Analysis of the Application of Static Load Test in Bridge Bearing Capacity Testing

This article uses real engineering projects as examples to analyze how static load test technology is applied in testing the bridge-bearing capacity.The analysis covers aspects such as testing section layout,test load and efficiency coefficient,loading plan,evaluation optimization,test result modification,and result evaluation.The aim is to support the accurate detection and evaluation of bridge-bearing capacity.

Evaluation of ultimate bearing capacity of Y-shaped vibro-pile

Based on Mindlin stress solution, a numerical computational method was proposed to calculate the stresses in the ground induced by side friction and the resistance of Y-shaped vibro-pile. The improved Terzaghi's and ЪерезанцевВГ's methods for ultimate bearing capacity evaluation were proposed by considering the stress strength induced by friction resistance at pile head level of Y-pile. A new method to calculate the ultimate bearing capacity of Y-pile was also proposed based on the assumptions of soil failure mode at the tip of Y-pile and the use of Mohr-Coulomb soil yield criterion and Vesic compressive correction coefficient with the induced stresses in the ground. Based on the comparisons with the field static load test results, it is found that the improved Terzaghi's method gives higher ultimate capacity, while the other two methods shows good agreement with the field results.

部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁抗剪试验研究

目的为研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁的抗剪性能,方法对4根倒置组合梁试件通过三点加载方式进行了静载试验,通过研究其负弯矩作用下的破坏形态及变形特征,得到了组合梁的荷载-挠度曲线、应变分布、荷载-滑移曲线、最终破坏形态等。结果试验研究结果表明:UHPC翼板显著提升了组合梁的变形能力和极限承载力;相较于试件SUCB-3(NC翼板),试件SUCB-1(1/2UHPC翼板和SUCB-4(全UHPC翼板))的承载力分别提高了18.2%和27.3%,变形能力则分别增强了38.02%和41.2%;钢纤维的添加能有效地抑制翼板裂缝的开展,钢纤维掺量从0提高到2%,试件的最大裂缝宽度从1.06 mm降低到0.92 mm,变形能力增强了23.61%,承载力则提高了4%。结论提出了考虑钢箱、UHPC翼板和充填混凝土贡献的组合梁抗剪承载力计算公式。

不同螺栓等级下共享铁塔挂载连接件承载性能研究

为研究螺栓等级对挂载连接件承载性能的影响,选取了4.8级普通螺栓(KL-4.8)与8.8级摩擦型高强螺栓(KL-8.8)连接的挂载连接件进行静力试验研究。采用ABAQUS有限元分析软件对其受力性能进行模拟,使用可靠的数值模型系统分析螺栓等级和螺栓直径对连接件承载性能的影响。结果表明:在水平荷载作用下,两种不同螺栓等级连接的挂载连接件节点处均未出现滑移;两种连接件的破坏模式基本一致,左右两侧方钢管底部及右侧方钢管顶部均出现断裂;KL-8.8的整体刚度、极限承载能力以及变形能力均高于KL-4.8;当采用4.8级普通螺栓连接且承载力低于74.13 kN时,螺栓直径不宜小于18 mm,否则螺栓杆会发生剪切变形;当采用8.8级和10.9级高强螺栓连接时,双板件连接处节点偏于刚性连接,挂载连接件的整体刚度和极限荷载主要取决于方刚管、挂载铁杆等其他部件;挂载连接件在承载过程中通过双板件与主材之间的摩擦力和螺栓抗剪来抵抗外载,实际工程中应根据挂载重量合理选择螺栓参数。

