喷射混凝土钢筋肋拱支护结构与工程应用

喷射混凝土钢筋肋拱支护结构是一种较新的地下洞室顶拱支护型式,结构设计简单、施工方便、节省投资、支护快速及时,特别适用于大中型地下洞室顶拱不良地质地段的支护,具有较好的推广使用价值。本文介绍了这种支护结构的设计和施工过程,以及在锦屏一级水电站地下厂房洞室支护中的应用,对设计和施工中应关注的问题进行了分析和讨论。

钢筋肋外形对粘结锚固性能影响的研究

为了研究带肋钢筋外形对钢筋混凝土粘结锚固性能的影响,分析了不同试件的受力特性及平均粘结-滑移关系.利用ABAQUS仿真分析,建立了中国标准的月牙肋钢筋、名义直径20mm的竹节肋钢筋、韩国标准的竹节肋钢筋的有限元模型,与实验结果对比验证了仿真模型的合理性,并确定了不同情况下的粘结应力、滑移值和混凝土应变等.分析表明:试件越靠近钢筋处混凝土应变变化率越大;其肋前混凝土受压也更严重.月牙肋与竹节肋钢筋外形对粘结强度、刚度、延性的影响与混凝土强度差异关系不大.在肋间距一致情况下,名义直径20mm竹节肋钢筋较月牙肋钢筋粘结强度更高、刚度更大.韩标竹节肋钢筋因拥有较大的相对肋面积,其粘结强度也较高;但试件的刚度、延性主要受肋间距控制,肋间距越大其刚度、延性越差.

钢筋肋拱结构在地下厂房破碎岩体中的应用

随着小湾、锦屏一级、黄登水电站等大型地下厂房施工实践,在顶拱支护设计上,对大跨度破碎围岩采用钢筋拱肋轻型结构取代混凝土拱梁结构已成为一种加固顶拱结构的新趋势。该结构采用预应力锚杆、钢筋肋拱结合钢纤维锚喷支护作为表层受力体系,与锚杆、锚索支护结合形成表、浅、深层综合立体支护体系,在大跨度围岩破碎带支护中效果显著,已得到广泛应用。

基于三维扫描的带肋钢筋-混凝土界面黏结失效精细有限元分析

钢筋与混凝土之间良好的界面黏结性能是二者协同工作的基础,对钢筋混凝土结构承载和安全极其重要。为了研究钢筋与混凝土之间的非线性黏结失效机理,考虑钢筋与混凝土之间的摩擦力和机械咬合力,以及月牙肋的表面特征,采用三维扫描的方式建立了带肋钢筋-混凝土三维精细有限元模型,并通过拔出试验对比验证了数值模型的准确性。在此基础上,研究了钢筋-混凝土界面黏结-滑移行为与破坏机理,讨论了该文所提方法的优势。结果表明:界面黏结强度随混凝土强度增大而线性增大;钢筋直径的增大会导致界面黏结强度逐渐减小,并导致试件破坏模式的改变;数值模拟结果与试验结果吻合较好,说明采用三维扫描建立的数值模型可以准确模拟筋材与混凝土之间的黏结失效行为,进而从细观层面上揭示界面黏结失效机理。

630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固性能试验研究

为了研究630MPa热处理带肋高强钢筋的机械锚固性能分别采用单侧贴焊锚固与端头塞焊锚板的形式,对2组60个试件进行拉拔试验。研究不同锚固条件下混凝土抗拉强度、锚固长度、钢筋直径、混凝土保护层厚度及配箍率对其机械锚固性能的影响。结果表明:630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固试件具有3种破坏形式,即混凝土劈裂、钢筋拔出、钢筋屈服,端头塞焊锚板试件抗滑移效果更优。试件的机械锚固强度随着混凝土抗拉强度、混凝土保护层厚度、配箍率的增大而增大,随着锚固长度、钢筋直径的增加而减小。基于试验结果建立了630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固强度计算公式,结果表明该公式计算值与试验值吻合较好。

