件在正常使用极限状态下强度、裂缝的影响;分析了试件抗扭强度和扭转裂缝倾角、裂缝宽度、主裂缝间距的形态及特点.结合钢纤维对混凝土的增强与破坏机理分析,对适合于钢纤维混凝土构件的抗扭强度、裂缝验算方法进行理论计算与试验比较分析,为钢纤维砼薄壁箱梁正常使用极限状态抗扭分析积累试验研究资料.     

服役15年的先张法预应力混凝土空心板破坏性静载试验研究

为了研究服役多年的预应力空心板实际的受力性能和承载能力,对从一座已运营15年的预应力混凝土空心板桥上拆除下来的单片空心板进行单梁加载试验。采用分级加载的方式进行静载试验,逐级增加荷载,直至受拉区混凝土开裂,桥梁破损。对该空心板在各级试验荷载下的应力、挠度历程和裂缝发展的全过程进行观测和分析;同时使用有限元软件进行理论计算,并将实测值与理论值进行对比分析。研究结果表明:空心板抗裂性不能满足正常使用极限状态要求,空心板实际承载力小于设计承载力,各截面承载力不均衡,在加载过程中沿梁长方向各截面刚度变化不均匀,但在破损阶段却表现出了较好的延性特征。     

聚丙烯纤维增强的高强钢筋混凝土梁受弯性能研究

为研究聚丙烯纤维增强的高强钢筋混凝土梁的受弯性能,对6根矩形截面梁进行了集中荷载作用下试验研究。对比分析了聚丙烯纤维增强的高强钢筋混凝土梁的受弯承载力、正常使用阶段的裂缝宽度。研究表明:聚丙烯纤维增强的高强钢筋混凝土梁的受力性能与普通钢筋混凝土梁相同,其裂缝宽度、受弯承载力均可以按照现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)中相关公式计算。掺入聚丙烯纤维可以减小裂缝间距和裂缝宽度,以满足裂缝宽度限值的要求;同时还可以提高试件的抗裂能力。     

钢筋混凝土预制空心板构件早期裂缝的试验研究

通过一座公路桥梁施工过程中一批钢筋混凝土预制空心板构件出现早期裂缝的工程实例,分析了裂缝产生的原因,结合荷载试验的实测结果,说明了早期裂缝对桥面板结构性能的影响,为今后判断具有同类裂缝缺陷的预制薄壁构件能否满足两种极限状态的设计要求提供了有参考价值的技术依据。     

盾构隧道钢纤维混凝土管片接头极限承载力试验

针对钢纤维混凝土管片在盾构隧道工程中应用日益频繁的现状,以盾构隧道钢纤维混凝土管片接头为试验对象,采用足尺试验方法对钢纤维混凝土管片接头和传统钢筋混凝土管片接头的极限承载能力进行研究,归纳宏观破坏现象,获得了荷载-挠度曲线和弯矩-转角曲线等整体力学响应特性,得到了荷载-螺栓应变关系和荷载-混凝土表面应变等局部力学响应特性,分析了受压区剪裂缝的扩展规律,探讨了接头的延性指标,并对接头进行了基于性能的极限承载能力评价。研究结果表明:钢纤维混凝土管片接头的开裂荷载比钢筋混凝土管片接头提高12.9%;钢纤维混凝土管片接头的极限荷载与钢筋混凝土管片接头基本一致(略微增加4.4%);钢纤维混凝土管片接头具有优良的抗裂能力,受压区剪裂缝数量为1个,少于钢筋混凝土管片接头的3个,承载能力极限状态时的最大裂缝宽度从3.82mm减少到1.35mm,正常使用状态时的最大允许裂缝宽度(0.2mm)对应的荷载抗力提高了43.75%;钢纤维混凝土管片接头的受力性能优于钢筋混凝土管片接头;研究成果可为钢纤维混凝土管片在盾构隧道工程中的应用提供理论支撑和技术参考。     

疲劳荷载作用下钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算方法

为了研究疲劳荷载作用下钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算方法,研究了重复荷载作用下裂缝宽度的开展规律,对混凝土及钢筋材料疲劳性能对结构裂缝开展影响进行了分析;修正得到了疲劳荷载作用下钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算公式。研究表明,钢筋混凝土受弯构件在疲劳荷载持续作用下,裂缝宽度整体上呈现出逐渐增大的趋势,但裂缝宽度变化率逐渐降低,最终进入稳定发展阶段;通过引入钢筋与混凝土黏结滑移相关参数以及受压区混凝土应变增大系数,修正得到的疲劳荷载作用下构件裂缝宽度公式计算结果与试验值吻合良好。     

钢纤维砼薄壁箱梁扭转裂缝控制试验研究

通过配筋钢纤维高强砼薄壁箱梁的纯扭试验，探讨了钢纤维对纯扭薄壁箱形构件在正常使用极限状态下强度、裂缝的影响；分析了试件抗扭强度和扭转裂缝倾角、裂缝宽度、主裂缝间距的形态及特点。结合钢纤维对混凝土的增强与破坏机理分析，对适合于钢纤维混凝土构件的抗扭强度、裂缝验算方法进行理论计算与试验比较分析，为钢纤维砼薄壁箱梁正常使用极限状态抗扭分析积累试验研究资料。     