装配式混凝土墙板新型键槽接缝受剪性能研究

为研究适用于低多层装配式混凝土(PC)墙板的新型键槽接缝界面的受剪性能,设计并制作2组共8个键槽式接缝连接的PC墙板试件,开展单向推剪加载试验和扩展参数数值分析,分别探讨轴压比、结合面砂浆强度及键槽构造形式等因素对键槽界面受剪性能的影响;提出新型键槽接缝界面的受剪承载力计算公式,并构建键槽接缝界面的剪力-滑移模型。研究结果表明:轴压比对接缝破坏形态和受剪承载力均具有显著影响,增大轴压比后,裂缝发展更为充分,局部混凝土出现剥落甚至压溃,接缝的受剪承载力与轴压比近似呈线性关系。提高结合面砂浆强度可较大幅度地提升接缝的受剪承载力,对比普通填充砂浆,采用高强砂浆连接试件的受剪承载力提高了57.2%。合理的键槽界面构造可有效提高接缝的受剪承载力,相较于传统的平直缝界面,深度为50 mm、倾斜倒角为11.3°的键槽界面的受剪承载力提升了16.5%。本文所提公式受剪承载力计算结果与试验结果吻合较好,所提模型能准确预测键槽界面的受剪行为。

预制模壳填芯混凝土悬臂盖梁承载力分析

盖梁的轻量化发展是实现全预制桥梁的必然要求。基于已有的预制模壳填芯混凝土悬臂盖梁静力试验,采用有限元软件ABAQUS对试件PRC1进行数值分析,有限元计算结果和试验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性。通过修改已验证的有限元模型参数,进一步分析外壳混凝土强度、纵筋配筋率和交界面接触设置对预制模壳填芯混凝土悬臂盖梁力学性能的影响。基于钢筋混凝土一般构件的承载力计算方法建立试件的理论计算公式,并对提出的计算公式进行验证。研究结果表明:当外壳材料为普通混凝土时,混凝土强度等级从C35增加到C60,峰值承载力仅提高1%,而当外壳材料为超高性能混凝土(UHPC)时,峰值承载力相较C35提高了22%。纵筋配筋率与峰值承载力呈线性增长趋势,当顶部第1排纵筋直径从14 mm增加到22 mm时,峰值承载力提高了34%。交界面接触设置为绑定约束比面面接触的峰值承载力更接近试验值,且后者是相对保守的。基于钢筋混凝土一般构件建立的承载力计算方法所计算结果与试验结果和有限元分析结果吻合较好。

火灾后圆形孔蜂窝组合梁受力性能研究

圆形孔蜂窝组合梁火灾后的力学性能研究,可为受火后建筑结构性能评估提供参考依据。对4根火灾后圆形孔蜂窝组合梁及1根未过火处理圆形孔蜂窝组合梁开展静力加载试验,分析火灾、加劲肋设置、开孔率等因素对圆形孔蜂窝组合梁破坏形态、抗弯刚度及承载能力的影响。结果表明:降低开孔率可以提高火灾后圆形孔蜂窝组合梁的抗弯刚度和极限承载能力;设置加劲肋的火灾后圆形孔蜂窝组合梁与未设置加劲肋的构件相比,其极限承载能力提高了6.9%;火灾前、后,圆形孔蜂窝组合梁在静力荷载作用下均发生弯曲破坏,但火灾后其开裂荷载、极限承载能力和延性均出现不同幅度的下降;提出了具有良好精度的圆形孔蜂窝组合梁火灾后剩余抗弯承载力的计算方法。

复杂地质条件下抗滑桩水平承载特性影响因素分析

抗滑桩是治理滑坡时经常采用的一种有效的边坡防护工程措施,其水平承载力是评价边坡加固效果的关键。为研究复杂地质条件下边坡抗滑桩的水平承载特性,以卡拉水电站上田镇滑坡体防护工程为例,采用现场试验和数值模拟相结合的方法研究边坡抗滑桩的水平承载特性。基于抗滑桩现场单桩水平静载试验,验证数值计算模型的准确性,在此基础上进行抗滑桩水平承载力影响因素分析。结果表明:前后排桩受水平承载力呈现不均匀性,在相同水平承载力作用下后排桩桩顶最大弯矩大于前排桩桩顶最大弯矩;不同桩布置对群桩水平承载特性影响较大,其中双排交错布置方式桩顶弯矩最小,单排交错次之,双排水平桩顶弯矩最大;相同水平荷载作用下,与1.2 m和1.3 m桩间距相比,1.4 m桩间距的群桩效应较为明显;桩入岩深度对群桩水平承载能力影响较小,只在土-岩体分层界面有明显差异。

