腐蚀环境下预应力混凝土结构的力学性能研究进展

阐述腐蚀环境下预应力混凝土结构的研究进展情况,总结了国内外关于腐蚀环境下预应力混凝土构件力学性能的研究,分析了影响腐蚀破坏的因素,并对尚应完善的研究工作进行了展望。

公路桥梁车辆荷载概率模型研究(一)——非治超地区

为了解我国近年公路桥梁车辆荷载的情况,对非治超地区、计重收费地区和强制治超地区的车辆荷载数据进行了统计分析。分析表明,通过所有路段的车辆荷载服从多峰分布。本文用4个正态分布的加权和对非治超地区和计重收费地区车辆荷载的概率分布进行模拟,用6个正态分布的加权和对强制治超地区车辆荷载的概率分布进行模拟。另外,为准确描述对桥梁安全起控制作用的重型车辆荷载,采用分段函数模拟非治超地区车辆的概率分布。车辆荷载在不同时段内的最大值概率分布均可由极值I型描述。

公路桥梁车辆荷载概率模型研究(二)——计重收费地区和强制治超地区

为了解我国近年公路桥梁车辆荷载的情况,对非治超地区、计重收费地区和强制治超地区的车辆荷载数据进行了统计分析。分析表明,通过所有路段的车辆荷载服从多峰分布。本文用4个正态分布的加权和对非治超地区和计重收费地区车辆荷载的概率分布进行模拟,用6个正态分布的加权和对强制治超地区的车辆荷载的概率分布进行模拟。另外,为准确描述对桥梁安全起控制作用的重型车辆的荷载,采用分段函数模拟非治超地区车辆的概率分布。车辆荷载在不同时段内的最大值概率分布均可由极值I型描述。

混凝土路面碳纤维发热线融雪化冰研究

采用有限元法分析了布置碳纤维发热线的混凝土路面融雪化冰的性能。利用ANSYS热分析模块,建立了布置碳纤维发热线的混凝土路面的有限元分析模型,通过与室内、室外混凝土板的升温试验结果对比,验证了模型和计算方法的正确性。在此基础上,根据实际气象情况,计算了在不同环境温度和风力等级下,不同发热线布置间距、不同输入功率下混凝土路面的温度-时间曲线,进而得到了不同厚度的冰层完全融化所需要的时间,可以为工程设计提供参考。

钢纤维替代自密实混凝土梁箍筋的试验研究

研究了用钢纤维替代箍筋时,集中荷载作用对自密实混凝土梁破坏形态的不同影响,同时分析了钢纤维部分或全部替代箍筋的可行性.主要试验参数包括纤维掺量(0,25,50 kg/m3)和配箍率(0,0.13%,0.22%).利用普通钢纤维混凝土梁的截面平均极限剪应力经验公式对试验结果进行分析,并与ACI 318—02,Eurocode 2,GB 50010—2002,CECS 38:2004等国内外标准进行了对比.结果表明:掺入钢纤维能显著提高梁的截面平均极限剪应力,当钢纤维掺量和箍筋含量达到一定值时,它们的共同作用可使梁的破坏形态从脆性转变为延性,因而钢纤维能够部分替代箍筋.

后浇UHTCC既有混凝土复合梁弯曲疲劳性能试验研究

为研究疲劳荷载作用下超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)对混凝土的增强作用,将UHTCC外浇层作为保护层,对既有着混凝土梁体一侧浇注UHTCC而制成的UHTCC/混凝土复合梁(UC复合梁)进行三点弯曲疲劳加载试验.实验结果表明:在疲劳荷载作用下,UC梁截面变形符合平截面假定;UHTCC层产生若干条可见裂缝,其数目随应力水平的下降而减少,混凝土层裂缝数目为1～3;复合梁随荷载循环的疲劳变形曲线表现出延性特征,呈现三阶段发展,变形能力随应力水平的下降而降低;在高周疲劳情况下,复合梁S-N双对数疲劳曲线线性良好.由此表明,利用超高韧性水泥基复合材料作为保护层能分散既有混凝土的表面裂缝,提高复合梁的变形能力和寿命.