钢筋混凝土现浇空心板早期裂缝成因分析及损伤评估

目前普通钢筋混凝土现浇空心板因其施工简便、造价低廉、整体性较好等优点,在低等级公路的中小跨径简支梁桥中被广泛采用。钢筋混凝土梁板通常是带裂缝工作,但是当裂缝宽度、深度发展到一定程度,将会削弱其截面刚度,同时对其耐久性能产生影响。本文依托工程实际,对13m普通钢筋混凝土整体现浇简支空心板的早期板底横向裂缝,进行损伤检测及成因分析,同时基于静动载试验对其损伤程度进行评估,并提出相应的处治措施。     

钢筋砼旧梁裂缝宽度计算公式的修正

裂缝特征是反映钢筋砼构件正常使用极限状态的一个重要指标。文中对服役45年的HRB335级普通钢筋砼T梁进行静载试验，研究了裂缝的开展过程及特点。试验研究结果表明，此T梁在正常使用状态下，采用规范公式进行裂缝宽度验算，实测值大于计算值，且两者相差较大，所以在此利用规范公式计算是不安全的，应对裂缝公式进行修正。     

钢筋混凝土桥梁构件正常使用极限状态挠度可靠度分析

正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某项规定极限值,控制结构的外观.从挠度这一方面分析了钢筋混凝土桥梁构件正常使用极限状态的可靠度,以及正常使用极限状态下桥梁可靠度的分布范围.     

碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥极限承载力全过程分析

对采用碳纤维布加固后的装配式预应力混凝土空心板桥进行极限承载力分析.采用MIDAS/FEA有限元软件建立计算模型,考虑材料的非线性,计算空心板在4种工况下的极限承载力.计算结果表明:采用碳纤维布加固空心板桥,改善了空心板的受力性能,提高了空心板的屈服荷载和极限荷载;空心板的屈服荷载和极限荷载随碳纤维布用量的增加呈非线性增大.力Ⅱ固后的空心板挠度明显减小,空心板变形得到有效的控制.     

反复加载下实桥预应力混凝土空心板纵向开裂行为试验研究

预应力空心板在我国公路桥梁中有广泛应用,本文通过30 m跨径实桥空心板的反复加载试验发现纵向裂缝一般首先出现在构件有缺陷的部位,试验数据表明在荷载和裂缝宽度较小的裂缝开展初期,纵向裂缝宽度发展受循环加载荷载及次数的影响不明显;而当荷载和裂缝宽度增大到一定程度时,纵向裂缝宽度随荷载水平的增加而明显增加.研究结论对于掌握空心板桥梁在反复荷载作用下的纵向裂缝开裂行为及其损伤累积规律、对于认识桥梁性能变化过程有重要参考意义.     

欧洲规范下公路钢筋混凝土桥梁设计分析

涉外工程桥梁设计过程中,常常需要将欧洲规范和中国规范的相关内容和计算结果进行比较分析.该文对欧洲规范中公路钢筋混凝土桥作用效应组合的特点和相关规定进行论述,在此基础上,结合某桥梁计算实例,介绍欧洲规范承载能力极限状态和正常使用极限状态下的设计内容,并与中国规范的相关内容进行了定量的同步计算对比分析.结果表明:欧洲规范和中国规范有相似的地方,也存在着差异,采用欧洲规范进行结构设计时,多以承载能力计算结果控制设计,而中国规范会遇到裂缝宽度验算控制设计的情形.     

强受扭损伤箱梁加固后的压弯性能研究

为研究某特大跨双索面混凝土斜拉桥因火灾致强受扭损伤的混凝土箱梁能否修复使用,对强受扭损伤加固后主梁的压弯刚度、扭转刚度及抗弯极限承载力开展了模型试验研究,评估灌浆-锚钢加固对主梁的压弯刚度及扭转刚度的影响。依据常用规范公式对箱梁抗弯极限承载力及正常使用极限状态下的变形、裂缝特征进行验算,评估规范中相应计算公式的适用性,并对加固箱梁在压弯荷载作用下的破坏形态进行对比分析。结果表明:灌浆-锚钢加固能有效地提高弯扭剪复合受力下箱梁的压弯刚度及扭转刚度;在压弯荷载作用下,加固梁的最终破坏形态为箱梁底板拉裂至钢筋屈服破坏,顶板混凝土没有被压溃,腹板锚贴钢板基本无损坏,但顶板锚贴钢板与混凝土界面发生了剥离现象,钢绞线未被拉断;GB50010—2010、JTG D62—2012、ACI318M-05规范均能较为准确地计算箱梁的抗弯极限承载力,ACI318M-05规范计算试验梁在正常使用极限状态下的跨中挠度值与实测值较为接近,基本能反映预应力混凝土箱梁正常使用极限状态下的变形性能;GB50010—2010规范计算试验梁的最大裂缝宽度和裂缝间距与实测值均较为接近,基本能反映预应力混凝土大比例缩尺箱梁的裂缝特性。