折叠装配式框架结构静力试验研究

为获得折叠装配式框架结构的静力性能,设计了两个折展框架榀足尺试件,通过开展结构静力加载试验对单榀折展框架在不同荷载工况下的变形特征、承载性能与破坏形态进行了研究。试验结果表明:对于正常使用状态,进行静力加载时,有支撑的单榀框架结构整体变形处于弹性范围,水平作用下受推和受拉位移变化趋势基本一致,且增设支撑对折展框架的刚度影响较大;水平极限荷载作用下,有支撑的单榀框架结构在支撑连接处首先出现不可逆的塑性变形,单榀框架在边柱下端与下部拉条连接处发生局部破坏;上、下层梁柱节点弯矩-转角曲线变化趋势一致,但上层节点初始刚度明显弱于下层节点初始刚度,同层梁柱节点初始刚度基本相同;单榀框架的各关键点处等效应力在往复加载过程中推拉对称,结构总体处于安全状态。

就地固化表层地基承载特性现场试验研究

以浙江省31省道北延线绍兴市区路段地基处理为例,研究两种原位固化地基处理方式(ALLu强力搅拌头搅拌法和国产自制设备与ALLu强力搅拌头联合应用)的适用性及其处理效果,针对两种地基处理方式进行现场平板载荷试验、无侧限抗压强度试验、标准贯入试验和静力触探试验。为得到就地固化处理后地基应力和地基变形的规律,在地基处理路段布置土压力盒和沉降板进行现场监测试验。试验结果表明:与传统的换填法相比,就地固化处理后的地基承载力提高至少30%;固化养护龄期28 d时,原位固化土的无侧限抗压强度与室内无侧限抗压强度之比在0.35~0.65之间;标准贯入试验和静力触探试验均表明原位固化处理后地基土的强度提高,且计算的地基承载力与平板载荷试验实测结果相差不大,均可以作为就地浅层固化地基处理技术的检测指标;对两组路段的应力和附加应力系数进行分析发现,经原位固化形成的人工硬壳层具有较好的扩散应力作用。

钢桁腹-混凝土组合箱梁局部外接节点静载试验及极限承载力计算研究

为了解钢桁腹-混凝土组合箱梁(顶、底板为混凝土结构,腹杆为钢结构)外接节点在水平荷载作用下的受力性能,以某钢桁腹-混凝土组合箱梁桥方案为背景,选取钢腹杆轴力最大节点设计、制作缩尺比为1∶3的钢桁腹-混凝土组合箱梁局部外接节点试件(由混凝土弦杆、方形钢腹杆、节点板组成,原混凝土板简化为混凝土弦杆)并开展静载试验,分析外接节点试件静载试验现象及破坏模式、荷载~位移曲线,以及混凝土弦杆、节点板和钢腹杆的应力分布规律,并基于有效宽度法及撕裂面法与最大强度准则提出外接节点极限承载力计算方法。结果表明:外接节点试件的破坏模式为节点板拉剪断裂失效,极限承载力为设计荷载的5.71倍,承载能力满足要求;混凝土弦杆压应力沿加载方向逐渐减小,沿竖直方向从上往下逐渐增大;节点板应力沿加载方向总体上先增后减,外露节点板是节点受力的关键构件;外接节点极限承载力由节点板和钢腹杆中较弱者控制,采用所提出的计算方法得到的外接节点极限承载力计算值与试验结果相差小于6%。

后注浆技术在港口工程中的应用及桩基承载力研究

后注浆技术在国内土建领域应用广泛,但在港口工程尤其是海外港口工程中少有应用先例,对后注浆的适应条件和技术参数也缺乏经验参考。结合西非某码头工程,介绍泻湖水域复杂地质条件下的灌注桩后注浆技术的施工工艺和技术参数,探讨后注浆的适应条件和加固效果。结合静载试验,对注浆前后的桩侧、桩端承载力进行研究,并与理论计算值进行对比。结果表明,采用后注浆技术可有效提高桩基承载力但具有一定的适应条件,可为类似港口工程的桩基设计提供参考。