织物增强混凝土与钢筋混凝土构件界面粘结性能试验研究

本试验共设计制作了45个试件,以老混凝土的界面处理方式和TRC加固层数为参量,研究了TRC与RC构件的界面粘结性能。试验使用双面剪切试验方法,试验结果表明,TRC加固层数的增加有利于改善其界面抗剪强度,且凿糙、植筋和沟槽等界面处理方法均能有效提高TRC与RC的粘结抗剪强度,其中凿糙对抗剪强度提高的贡献程度较大。试验表明,老混凝土界面最佳粗糙度为2～4 mm,最佳植筋率为0.33%左右。

聚丙烯纤维高性能混凝土抗渗性能的试验研究

通过测试混凝土吸水率、渗透高度、抗氯离子渗透性(电通量)、不同深度氯离子浓度等指标,研究了掺入聚丙烯纤维对高性能混凝土抗渗性能的影响。试验结果表明,由于高性能混凝土中掺有粉煤灰、硅粉,其抗渗性大大提高;而掺入聚丙烯纤维后吸水率、渗透高度增大,但抗氯离子渗透性无明显变化,需要做进一步的研究。

自密实混凝土(SCC)工作性能和配合比设计研究进展

自密实混凝土(SCC)是一种高性能混凝土,在我国港口工程中应用很少,其优势难以发挥。文章详细总结了国际上SCC工作性能和基于工作性能的配合比设计研究进展,介绍了国内外工程应用实例,及需要解决的关键技术问题,供实际工程参考。

钢管-混凝土组合柱在我国的研究进展与展望

大量大跨桥梁、超高层建筑以及大型深海工程不断兴建,其中的承重柱承受极大的荷载,单纯依靠钢筋混凝土已经不能满足承载力和使用功能的要求,钢管—混凝土组合柱因其具有承载力高、塑性和韧性好、节约材料、方便施工等优点得到了广泛的应用。钢管—混凝土组合柱主要包括钢管混凝土柱、钢管混凝土叠合柱、钢管约束混凝土柱,对这三种钢管—混凝土组合柱从静力性能、抗震性能以及耐火性能等多方面的研究进展进行了系统总结和阐述。最后指出组合柱在复杂受力状态下的研究盲点,以及将再生混凝土和超高强混凝土应用于组合柱的发展前景,进一步推动组合结构的发展。

纤维高性能混凝土工作度、强度和弯曲韧性的试验研究

在研究不同纤维对高性能混凝土工作度和强度影响的基础上,参照美国材料与试验协会标准(ASTM C),进行了国产、进口钢纤维以及混杂纤维高性能混凝土梁的弯曲荷载-挠度全曲线试验;分析并对比了不同国产及进口钢纤维以及混杂纤维对混凝土工作性能、抗压强度、弯曲韧性指标和剩余强度指标的影响规律。结果表明,纤维类型和掺量均为影响混凝土工作度、强度和弯曲韧性的重要指标。

GFRP加固高强混凝土柱偏压性能的实验研究和有限元分析

为研究GFRP加固高强混凝土柱偏压性能,对10根GFRP加固高强混凝土柱试件进行偏压试验研究以及有限元分析,试验参数有偏心距、加固方式(横向约束加固、纵向抗弯加固、混合加固)、加固层数。得到了加固柱的极限承载力、荷载-挠度曲线、GFRP应变分布、裂缝的发展情况和破坏形态等。分析结果表明,横向粘贴FRP显著提高小偏心试件的承载力和延性,对大偏心试件承载力的提高不明显。纵向粘贴FRP可以明显提高大偏心试件的承载力,但会增加试件破坏的脆性。混合加固大偏心试件效果最好,混合加固小偏心试件优势不明显。

面板堆石坝中接触面及面板动力特性研究

针对垫层与面板间接触单元刚度的选取和垫层厚度对面板应力的影响大小尚无统一的认识问题,通过数值模拟试验确定了接触面模型参数的合理取值范围,研究了不同垫层厚度对面板动力特性的影响。结果表明,面板的变形主要由堆石体的变形引起,改变垫层厚度对面板的变形影响不大,但对面板的拉压应力幅值及分布情况影响较大,面板的拉压应力幅值及分布情况随垫层厚度的增加而得到较好的改善。

火灾下外加强环式组合节点温度场研究

设计了两种外加强环式钢管混凝土柱-钢梁组合节点,通过大型通用有限元软件Ansys模拟计算了其在标准火灾升温曲线作用下的温度场分布,计算结果与有关实验结果基本吻合,证明了数值分析的可靠性,并对其保护层厚度、钢板厚度及宽度、核心混凝土、及混凝土楼板等影响因素做了分析,为进一步研究此类节点的抗火性能奠定了基础。

混杂纤维自密实混凝土的强度和抗弯韧性

在工作度试验研究的基础上,根据不同国际标准研究了不同类型纤维(钢纤维、聚丙烯纤维、混杂纤维)对自密实混凝土强度与抗弯韧性的影响.结果表明:混杂纤维可显著提高自密实混凝土的韧性并改善其破坏形态.

