钢-混凝土组合桥面板模型混凝土顶裂缝损伤全过程检测

利用光纤Bragg光栅(FBG)传感器与电阻应变片同时监测,完成了钢-混凝土组合桥面板模型混凝土顶裂缝损伤检测。模型试验经历了静载、疲劳(300万次)和破坏3个阶段。测试结果表明无纵向承载裂缝出现时,FBG传感器测得相应位置的应变值。在破坏阶段,传感器布控区域相继出现裂缝损伤。利用FBG传感器测得了经历300万次疲劳循环后钢-混凝土组合桥面板模型混凝土顶发生裂缝损伤的临界应变值并追踪裂缝损伤的发展。与传统电测方式相比,FBG传感器显示了灵敏度高、精度高、测试范围大等优点。     

基于缠绕式FBG传感器的斜拉索镀锌高强钢丝腐蚀定量监测方法研究

斜拉索梁端连接筒处钢丝极易因拉索防护失效进水而产生腐蚀,而目前还未有对斜拉索内钢丝腐蚀状态进行定量监测的有效手段和方法。设计一种用于对斜拉索高强镀锌钢丝进行腐蚀监测的缠绕式光纤布拉格光栅(FBG)腐蚀传感器,通过水浴试验研究其温度灵敏度系数,并通过加速腐蚀试验获得镀锌钢丝腐蚀率与FBG传感器波长变化量之间的定量关系。结果表明：1)缠绕式FBG腐蚀传感器波长变化量与温度的线性度高,可对传感器的温度影响进行线形修正;2) FBG传感器波长变化量与时间、腐蚀率均呈logistic回归关系,通过测量传感器波长变化即可获得镀锌高强钢丝的质量腐蚀率。研发的缠绕式FBG腐蚀传感器为斜拉索内高强钢丝腐蚀率的定量监测奠定了基础。     

温度对长大上坡路段沥青混凝土路面动力响应的影响

为了研究温度对长大上坡路段沥青混凝土路面动力响应的影响规律,建立了一种移动荷载下长大上坡沥青混凝土路面动力响应模型,分析了温度对路面各动力响应参数的影响规律.结果表明:温度对长大上坡路段沥青混凝土路面动力响应影响很大;对于所研究的路面结构和坡度,在标准轴载作用下,当温度从10℃增加到30℃时,其面层底部纵向剪应变由65.61με增加到142.01με,横向剪应变由78.72με增加到175.13με,垂向压应变由-63.83με增加到-127.99με,远远大于面层底部的弯拉应变.过大的面层底部纵、横向剪应变和垂向压应变容易引起路面出现推移、拥包和车辙,在长大上坡路段路面设计时应充分考虑面层材料的耐高温性能和面层底部的抗剪强度.     

混凝土桥梁振弦传感器应力测试温度影响性分析

为消除温度对混凝土桥梁应力测试的影响,对埋入混凝土试件、静定桥梁结构中及自由状态下的传感器进行了温度、应变长期测试,研究两者之间的关系,给出埋入式振弦式传感器测试应变的温度影响性系数。研究结果表明,随全年温度变化,自由状态下的传感器测试应变变化较小,基本在(-8~0)×10-6之间,影响系数基本为-0.3×10-6/℃;埋入试件及静定桥梁结构中传感器测试应变变化较大,随温度升高,应力传感器实测压应变显著增大,最大可达-166×10-6,全年平均温度影响系数为-4.3×10-6/℃,对结构应力测试结果影响较大,应予以修正。     

连续配筋水泥混凝土路面早期行为观测分析

为了对连续配筋水泥混凝土路面的早期行为影响因素及其影响机制进行更为直观的研究分析,在连续配筋水泥混凝土路面安装了温度传感器、振弦式应变计(VWSG)和钢筋应变计分别观测水泥混凝土从浇筑到达到设计强度过程中其温度和应变变化以及钢筋的变形规律。观测结果表明:水泥混凝土28d龄期内最大拉应变为100με;水泥混凝土水化作用初期,钢筋的拉应变与混凝土应变状态一致;随着裂缝的产生,钢筋应变大于水泥混凝土应变,龄期15d时钢筋应变急剧增大,龄期22d后钢筋应变基本稳定在700με,并随日气温变化而周期性变化,钢筋最大应变达到1 000με;冬季环境温度5℃时裂缝平均宽度为0.52mm,小于设计最大裂缝宽度0.8mm。     