钢骨混凝土复合受扭柱抗震性能试验研究

为研究含H型钢的钢骨混凝土柱在压弯剪扭复合受力作用下的抗震性能,对7个含H型钢的钢骨混凝土柱和1个钢筋混凝土柱进行拟静力试验,探究了扭弯比、轴压比、配箍率等对试件抗震性能的影响,分析了试件在低周反复加载试验中裂缝产生和发展的规律及破坏特征,讨论了各试件的扭矩-扭率滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化和损伤分析。结果表明:含H型钢的钢骨混凝土柱在复合受力状态下发生受扭破坏,其扭矩-扭率滞回曲线呈捏拢的S形,相较于普通钢筋混凝土试件,其承载能力和抗震性能更优。增大扭弯比、轴压比、配箍率以及采用箍筋焊接并配置栓钉能提高试件承载能力,但提高配箍率和配置栓钉会使试件刚度退化速率加快。

南宁盆地特殊地层静压随钻跟管桩适应性及单桩承载力特性研究

为了研究静压随钻跟管桩在南宁盆地特殊地层的适应性及单桩承载特性,对现场4根直径800mm的静压随钻跟管桩进行静载及低应变反射波法试验。研究结果表明:各地层中的试验桩承载力均能满足设计要求且均属于Ⅰ类桩,桩身回弹率较高,说明各试验桩仍具有较大的承载潜力;未进行破坏性试验时各地层中单桩承载力综合增强系数均大于1.00,以经验公式确定静压随钻跟管桩的单桩竖向承载力时应乘以相应的增强系数。基于以上研究,将静压随钻跟管桩工艺应用于实际工程,经验收检测表明,各项目受检基桩的桩身质量完好,承载力均满足设计要求,且仍具有一定的承载力富余量,良好的实际工程应用效果表明该工艺具有良好的适用性以及较高的推广使用价值。

基于村镇建筑的新型沙漠砂混凝土砌块墙体的抗震性能研究

利用沙漠砂研发的蒸压加气混凝土砌块是一种新型砌体材料。为了研究这种新型砌块在村镇建筑中的应用,考虑在不同竖向压应力和构造柱的约束作用下,对4片沙漠砂蒸压加气混凝土砌块墙体开展拟静力试验,通过对比分析4片墙体在低周反复荷载作用下的破坏特性、力-位移曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及延性等性能指标。结果表明:1)墙体主要以剪切破坏为主,未设置构造柱墙体主裂缝沿约45°贯彻整个墙体,设置构造柱墙体主裂缝呈“倒八”字型,且当竖向压应力增大时,墙体的抗震承载力也随之增大,抗侧刚度有所提高,但延性随之减小;2)竖向压应力相同情况下,对比分析表明设置构造柱墙体的极限承载力约是素墙体的2.22倍,延性提高了约60%,且刚度也有所提升;3)基于主拉应力理论和库仑破坏理论分别建立了适用于该新型砌块墙体的抗震承载力计算公式,且库仑破坏理论建立的抗震承载力计算公式应用更合理;4)建立了恢复力模型骨架曲线,能够较好地反映沙漠砂蒸压加气混凝土砌块墙体的试验特点。

支座底板直连接型焊接空心半球节点受力性能试验研究及分析

为研究支座底板直连接型焊接空心半球节点在受拉压状态下的力学性能,设计制作了8个试件。通过试验和有限元分析方法,获得了节点的破坏模式、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线。结果表明,受压工况下试件的破坏模式为半球先屈服支管后屈服、支管屈服和半球表面屈服,受拉工况下为半球先屈服后支管与半球相交处半球表面产生裂纹。节点承载力随半球直径、半球壁厚、支管直径及受力工况的不同而改变,受支管壁厚影响较小。在受力过程中,支管分别承受拉压力的节点试件在支管与半球相交区域的测点最先进入屈服状态,其余加载工况下试件最不利位置均为半球顶部。基于对218个有限元模型在受压和受拉工况下的参数化分析,非线性拟合提出了节点极限承载力计算公式,并考虑了加劲肋对节点承载力的影响,给出承载力提高系数。

