型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究

正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性。经过多年研究,作者提出一种新型桥面板结构——型钢-UHPC轻型组合桥面结构,将型钢、钢板条与UHPC组合,桥面板的形成无任何板件焊接,因而具有高抗疲劳性,且与传统钢桥面相比,自重持平、造价减半,可作为除“正交异性钢桥面”外的“第二种”大跨径钢桥的桥面结构方案。该文研究这种轻型组合桥面板预制板及横向接缝的抗弯性能,制作4个条带模型(包括2个预制板试件和2个接缝试件),开展三点弯曲的横向接缝负弯矩试验和预制板正弯矩试验,并对试验结果进行分析;基于“条带法”建立预制板试件极限承载力计算模型,提出接缝试件的UHPC开裂名义拉应力计算方法;基于某斜拉桥应用实例,进行整体计算和局部计算,验证新型组合桥面结构在实桥上应用的可行性。研究结果表明:(1)型钢与UHPC间在极限状态前相对滑移非常小,具有良好的协同受力性能;(2)预制板试件的正弯矩极限承载力以型钢屈服控制,而接缝试件负弯矩极限承载力以UHPC开裂和加密钢筋断裂控制;(3)接缝试件的“T形”接缝、加密钢筋、燕尾形的企口、交错式切割型钢钢条等构造设计对接缝整体抗弯拉性能有很好的提高效果;(4)预制板试件极限承载力计算模型所得计算值与试验值吻合良好,该模型搭配名义拉应力计算方法,可帮助工程实际问题的设计与应用;(5)试验结果与实桥的有限元计算值相比,新型桥面结构均有1.3倍以上的安全系数,新型组合桥面应用于实桥具有可行性。

轻型组合桥梁负弯矩区接缝抗弯性能试验

对适用于轻型组合桥梁负弯矩区的T形横向接缝抗弯性能进行试验研究,对负弯矩加载接缝的全过程进行理论分析,对接缝设计参数进行讨论.研究结果表明,随着荷载的增大,试件的主裂缝出现在连续浇筑的UHPC接缝界面和加载点下方的面板表面,试件中部未发现明显裂纹,UHPC接缝界面的可视初裂强度可以满足实桥设计荷载.对试验梁进行分析,提出接缝最大裂缝宽度、考虑UHPC拉伸刚度效应的设计弯矩和挠度计算公式,获得每阶段承载力的计算式,预测结果与试验结果吻合良好.通过参数讨论和计算可知,跨度L=20~50 m的轻型组合桥梁T形接缝上部加长长度可以设置为0.1L.

持载下外贴纤维布加固RC梁抗弯性能研究

为了考察持续荷载作用下外贴碳纤维布(CFRP)对梁的抗弯性能的影响,进行了16根外贴CFRP加固的钢筋混凝土(RC)梁和2根对比梁的抗弯试验.试验参数为:纵筋配筋率、CFRP加固量、持载点.并对构件的各特征点的荷载、承载力及各受力阶段的刚度进行了详细的分析.试验及分析结果表明,采用CFRP加固的钢筋混凝土梁的刚度较普通钢筋混凝土梁的刚度都有明显提高,纤维布对承受以抗弯为主的构件具有增强刚度、控制挠度的作用;纤维加固时梁所承受的荷载大小,即加固时梁内已存在的弯曲裂缝的宽度对梁的屈服荷载及极限承载力影响不是很大,但对梁的刚度有较大影响,特别是对屈服阶段的刚度影响较大.其试验及分析结果对相应规范的编制及工程应用具有较高的参考价值.

密肋轻钢龙骨复合墙体的抗剪性能

密肋轻钢龙骨复合墙体是密肋结构体系中的一种新型墙体构件形式,具有现场施工连接方便,易于工厂成批化加工等优点.为了研究其墙体的承载性能,对1/2比例密肋轻钢龙骨复合墙体与普通密肋复合墙体进行了低周反复荷载试验,对比研究了密肋轻钢龙骨复合墙体的破坏形态、钢骨应变变化规律、抗剪承载力影响因素及其实用计算公式等.试验结果表明,两者的破坏形态基本一致,轻钢龙骨复合墙体的承载力明显高于普通密肋复合墙体.最后结合试验数据给出了密肋轻钢龙骨复合墙体的开裂荷载与极限抗剪承载力的建议计算公式.