钢-混凝土组合桥面板裂缝的光纤光栅传感检测

采用光纤Bragg光栅(FBG)传感器完成了钢-混凝土组合桥面板模型试验的裂缝检测。试验经历了静载、300万次疲劳和破坏3个阶段。在静载和疲劳阶段并未发生裂缝损伤,测得在300万次疲劳试验后,桥面板混凝土开裂的临界应变值为87!"。试验表明FBG传感器可检测并追踪裂缝的发生发展。与传统电测方式相比,FBG传感器显示了灵敏度高,精度高,测试范围大等优点,这为组合结构的优化设计提供了可靠的信息依据和科学基础。结果表明了FBG裂缝传感器应用于桥梁健康监测的可行性和先进性。     

海底隧道衬砌混凝土高温后性能试验研究

由于通风条件差,火灾是隧道最严重的灾害之一。海底隧道地处复杂海洋环境,衬砌混凝土性能与普通混凝土相比,存在明显差异。为了研究海底隧道衬砌混凝土高温燃烧后的物理力学特性,参照厦门翔安海底隧道衬砌结构混凝土配合比制作试件,标准养护后,各组试件分别在200,300,400,600,800,1 000℃高温环境下灼烧6 h,采用自然冷却与水喷淋两种冷却方式,分别进行尺寸量测、抗压强度和抗渗试验,分析高温后混凝土的热膨胀、极限压应变、横向应变、抗压强度、弹性模量及抗渗性能等。结果表明:(1)温度低于300℃,热膨胀系数随温度变化不明显;温度高于400℃,热膨胀系数随温度升高迅速上升;与自然冷却方式相比,在水喷淋冷却方式下混凝土高温后热膨胀系数更大。(2)轴向应变相等条件下,温度低于600℃时横向应变随温度升高而增大;温度高于600℃后,横向应变随着温度增高变小。(3)温度低于300℃,抗压强度随温度变化小;温度高于300℃,抗压强度随温度升高降低。自然冷却条件下混凝土抗压强度与温度呈线性关系;而水喷淋冷却条件下,二者为非线性关系。(4)混凝土的弹性模量、抗渗等级均随温度的升高而降低,相比水喷淋冷却方式,自然冷却方式对二者影响更大。     

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。     

浇注式沥青混凝土介电特性研究

对铺筑于钢桥的浇注式沥青混凝土(Guss)进行钻芯试验,将会造成钢桥桥面损坏及留下侵害的弱面,须以无损检测方法,进行路面质量控制。以电磁波原理应用于无损检测过程中,介电常数为影响电磁波行为的重要参数,研究使用网络分析仪搭配终端开路同轴探棒,量测Guss胶浆,粒料,和Guss试件的介电常数,以2.55GHz频率的介电常数数值探讨孔隙率,密度,以及温度变化对于介电常数的影响。另发展Guss沥青混凝土介电混合模型与介电常数预测密度模型,并且使用无核密度仪Pave Tracker量测Guss沥青混凝土密度,并以校正后的Pave Tracker数值与实验室密度加以比较。试验结果显示孔隙率和密度与介电常数呈线性关系,R2约为0.6。在温度量测范围90℃至60℃的降温过程当中,Guss试件介电常数随温度下降而减少。另由本研究所发展的Guss试件介电混合模型,以胶浆,粒料,石粉和空气的介电常数及所占的体积百分比,可推测Guss试件的介电常数。并且由所建立的密度预测模型,以Guss试件介电常数预测密度,密度预测值与实验室密度的相关性R2为0.78。最后以校正无核密度仪Pave Tracker读数,校正后Pave Tracker读数与实验室密度的相关系数R2为0.89。     

