节段预制胶拼构件轴拉强度试验研究

胶接缝抗拉强度是节段预制拼装混凝土梁抗裂性检算的重要依据。为研究节段预制胶拼构件轴拉强度,设计制作了4个预制胶拼单键混凝土轴向拉伸构件,研制了轴向受拉加载装置,进行了胶拼构件轴向拉伸破坏试验。试验结果表明,胶拼构件轴向受拉破坏过程发展较快,具有明显的脆性破坏特征。构件受拉断裂位置为胶接缝附近,胶接缝的破坏属于混凝土内聚破坏。试验构件的接缝抗拉强度为2.94～3.24 MPa,平均值为3.17 MPa,具有一定的抗拉性能。将试验结果与相关规范进行对比,并简要分析轴拉强度影响因素。建议在预制节段胶拼桥梁的抗裂性设计中,可以适当考虑胶接缝的抗拉强度,减少预应力钢筋用量,提高设计经济性。     

节段梁环氧树脂胶接缝抗拉强度的试验研究

由于我国铁路规范中并未提供环氧树脂胶与混凝土的黏结抗拉强度,预制节段拼装梁桥在设计时通常不考虑环氧树脂胶的抗拉贡献,仅作为抗裂性能的安全储备。本文专门设计了单纯轴向抗拉受力的模型试件,试验研究环氧树脂胶接缝的抗拉极限强度。通过多种工况的静力加载试验,得到了混凝土节段间环氧树脂胶接缝的抗拉极限强度,试验研究结果可为后续胶接缝节段拼装梁的设计和施工提供一定参考。     

预制混凝土节段胶拼梁抗拉强度试验研究

铁路胶拼梁在抗裂性检算时，如不考虑接缝的抗拉强度，会导致梁体预应力较大，造成预应力材料的浪费。通过24 m胶拼梁的静载试验，进行胶接缝的抗拉强度研究，并以此试验梁为例，对梁体接缝和跨中截面的抗裂安全系数及预应力钢筋用量进行计算分析。结果表明：胶拼梁开裂的首条裂缝不是出现在接缝处，而是出现在跨中节段的钢筋混凝土区内；接缝处的裂缝出现在节段端面的素混凝土薄层内；接缝截面是胶拼梁抗裂性检算的控制截面，接缝处的抗拉强度可按0.6倍的混凝土极限抗拉强度计算，要满足抗裂安全系数1.25的要求，设计弯矩下接缝截面受拉边缘的压应力水平应高于1 MPa；考虑胶接缝的抗拉强度，可以降低梁体的预压应力水平和预应力钢筋用量；胶拼梁节段拼接面的处理程度对接缝抗拉强度的影响明显，界面处理得好，可以提高接缝的抗裂性能。     

等跨预应力混凝土连续梁无湿接缝逐跨拼装技术

新建郑州—济南高速铁路长清黄河特大桥小里程侧采用22联3×56 m等跨预制胶拼预应力混凝土连续梁跨越黄河边滩,胶拼连续梁桥长3.7 km。对其结构设计、节段拼装工艺以及主要计算指标等进行介绍。研究采用无湿接缝逐跨拼装工艺,全梁无任何湿接缝及现浇合龙段,实现了连续梁梁部预制拼装率100%;提出高速铁路中等跨度等跨预应力混凝土连续梁节段预制拼装可采用三跨一联或两跨一联布置,相关成果可为类似工程提供参考。     

铁路节段预制胶拼连续梁桥设计总结与思考

和传统的现浇或悬灌施工的连续梁相比,节段预制胶拼桥梁在质量控制、施工速度和环保方面具有一定的优势,也具有其自身的特点。设计和施工中应根据这些特点采取相应的技术措施以保证工程质量。本文结合节段预制胶拼连续梁的设计实践,对节段拼装连续梁部分设计控制指标的选取、接缝截面直剪强度验算以及耐久性设计等方面进行总结和思考,希望能抛砖引玉,共同推进节段预制胶拼技术在铁路桥梁中的应用推广。     