B500BD13mm带肋钢筋四线切分轧制生产工艺开发

介绍了石横特钢棒材厂英标B500BD13mm热轧带肋钢筋四切分轧制生产工艺的设计。针对顶出口、切分刀粘铁、力学性能不稳定以及成品尺寸不符合标准问题,分别从提高轧机刚性、优化导卫结构、提高温度工艺控制精度和优化孔型、调整机架间张力的措施着手,实现了热轧带肋钢筋四切分的稳定轧制,最终形成工业化批量生产,年创效360万元,产品质量满足用户需求。

热轧带肋钢筋电化学腐蚀监测技术综述

本文对热轧带肋钢筋电化学腐蚀监测技术进行了全面的综述。钢筋在混凝土结构中的广泛应用使其暴露于潜在的腐蚀风险之下,因此及时准确地监测钢筋的腐蚀状态至关重要。电化学方法作为一种非破坏性的监测手段,已经成为研究和应用的热点。本文介绍了热轧带肋钢筋腐蚀的背景和影响,深入探讨了电化学腐蚀监测的原理和方法,包括极化曲线法、电化学阻抗谱法和电化学噪声法等,对这些方法的优缺点及其适用范围进行了比较。总结了当前电化学腐蚀监测技术的发展趋势和未来的研究方向,强调了在工程实践中采用这些技术的潜力。

HRB400E含铬带肋钢筋的研发生产

介绍了HRB400E含铬钢筋的化学成分、冶炼方法、轧制工艺、产品力学性能、金相组织和应用效果。采用转炉出钢过程加铬铁和吹氩精炼的方法,实现了w(Cr)=0.32%~0.42%带肋钢筋的冶炼,Cr元素吸收率达到90%。轧钢方面,采用微合金化钢坯热轧生产工艺,含铬钢筋产品的力学性能完全满足协议要求;采用低成本控轧控冷生产工艺,轧件冷却过程中易出现贝氏体组织,延伸率指标达不到标准要求。

HRB500E带肋钢筋电极化曲线的测定

带肋钢筋作为建筑结构中应用最广泛的材料,其耐久性至关重要。500MPa级高强度抗震热轧带肋钢筋主要应用于机场、核电站及部分高层建筑等大型工程项目中,如在海洋环境、高温潮湿、工业等含有氯离子的环境中,大量混凝土建筑结构因发生钢筋锈蚀,以致失效破坏,对国民经济和人身安全造成不可估量的损失。因此,带肋钢筋耐腐蚀性能的研究一直是关注的重点。在钢筋实际生产中,不同工艺生产的钢筋其耐腐蚀性能差异较大,即使同一种工艺,不同横截面位置的耐腐蚀性能也是有明显差异的。评价钢筋耐腐蚀性能最直观的方法就是测定其极化曲线,可进行定量评价。本文选择穿水和非穿水这两种典型工艺生产的带肋钢筋,采用AMETEK PARSTAT 4000A电化学工作站进行极化曲线的测定,以研究不同组织类型的抗耐腐蚀性能。

高延性混凝土与带肋钢筋黏结性能试验研究

为研究高延性混凝土(HDC)与带肋钢筋的黏结性能,设计制作了20组试件。通过中心拔出试验,研究单调和重复荷载作用下试件的破坏形态及黏结滑移破坏机理,分析了HDC的抗压强度、纤维掺量、纤维种类及保护层厚度对带肋钢筋与HDC黏结性能的影响。结果表明:单调与重复荷载作用下,普通混凝土试件发生了脆性劈裂破坏,HDC试件发生劈裂和拔出破坏;试验结果表明,带肋钢筋与HDC的黏结强度随HDC抗压强度增加而提高;相同HDC抗压强度时,纤维掺量的增加可改善带肋钢筋与HDC的黏结性能;相比PP纤维,相同体积掺量的PE纤维与PVA纤维可有效限制混凝土内部径向裂缝的开展,提高带肋钢筋与HDC的黏结强度;依据破坏形态和黏结强度,得出临界相对保护层厚度为2.0;单调与重复荷载作用下,试件黏结强度比由纤维种类和相对保护层厚度主导,残余黏结强度比由抗压强度和纤维掺量主导;根据试验结果,建立了带肋钢筋与HDC的黏结强度计算公式和黏结-滑移本构模型。