沥青混合料理论经验介电公式研究

研究量测沥青混凝土介电常数并探讨影响沥青混凝土介电性质的因素。结果显示孔隙率每增加1%,沥青混凝土试件介电常数值降低0.07。在相同孔隙率范围,沥青含量增加,介电常数降低。若水存在于沥青混凝土孔隙中,受水分子极化机制影响,介电常数随含水率的提高而增加。在密度预测模型方面,以介电混合理论模型为基础,由沥青混凝土各组成成分及体积分率计算介电常数值,并与沥青混凝土整体介电常数实验量测值比较。最后利用沥青混凝土试件介电常数、孔隙率及沥青含量进行回归分析,建立密度预测模型,密度预测值与实验值的相关性R2为0.94,此模型将有助于发展非破坏性沥青混凝土密度检测。     

大跨径斜拉桥荷载试验的温度效应

以河(源)惠(州)(东)莞高速公路龙川至紫金段枫树坝大桥(主跨320m双塔单索面预应力混凝土斜拉桥)为工程实例,建立了midas模型,分析在整体升降温及温度梯度下桥梁结构关键断面的应力变化。静载试验前,进行了温度试验。试验结果表明,空载情况下温度下降1℃,塔柱及负弯矩断面的应变值分别减少9με、10με。根据温度试验结果,对静载试验的实测应变值进行了修正,修正值约为满载值的14.9%～30.1%。     

SMA-13与AC-13路面老化低温力学性能对比研究

通过老化沥青混凝土SMA-13结构与AC-13结构三点弯曲试验,研究低温老化对SMA-13结构与AC-13结构的弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量的影响规律。试验结果表明:加载速率相同条件下,-30℃的试件破坏的弯拉强度和弯拉应变小于-10℃的试件的弯拉强度。在加载速率和温度条件相同时,未老化试件破坏的弯拉强度和弯拉应变大于老化后的试件。老化时间越长,高低温度之间的弯拉应变差别越大。在低温条件下,小梁试件的弯拉应变与老化之间有较好的指数变化规律。同时SMA-13与AC-13沥青混合料的弯曲劲度模量与老化之间也呈现良好的指数关系。通过对小梁试件破坏前的弯曲应变能的计算,可得知在短期老化附近,SMA-13与AC-13沥青混合料具有最大的弯曲应变能。     

差动式传感器在大跨度混凝土斜拉桥应变及温度测试中的应用

介绍了目前混凝土斜拉桥应变及温度测试的现状 ,差动式传感器的工作原理 ,并对大跨度混凝土斜拉桥应变及温度测试的方案进行了探讨。作为工程实例 ,以大跨度混凝土斜拉桥广东崖门大桥为背景 ,给出了大桥 2 4h的应变及温度测试数据 ,并对差动式传感器的性能进行了分析     

温拌再生沥青混凝土工作性研究

再生沥青混凝土在旧料用量较高时,常出现拌合困难的现象,因此探讨温拌添加剂应用于再生沥青混凝土有其重要性。针对温拌再生沥青混凝土,在较高路面旧料添加量与较低试件压实温度时,评估其工作性表现,以了解温拌添加剂对于再生沥青混凝土施工作业的影响。搜集国内外温拌沥青混凝土与再生沥青混凝土相关文献,以旧料添加量与试件压实温度为变量,采用车辙试验的车辙试件滚压设备,模拟现场沥青混凝土压路机的滚压过程,评估温拌再生沥青混凝土的工作性,可为国内推动温拌再生沥青混凝土的使用提供参考。     

基于FBG宏应变的简支T梁形变弯区裂隙监测实验分析探究

宏应变FBG传感器原理;形变弯区裂缝监测试验简述;宏应变FBG弯区裂缝监测成果分析。本研究基于宏应变FBG传感器功能原理,借助T形简支梁弯区裂缝监测分析的方式,对基于FBG宏应变的简支T梁形变弯区裂隙监测课题开展专题分析探究,检测分析载荷与承拉应变影响下的形变弯区裂隙发展状态,并将其与实验对象进行实际对比,揭示FBG宏应变传感器在简支T梁形变弯区裂隙监测上的技术适用性。     