海上试桩不同桩型承载力特性研究

天津南港某高桩码头拟建场地有深厚密实砂层,通过试桩测定设计桩型对砂层的穿透及贯入能力,研究不同基桩承载力特性。试验结果表明:混凝土预制桩及钢管桩均有较好的穿透及贯入能力;基桩轴向极限承载力高应变检测结果小于静载试验,误差均在5%以内;混凝土预制桩桩端承载力占总承载力不小于44.6%,钢管桩桩端承载力占总承载力不小于21.9%;相同荷载作用下,混凝土预制方桩静载与动载沉降量之比为1.40,钢管桩为0.90,两者差异明显;基桩承载力达到极值时桩侧摩阻力要明显大于规范极限侧摩阻力,规范取值偏保守。

基于静力荷载试验的大跨度钢连廊承载力评价研究

针对大跨度钢连廊因制造误差、焊接残余应力以及安装误差等原因会造成实际承载能力较理想设计模型存在偏差的问题,本研究以扬州建工科技园A2~A3双塔楼间连廊作为研究背景,根据《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018和《城市桥梁检测与评定技术规范》CJJ/T233-2015利用蓄水法作为静力荷载对连廊进行静载试验,对其承载能力进行研究,结果证明该连廊符合安全性要求。

化学植筋后锚固抗剪承载力研究

植筋锚栓在混凝土结构中得到广泛应用,作为关键的结构连接构件,其抗剪性能还有待深入研究.为获得准确的植筋锚栓抗剪承载力计算方法,共设置42个植筋锚栓承载力测试试件,考虑了植筋深度、混凝土基材强度和植筋直径这三个主要影响因素.通过剪切试验得到了各试件的抗剪承载力和剪力荷载—位移曲线,并建立了植筋锚栓四折线破坏模型,在试验基础上通过分析获得现有规范植筋锚栓抗剪承载力的修正公式.结果表明,植筋锚栓在达到钢材破坏前受压区混凝土已碎裂,即植筋抗剪承载能力在钢材破坏前已失效,因此取四折线破坏模型中的等效弹性极限点作为抗剪设计值;当混凝土抗压强度小于等于40MPa时,混凝土强度越低,锚栓抗剪承载力越小;反之,混凝土强度对抗剪承载力几乎没有影响.在相同埋深与混凝土强度条件下,锚栓直径越大其抗剪承载力越大,但增长效率却在逐渐减小.本文提出的锚栓抗剪承载力计算公式对大部分工况的计算结果与试验结果相比差值小于3%.

自平衡法和高应变检测在码头灌注桩中的应用

海南某高桩码头工程地质条件特殊,表面覆盖硬岩层,下部为黏土层,码头基础采用灌注桩结构,以硬黏土层为持力层。施工后分别采用自平衡法静载试验和高应变法检测桩基承载力,将检测结果与规范理论计算结果进行比较。结果表明,通过自平衡检测的荷载-位移关系曲线判断,桩端依旧处于弹性阶段,并根据在加载过程中桩身轴力沿桩身轴向的分布情况,可分别判断各桩侧摩阻力、端承载力的发挥值,从而判断桩阻力并没有全部发挥,桩基的实际极限承载力大于试验值。高应变检测法检测桩侧摩阻力结果大于理论计算结果,桩端承载力小于理论计算结果,总桩基承载力二者比较接近,因此可以作为静载试桩的辅助验证。在港口码头工程中采用自平衡静载测试法,并用高应变检测法进行验证,可以解决水域条件下大质量桩基承载力的检测问题。