鼓浪屿历史建筑带肋方形钢筋的物理性状和腐蚀原因分析

从鼓浪屿历史建筑(1920~1930年)中实地取样了3种带肋方形钢筋,采用统计分析和微观测试方法,对钢筋的物理性状和腐蚀原因进行了深入研究和分析。结果表明:鼓浪屿历史建筑中混凝土构件所用带肋方形钢筋的横肋高、横肋与纵轴夹角满足国内外现行规范要求,但横肋间距、相对肋面积不满足要求;金相显示所用带肋方形钢筋没有发现有害的带状组织、魏氏组织以及回火马氏体组织;从化学成分判断,所用钢材品种类似于现代的非合金钢(碳素钢),且多为低碳钢;多数钢筋中的磷元素和硫元素含量偏高,说明当时的钢材质量等级较低;不同历史建筑、不同混凝土构件所用方形钢筋的力学性能差异较大,1#钢筋和2#钢筋分别满足现行规范对于HRB400和HRB600的性能要求,但3#钢筋不满足规范对HRB335的性能要求;结构加固计算分析时不能仅依据钢筋的表面特征划分钢筋级别,需要对其力学性能进行检测、鉴定;钢筋的铁锈成分比较复杂,包括Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH、Fe_(2)O_(3)、Fe(OH)_(3)等多种成分,据此判断混凝土碳化、海洋环境中的氯盐侵蚀以及二者的共同作用是导致鼓浪屿历史建筑钢筋腐蚀的主要原因。

大跨径钢筋砼肋拱桥静载试验及有限元分析

为了检测净跨径133 m的大桥现况的整体结构性能和承载能力,对该桥主桥进行了汽车静载试验。静载测试采用6部载重汽车,分成4种工况加载,测算出拱肋截面应变、应力及挠度、桥面挠度、吊杆变形及应力等实测值,与建立有限元模型分析计算出的理论值进行对比,得知应力及挠度实测值均小于理论值,吊杆安全系数大于设计安全系数,桥梁构件强度及刚度均满足设计要求,表明该桥梁满足汽-20、挂-100的设计通行能力。

新型加肋钢筋桁架混凝土叠合板受弯性能试验研究

设计制作了5块混凝土叠合板进行受弯性能试验,分析在均布荷载作用下混凝土板的破坏形态,研究加肋尺寸对预制板力学性能的影响。结果表明:叠合板加肋可明显提高预制板的刚度,初始刚度提升最大可达2.97倍,采用带肋板可有效解决预制板施工阶段挠度过大问题;同时混凝土肋对板的开裂荷载和抗弯承载力也有较大提升,开裂荷载最大提升幅度达到2倍,极限荷载提升幅度最大达4.18倍。在试验研究的基础上,给出了考虑上部受压作用的加肋钢筋桁架混凝土叠合板施工阶段短期刚度的计算公式,与试验结果较吻合。

特大跨钢筋混凝土肋拱桥建造技术

钢筋混凝土拱桥因受力合理、全寿命周期维护成本低,成为深沟峡谷、地震多发等地区最具竞争力的桥型。特别是劲性骨架成拱的钢筋混凝土拱桥,无需支架、施工安全、截面参与施工受力,已成为大跨钢筋混凝土拱桥建造最优技术之一。原有劲性骨架法成拱技术,受到主拱结构构造差、骨架强度低、刚度小、外包混凝土施工环节多等诸多因素限制,国内建设数量较少。为攻克技术难题,依托320 m官盛渠江特大桥,对劲性骨架钢筋混凝土拱桥再创新,提出强劲骨架建造特大跨钢筋混凝土肋拱桥的建造技术,该技术提出的新结构、新材料、新工艺和新装备等科技成果,可简化特大跨钢筋混凝土拱桥施工流程、降低施工风险、节约施工工期,结构设计合理、材料利用率高、节约工程造价,社会经济效益十分显著。