内置应变传感器与沥青路面结构协同工作性能研究

为研究传感器与沥青路面结构的协同工作性能，揭示传感器的感知效能及与混合料协同工作的性能演化规律，通过对融合内置传感器的沥青混合料试件，开展多重模式下的力学响应试验，分析不同加载模式和环境工况下的应变响应规律特征；采用ABAQUS软件，建立融合内置传感器的梁试件有限元模型，通过数值模拟与计算，并结合四点弯曲疲劳试验，对内置传感器与沥青混合料协同工作下的交互影响行为和耐久性进行分析。研究结果表明：在逐级加载和动载作用下，传感器表现出良好的感知时效性；实测应变响应受混合料黏弹性质影响存在明显的滞后效应，加载频率f愈大，滞后效应产生的不利影响愈明显；当信息采集频率f^′为加载频率f的120倍时，数据采集效果最佳；应变传感器在温度变化、水-热耦合及不同速率等工况下能保持稳定的应变感知功能，实测应变响应曲线符合沥青路面结构的力学行为特征；与传感器法兰相接触的混合料和传感器自身测力杆处存在明显的应力集中现象，导致梁试件发生疲劳开裂而降低混合料的疲劳寿命；荷载反复作用下，裂缝的形成和拓展及传感器与基体材料发生滑移，造成实测应变难以反映混合料的真实形变，且感知功能呈现协同工作、感知失...     

永久性沥青混凝土路面设计指标及标准

由于具有经济的全寿命周期成本,永久性沥青混凝土路面近年来受到了国内外研究人员的关注,但目前没有明确统一的设计指标与标准.针对此问题,分析了我国现行沥青混凝土路面设计指标,并和国外沥青混凝土路面设计指标进行了对比,提出我国应采取路基顶面压应变、沥青混凝土层底拉应变和设计年限末总的累积塑性变形等作为永久性沥青混凝土路面的设计指标;并结合我国重载交通特点,提出了路基顶面压应变宜取120με,沥青混凝土层底拉应变对普通AC25沥青混合料,可分别采用100με(最佳沥青含量)和110 με(最佳沥青含量+0.5%),而对SBS改性AC25沥青混合料,可采用145με作为沥青混凝土层底容许拉应变;采用半刚性底基层的永久性沥青混凝土路面容许永久变形宜控制在12 mm以内,而采用粒料底基层的永久性沥青混凝土路面容许永久变形宜控制在20 mm以内.     

环氧树脂混凝土弯曲变形性能试验研究

通过对环氧树脂混凝土试件在不同温度下进行弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量的试验研究,并与沥青混凝土、水泥混凝土进行对比分析,既有助于加强对环氧树脂混凝土弯曲变形性能及其发展规律的认识,也可为环氧树脂混凝土的工程应用提供理论依据.     

不同纤维对复合SMA路用性能的影响分析

针对沥青混合料SMA中纤维的类型进行分析,选用玄武岩纤维、路用矿物纤维和木质纤维素,分别从耐热性、吸油性能、纤维分散程度以及储存性能方面来比较其使用性能。通过马歇尔试验确定不同纤维掺量沥青混合料的最优油石比,并成型试件,开展低温弯拉试验。结果表明:应变能相较抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量,与纤维掺量的关系显著,能较好地反映沥青混合料的低温抗裂性能;得到回归应变能与纤维掺量的3次函数关系式,据此得到导函数为零时对应的纤维掺量为最优用量。     

BFRP约束损伤混凝土柱轴压力学性能试验研究

为了研究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)约束有初始损伤的混凝土圆柱体的轴压力学性能,对26个直径150mm、高300mm的圆柱体试件进行了轴压试验,包括24个BFRP约束混凝土试件和2个素混凝土试件。研究的主要参数是BFRP约束层数(1、3、5层)和试件初始损伤程度。其中18个混凝土试件在包裹BFRP之前分别轴压加载至3种不同的应力水平然后卸载,分别代表轻微、中等和严重损伤。试验结果表明:BFRP约束完好及初始损伤混凝土试件相比于素混凝土试件,峰值强度和极限应变均有明显提高,初始损伤会影响BFRP约束试件的峰值强度,但对极限应变影响很小。在试验结果的基础上,提出了一个修正强度模型和应变模型来预测初始损伤对BFRP约束混凝土柱轴压力学性能的影响,预测值与试验结果吻合较好。