节段预制胶拼构件胶接缝厚度研究

拼接胶是节段预制拼装桥梁的重要建筑材料,胶接缝厚度对桥梁受力性能和耐久性能有重要影响。本文设计了胶接缝厚度试验构件,从11个构件中取样实测并统计分析了胶接缝厚度。结果表明:胶缝厚度基本服从正态分布,拟合得出胶接缝厚度均值为0. 48 mm,标准差为0. 23 mm。分析了预制节段端面表层剥落、挤胶应力不均匀及节段拼装误差对胶接缝厚度的影响,探讨了胶接缝厚度对节段混凝土受力状态的影响,即过厚的胶层将引起拼装桥梁整体刚度降低及预应力损失增大。     

装配式钢-混凝土组合梁预制混凝土板湿接缝受力性能研究

为探究适用于装配式钢-混凝土组合梁预制混凝土板湿接缝的连接性能,设计制备了3个足尺组合梁预制混凝土板湿接缝连接模型试件,采用试验和理论方法研究了预制混凝土板湿接缝连接构造和混凝土强度对连接件抗剪承载力的影响.研究结果表明:采用C50微膨胀混凝土作为后浇带的试件极限承载力是整体式桥面板试件的88％,采用超高性能混凝土(U...     

活性粉末混凝土简支箱梁模型试验研究

为了研究活性粉末混凝土在铁路箱梁中的结构性能和破坏状态,试验设计了1孔斜腹板薄壁活性粉末混凝土简支箱梁模型。该箱梁模型采用节段拼装制梁成孔,短线法预制,采用胶接缝。本试验完成了跨度24 m活性粉末混凝土简支箱梁的预制和拼装施工,研发了适应活性粉末混凝土箱形梁预制的钢模板系统,探索了合理的拆模、搅拌、浇筑、养护、预应力张拉工艺。通过活性粉末混凝土简支箱梁静载试验,对设计参数的选取和计算方法进行了验证。试验结果表明:梁体刚度和抗裂安全系数满足设计要求;跨中截面和1/4跨截面中性轴高度实测值均与设计值基本一致;胶接缝的抗拉弹性模量满足设计要求。     

铁路胶接缝节段拼装箱梁预应力孔道密闭性能试验研究

目前国内对于节段预制胶接缝拼装桥梁尚处于研究阶段,缺乏相应的设计施工经验,更无规范可循。黄韩侯铁路芝水沟特大桥采用多孔跨径48 m和64 m的节段预制胶接缝拼装简支箱梁,为保证箱梁孔道的密闭性和箱梁耐久性,进行了预应力孔道成孔方式和接缝密封形式试验,依据不同的孔道成孔和密封方式组合试验结果,最终提出了可行的密闭方案,为今后节段预制胶接缝拼装桥梁孔道密闭措施的设计和施工提供了参考依据。     

预制拼装铁路重力式桥墩的抗震性能研究

为适应中国铁路建设向高烈度震区快速发展的需要,解决传统预制拼装桥墩墩柱及承台连接位置薄弱等问题,提出一种灌浆波纹管连接的模块化预制拼装桥墩体系,通过设置承台与墩身塑性区域共同浇筑及墩底局部无黏结段增强桥墩的抗震性能。制作1个局部无黏结整体现浇铁路重力式桥墩模型和1个局部无黏结预制拼装铁路重力式桥墩模型开展拟静力试验,并结合有限元分析,进行预制拼装铁路重力式桥墩抗震性能研究。结果表明：局部无黏结预制拼装桥墩整体连接性能稳定,可通过墩底塑性区域破坏与墩身及节段间的摇摆实现共同消能,其破坏模式表现为墩底塑性区域的弯曲破坏,未发生破坏位置转移现象;局部无黏结预制拼装桥墩等效塑性区域高度比整体现浇桥墩降低,抗侧向水平承载力与耗能能力提升显著,位移延性能力良好,可适应更大加载位移,最终累积耗能增长64.3%;结构接缝位置连接稳定可靠,同等加载位移下等效刚度基本一致,抗震性能得到明显提高;预制节段划分对预制拼装铁路重力式桥墩抗震性能的影响不大。     