某预应力混凝土双T板结构性能试验研究

在详细介绍某厂生产的JSTB24-2型预应力混凝土双T板结构性能检测试验方法的基础上,对试验过程中遇到的问题和有关规范使用进行了探讨,并结合实际条件,采用分级加载的方法,测定了该预应力混凝土双T板的承载力,挠度,抗裂等指标,试验结果表明各指标满足相关规范要求,从而为批量生产提供了可靠依据,为预应力混凝土双T板的检测提供指导性建议。

轻钢结构的全螺栓连接形式力学性能

针对现有轻钢结构连接形式多样,性能和造价差异大的问题,提出了一种新型全螺栓连接形式.在抗压试验分析的基础上,总结了不同组合连接试件的抗压承载力与位移的变化规律以及螺栓直径、组合板厚度对其力学性能的影响,并将试验结果与理论计算结果进行比较.结果表明:随着抗压承载力的增大,试件的位移呈逐渐上升的总体趋势;抗压承载力随试件组合板厚度增大呈先增大后减小的趋势,且当厚度相同时,试件的螺栓直径与其承载力成正比关系.试验结果与计算结果误差范围较小,实验结果可靠.

GLC硅质轻型墙板抗弯性能试验研究

为研究GLC硅质轻型墙板的抗弯性能,对5组墙板以均布荷载的加载方式进行了抗弯试验,以砂浆层厚度、墙板厚度和复合形式为研究参数,探究了均布荷载下GLC墙板的裂缝开展情况,得到了荷载-挠度关系曲线、荷载-应变关系曲线,分析了GLC墙板的受力特点和破坏模式,推导了适合GLC墙板的承载力计算公式。结果表明:开裂前GLC墙板复合材料之间展现出完全的组合状态,开裂后抗弯承载力主要由耐碱玻纤网承担,破坏模式分为弯曲破坏和弯剪破坏。通过理论分析得到GLC墙板承载力计算公式,比较理论计算值与试验值,发现开裂承载力吻合较好,极限承载力具有较大的安全储备,为工程应用提供设计依据。

曲线张拉技术对预应力混凝土双T板结构性能影响研究

曲线张拉技术能够有效的改善预应力混凝土双T板在制作和运输过程中出现的表面裂缝问题,但是该技术对于预应力双T板结构性能的影响有待于进一步研究。本文通过采用普通张拉技术和采用曲线张拉技术的JSTB24-2型预应力混凝土双T板结构性能检测对比试验,研究了曲线张拉技术对预应力混凝土双T板承载力、挠度以及抗裂等方面的影响,并进行了机理分析,研究结论可对预应力混凝土双T板的生产提供指导性建议。

克孜河渡槽充水试验与承载力安全评价

为检验克孜河渡槽承载能力储备情况,通过现场充水试验模拟渡槽在实际运行阶段的工作状态,揭示在各级水荷载作用下渡槽的挠度和应变变化规律,完善渡槽承载能力的评价指标,按照预期的方案对渡槽试验段展开充水试验,根据监测结果对结构进行安全评价。结果表明,第7跨跨中各梁实测总挠度均小于规范要求;第7、8两跨跨中各梁实测应变随荷载的增大而增大,实测残余应变归零情况正常,应变规律符合理论预期且相对残余应变均小于20%,满足规程要求;根据克孜河渡槽有限元计算结果,参考第8跨跨中中梁理论最大应力增量为1.37MPa,现场实测最大应力增量为1.22MPa,实测最大应力增量仍未超过理论最大应力增量,且应变计算结果与实测应变结果相一致,说明槽身结构在各工况下无较大的不可恢复变形且处于弹性工作阶段;试验段中梁、边梁跨中位置结构校验系数分别为0.89、0.79,满足规程要求,试验结果合理有效。

超大跨度预应力混凝土空心板结构性能试验研究

针对传统的小跨度、低强度预制板已无法满足建筑行业发展的需求问题,设计了一种跨度为6.5 m的预应力混凝土空心板,通过对这种超大跨度预应力空心板进行结构性能试验,得出有关分析和结论,进而为该类板在实际的工程应用中提供试验依据和技术参考.