从汶川地震桥梁震害看现行国内外桥梁的抗震设计方法(一)——抗震设防标准与地震计算

地震区的桥梁结构要进行抗震设计,所以地震发生后桥梁的破坏情况与抗震标准有密切的关系。为了解国外一些先进国家桥梁抗震设计规范的设防标准和设计方法,结合汶川地震桥梁的破坏情况,对我国、日本、美国、欧洲、新西兰等抗震规范的抗震设防标准、抗震等级和抗震计算方法进行了分析。所有国家的标准或规范都采用多个水准的抗震设计方法和多个抗震等级。对于不同抗震等级的桥梁,各国抗震考虑的方法是不同的,我国规范和美国规范采用不同的重要性系数同时考虑延性的影响,欧洲规范、新西兰规范只考虑重要性不考虑延性的影响,日本规范只考虑延性;在地震计算方法,各国采用的反应谱的形状相似,在考虑场地类别、强度折减及近场效应方面有所不同。

钢纤维混凝土弯曲韧性测试方法与评价标准

按照不同国家的有关标准进行了大量钢纤维混凝土梁的弯曲韧性试验,并依据试验结果,对比了目前国际上应用较为广泛的钢纤维混凝土弯曲韧性标准的优缺点,为我国纤维混凝土技术规程的修订奠定了基础.

从汶川地震中桥梁震害看现行国内外桥梁抗震设计方法(二)——抗震设计与构造

结合汶川地震桥梁的破坏情况,在文献[1]的基础上,对我国、日本、美国、欧洲、新西兰等规范的抗震设计方法进行了分析。对于能力设计,我国规范、美国Caltrans规范采用的超强系数相同,欧洲规范采用的值较大且考虑了轴压比的影响。在延性要求、强度和变形验算方面,各规范的规定差别很大,考虑到过大的残余变形修复比较困难,日本规范规定了震后要求的最大残余变形。在钢筋构造方面,美国规范对纵向和横向钢筋最小配筋率的规定比较简单,我国、欧洲和新西兰规范的规定考虑了轴压比的影响,欧洲规范和新西兰规范还对纵向钢筋不被压屈提出了要求。在其他抗震措施方面,各规范的规定也有很大不同。

有斜桩和无斜桩高桩码头地震反应的非线性有限元分析

为清楚了解斜桩在地震中的性能,采用非线性有限元软件ABAQUS对全直桩码头和斜桩码头分别进行了弹塑性时程分析.全直桩码头为全部采用直桩的码头,有斜桩码头分2种情况,一种是1根直桩顶部另设置1对斜桩,其余直桩全部与全直桩码头相同,另一种是将直桩截面尺寸和配筋减小后设置1对斜桩使其荷载-变形特性与全直桩码头相近.研究表明,有斜桩码头的刚度较大,水平位移、直桩桩端弯矩和水平力均较小,但残余位移较大.当地震作用较强时,由于斜桩变形能力较差,混凝土容易压碎,丧失水平承载力.计算分析也同时表明,近陆侧直桩比斜桩承受更大的地震弯矩和水平侧向力.

钢管限制对自应力混凝土膨胀的影响

通过对自由条件下的4种不同配合比自应力混凝土和11组不同配合比、不同尺寸的自应力钢管混凝土进行连续观测,讨论了不同条件下混凝土结构所产生的自应力变化规律,分析了自应力混凝土的自由膨胀、限制膨胀和有效膨胀等应变特点及其影响因素.试验结果表明:自应力钢管混凝土的含钢率,试件截面尺寸、长细比,核心混凝土的配合比等因素对结构自应力大小和核心混凝土的不同膨胀应变都有较大影响,并且相同影响因素对于不同膨胀应变的影响也有很大不同.