GFRP筋与混凝土黏结性能拉拔试验研究

基于135个GFRP筋和20个钢筋拉拔试件的黏结试验,对GFRP筋与混凝土黏结性能进行全面研究.结果表明:试件破坏形态与锚固长度、混凝土保护层厚度及钢套管黏结强度具有密切关系,在同等条件下,钢筋与纤维筋黏结力比例系数为1.2～1.5,建议纤维筋最小锚固长度取为20倍纤维筋直径,这对于纤维筋发生断裂破坏而非拔出破坏,具有可靠的保证率.最后,确定纤维筋与混凝土的黏结刚度后取值范围为0.604 7～1.915 7 MPa/mm,为相关纤维筋数值模拟试验提供最基本的分析参数.     

不均匀正应力下节段预制桥梁胶接缝的抗剪性能

节段预制拼装桥梁节段间接缝位置的正应力对抗剪性能具有重要影响,但现有研究大多假设正应力沿高度方向均匀分布,这与实际状态不符。本文对节段预制拼装桥梁接缝的受力与变形开展试验研究并进行有限元模拟,结果显示有限元计算所得极限承载力、荷载-相对滑移曲线、裂缝开展情况均与试验结果吻合良好。在控制总水平力大小相等的情况下,采用校验的有限元模型进一步研究不均匀正应力对节段预制桥梁胶接缝抗剪性能的影响。结果表明：在竖向荷载较小时,正应力较小的位置主拉应力较大并首先出现裂缝;随着荷载的增加,不同试件主拉应力的大小、分布形态逐渐趋于一致;裂缝出现以后,试件上的应力会发生重分布,因此在保持总水平力不变的情况下,不均匀正应力对试件的极限承载力影响不大。     

碳纤维编织网增强磷酸镁水泥砂浆界面黏结性能研究

为研究碳纤维编织网增强磷酸镁水泥砂浆加固法(TRMM)中2个界面(砂浆-混凝土、碳纤维编织网-砂浆)的黏结性能,对21个黏结试件进行了弯折试验。研究变量包括界面处理方式(打磨、刻槽、凿毛)、磷酸镁水泥砂浆(MPCM)类型(MPCM、聚乙烯醇纤维(PVA)改性MPCM)、碳纤维编织网处理方式(表面涂层、表面涂层+粘砂、浸渍+粘砂),分析了试件破坏模式和在不同变量下黏结性能变化规律。结果表明,砂浆-混凝土界面黏结性能随着界面粗糙度的提高而增强,当粗糙度由0.77 mm提高至1.97 mm,试件由脆性破坏变为延性破坏;PVA可通过桥联作用改善碳纤维编织网-砂浆界面黏结性能;浸渍和粘砂后碳纤维编织网-砂浆界面黏结性能显著增强,界面黏结强度提高68%。     

铁路胶接缝节段拼装简支箱梁的设计实践与展望

胶接缝节段预制拼装桥梁具有施工质量高、工期短、环保性好,对周边环境、交通条件适应性好的特点,具有广阔的发展应用前景。黄韩侯铁路芝水沟特大桥是我国铁路胶接缝节段拼装桥梁的试点工程,设计中通过大量试验研究提出铁路节段预制胶接拼装桥梁的设计方法和计算公式,构建梁体预应力和剪力键合理构造体系,研发胶接缝节段拼装桥梁的耐久性综合防护体系,解决节段拼装桥梁的关键技术问题。在国家大力推行装配式建筑和绿色交通的环境下,后续需要加强系统性研究,形成设计施工规范,为推动我国铁路桥梁建造技术科技进步作出积极贡献。     

节段预制拼装梁胶接缝抗剪承载力参数分析

为合理设计节段预制拼装梁剪力键齿胶接缝的抗剪承载力模型试验,采用ABAQUS软件建立试验模型,混凝土本构关系采用考虑塑性损伤的非线性本构模型,接缝间环氧树脂胶采用弹性材料模拟.建立两个块件胶结组合的单面剪切试验模型,并与三个块件胶结组合的双面剪切试验模型对比,发现单面剪切试验模型加载不对称,抗剪承载力计算值偏大,因此采...     