预应力带肋叠合板力学性能试验研究

提出一种新型预制预应力带肋叠合板(简称预应力叠合板),适用于民用建筑装配式混凝土结构的楼板,为得到该预应力底板和预应力叠合板的荷载-挠度曲线、裂纹发展规律及破坏特征等力学性能,并为实际工程运用提供依据,采用均布加载方式进行试验研究。试验结果表明,预应力底板加载至施工荷载时,4.5m板跨预应力底板跨中挠度为20.50mm,满足施工要求,6.4m板跨预应力底板跨中挠度为72.13mm,需增设支撑;在正常使用荷载下,预应力叠合板跨中挠度小于规范限值,板底未开裂;在极限荷载作用下,新旧混凝土交界面结合良好,未出现裂缝、滑移等剪切破坏现象,预应力钢丝未发生滑移和脆断,有较大的安全储备。

预应力混凝土空心板结构性能检测方法探析

本文参照相关标准,并结合工作实际,对预应力混凝土空心板结构性能检测指标的确定、计算及检测方案制定等值得注意的几个问题进行了讨论。

自然干裂木柱受力性能试验与退化模型研究

干缩裂缝是木柱构件中的主要残损之一。为研究自然干裂木柱的受力性能,对9根不同干裂程度和不同柱高的圆木柱进行了轴压试验,基于各木柱的破坏形态、荷载-轴向位移、荷载-侧移、荷载-应变等关系曲线,分析了干裂木柱的破坏机制及其承载力和刚度退化规律。试验结果表明:干缩裂缝对木柱的破坏模式影响较小,干裂木柱和完好木柱的破坏形态均表现为受压屈曲破坏;当干裂木柱的综合残损程度介于4.8%~23.73%之间时,干缩裂缝对木柱的受压承载力、初始轴压刚度以及延性有着显著影响;当综合残损程度小于4.8%时,干缩裂缝对木柱的受压性能影响较小;相同柱高下干缩裂缝会使得柱中轴向和横向峰值应变增加;木柱峰值荷载对应的裂缝张开位移随着裂缝深度损失率的增加而增大。基于干裂木柱试验结果及其受力机理,通过考虑稳定系数、截面面积损失和初始偏心距影响的多参数耦合作用,提出了干裂木柱综合残损程度量化指标,建立了干裂木柱受压承载力和刚度退化模型。经验证,受压承载力和刚度退化模型计算结果与试验结果吻合较好。

杜儿坪矿锚杆托板结构优化及推广应用

针对西山煤电集团公司杜儿坪矿井下复杂困难巷道围岩大变形,支护构件破坏严重,巷道支护效果不佳的现状,分析评价了现有托板存在结构不合理、预紧力矩转化效果差、承载力不足等问题,严重影响了巷道支护的整体效果。通过对现有托板及附件的合理优化,在托板厚度由14mm降为10mm的情况下托板的承载力提高了92.5%,锚杆预紧力在相同预紧力矩情况下提高了70%左右。通过井下工业性试验证明,井下支护构件破坏情况明显改善,巷道支护效果得到显著提高。

某多层框架结构原位加载试验实例分析

某建设工程项目位于我国南方沿海城市,为多层框架结构。目前进行结构改造,其中A栋厂房为5层框架结构(原结构为9层)。主梁跨度为7.5m、次梁跨度为7.2m。现拟改变其使用用途,使其使用荷载增大。通过对A东厂房进行静力荷载试验,判断结构主次梁承载能力是否满足使用要求。通过分析多层框架结构原位加载试验工程实例,为以后同类别的结构试验工作和相关研究提供实际工程经验。