各因素对热轧带肋钢筋抗拉强度检测结果影响研究

为了更加准确地检测热轧带肋钢筋的抗拉强度,避免受到外界众多因素的干扰,在检测时有必要给出钢筋的不确定报告,此次研究以实际项目所用的18mm直径热轧带肋钢筋为例,建立数学分析模型,给出了对钢筋抗拉强度检测结果造成影响不确定度分量,并计算了分量的贡献度,最后得出扩展不确定度u为5.68MPa,并将钢筋抗拉强度不确定度报告表示成:Rm=(618±5.68)MPa,提高了钢筋强度检测的精准度,为相关工程提供借鉴。

20MnSi热轧带肋钢筋的加载断裂研究

为了研究20MnSi热轧带肋钢筋的加载断裂情况,利用电感耦合等离子体发射光谱仪、现场金相显微镜等对HRB400热轧带肋钢筋进行测试。结果表明:C含量影响着HRB400热轧带肋钢筋的脆性,Mn增多,HRB400热轧带肋钢筋热导率降低,膨胀速率提高,断裂速率加快;随焊缝宽度的增大,裂纹长度增大。当焊缝宽度超过一定值后,裂纹长度的增长速率减缓甚至停止,断裂韧度基本不变;在高湿环境中,完好HRB400热轧带肋钢筋的腐蚀程度较小,腐蚀速率较慢,有裂纹的HRB400热轧带肋钢筋,腐蚀速率更快,腐蚀程度更严重。这是因为钢筋表面形成了电解质液膜,促进了电荷传输和氧化还原反应,导致腐蚀加剧,电流密度增大。因此,化学成分、焊缝宽度、湿度均对20MnSi热轧带肋钢筋的断裂性能和腐蚀程度产生影响,在设计和使用中需综合考虑和控制。

热轧带肋钢筋横截面带状组织的研究

针对某公司的热轧带肋钢筋棒线,研究棒材产品在不同规格采用不同切分数时,棒材横截面带状组织的有无、呈现位置及严重情况进行对比,再结合炼钢和轧钢的生产工艺,总结横截面带状组织的产生原因及如何消除等。结果表明:切分轧制是横截面带状组织产生的主要原因,但究其根本原因还是连铸坯的中心偏析所致。

首钢长钢热轧带肋钢筋时效研究及应用

通过对首钢长钢微合金化生产的HRB400E热轧带肋钢筋自然时效3 d、20 d后的屈服强度进行检测,发现采用该工艺生产的钢筋屈服强度呈下降规律,为确保用户在进场检验时获得合格钢筋,首钢长钢的内控标准要求出厂的热轧带肋钢筋屈服强度下限高于430 MPa。

各因素对热轧带肋钢筋抗拉强度检测结果影响研究

热轧带肋钢筋抗拉强度检测是钢筋质量控制的重要环节,而检测结果的准确性受到多种因素的影响。通过对各因素对热轧带肋钢筋抗拉强度检测结果的影响进行研究后发现,钢筋材质、热处理工艺、试验设备和环境条件等因素都会对检测结果产生影响,需要在实际检测中加以注意和控制。并且加强对整个检测过程的适用性监督,减少风险问题的发生,逐步地优化当前的工作方案,提供整体的检测效果。

钢筋混凝土肋拱桥病害检测与承载能力评估

以彝良县毛坪矿山一旧钢筋混凝土肋拱桥为例,该案例为废弃旧桥重新启用改造,因此为矿区工作人员及非机动车通行,需对该桥梁病害状况进行全面检测,在病害检测的基础上对该桥承载能力进行进一步检算分析,以验证其是否满足现行荷载的通行要求。采用病害检测技术状况评定,结合承载能力评估,为桥梁后期加固提供科学依据。