锚固区钢绞线锈断PC梁黏结性能退化试验研究

为研究锚固区钢绞线锈断对后张预应力混凝土梁黏结性能的影响,对6根预应力混凝土构件进行静力拉拔试验.通过设计电化学快速锈断钢绞线、缓慢切割钢绞线和直接放张3种应力释放方式,研究应力释放方式、混凝土强度和箍筋直径对断后预应力钢绞线黏结性能的影响,揭示预应力钢绞线与混凝土黏结力沿纵向的分布规律,得到预应力钢绞线的黏结-滑移曲线以及试件达最大拉拔力时预应力混凝土梁的裂缝分布形态.试验结果表明:钢绞线与混凝土的黏结破坏由拉拔端逐渐向自由端发展,应力释放速度越缓,试件初始损伤越小,拉拔过程中黏结性能越稳定;提高混凝土强度等级和增大箍筋直径均可提高预应力钢绞线与混凝土间的黏结强度;试件破坏形式主要为黏结失效或预应力钢绞线断裂破坏.本研究为完善锈蚀钢绞线与混凝土间黏结性模型提供了试验基础.     

钢筋与活性粉末混凝土黏结性能的梁式试验研究

采用梁式黏结试验研究活性粉末混凝土与钢筋的黏结性能。研究表明:活性粉末混凝土梁式试验中的黏结破坏呈现钢筋拔出破坏、钢筋拔出与混凝土劈裂破坏共同发生等两种破坏形式。活性粉末混凝土与钢筋的极限黏结强度及所对应的滑移值分别约为普通混凝土的2倍左右。通过试验给出黏结应力-滑移曲线,曲线分为微滑移段、滑移段、滑移加速段和下降段等4个阶段。分析表明:保护层厚度及埋长对钢筋黏结锚固特征值有一定的影响。本文通过试验与分析提出用相对保护层厚度及相对埋长表示各阶段黏结锚固特征值的拟合计算公式,为工程设计提供参考。     

铁路节段预制胶接拼装简支箱梁的技术特点和优势

黄陵—韩城—侯马铁路芝水沟特大桥主桥采用19孔64 m和2孔48 m节段预制胶接拼装简支箱梁,突破了我国多年来常规采用的湿接缝节段预制拼装桥梁的限制。本文结合芝水沟特大桥节段预制胶接拼装简支箱梁设计、施工,阐述了节段预制现场拼装梁的分类和应用情况、构造特点、设计特点、工艺特点及优势所在,可对后续节段拼装桥梁的设计和施工起到指导性作用。     

双片预制圆孔板剪力墙抗震性能试验

针对预制混凝土圆孔板承重体系,进行了4个设置现浇边缘构件的双片预制圆孔板剪力墙试件的拟静力试验。结果显示：试件墙体与基础梁之间出现贯通的水平裂缝,边缘构件几乎沿全高出现水平裂缝,预制墙布满了斜裂缝;预制墙与现浇边缘构件交界面、预制墙与竖向连接缝交界面开裂。试件的破坏形态为弯剪破坏。名义屈服前,墙底截面竖向钢筋应变分布基本符合平截面假定。位移延性系数大于5,极限位移角大于1/100。试件可等效为实墙,按现行规范计算其承载力。根据试验结果,提出了改进预制墙与现浇混凝土之间连接竖缝的建议。     

节段预制拼装桥梁耐久性设计要点研究

研究目的:在国内节段预制拼装桥梁正处于发展时期,这类桥梁有着自身的特殊性,其耐久性方面必须引起足够重视,特别是需要重点处理好节段拼缝和预应力体系的耐久性设计。结合国外有关预制拼装桥梁耐久性设计、施工措施及国内桥梁的设计实践经验,本文针对这类桥梁节段拼缝和预应力体系的耐久性设计,提出关键性技术建议,以供设计和施工时借鉴。研究结论:节间接缝的耐久性设计应注意合理设置节间缝的道数和位置,做好节间缝剪力键的构造设计,同时充分重视接缝环氧胶的性能指标要求。对于其预应力体系,应按全预应力体系进行设计,结构设计计算及预应力配束应符合节段预制拼装的技术特点,预应力管道灌浆应严格控制质量,有体外索设置时应注意减振和防腐处理。