复合配筋混凝土预制方桩接头抗弯性能试验

为了提高混凝土预制方桩的连接性能,重新设计了桩身的连接接头.通过对3种常用桩型共9根复合配筋混凝土预制方桩接头试件进行足尺度抗弯性能试验,研究方桩连接接头的抗弯承载力、变形延性及破坏特征等.结果表明:方桩接头试件破坏时,桩身混凝土裂缝分布紧密,裂缝竖向发展分叉较多,部分裂缝相互交错;复合配筋混凝土预制方桩接头试件的极限抗弯承载力试验值远大于桩身极限抗弯承载力规范公式的计算值,且都大于50%以上;方桩接头试件破坏形式主要有两种:桩身正截面抗弯破坏和端板与桩身连接破坏,发生桩身正截面抗弯破坏的接头试件具有更好的承载能力和变形性能.     

钢管煤矸石混凝土受弯构件的承载力分析

目的 分析钢管煤矸石混凝土受弯构件的受力过程，确定其承载力，及含钢率对承载力的影响．方法 对具有5种不同含钢率的钢管煤矸石混凝土受弯构件进行试验测试，绘制弯矩-挠度曲线、弯矩-最大拉应变曲线，分析曲线的特征、确定承载力极限状态．结果 确定了曲线上的3个特征点，将构件的变形过程分为弹性、弹塑性和强化阶段，定义截面的塑性已得到充分发展而受拉区钢管最外边缘纤维即将进入强化的点为试件的抗弯极限状态点．推导出了钢管煤矸石混凝土受弯构件的承载力计算公式，计算结果与试验结果吻合良好．结论 推动了将钢与煤矸石混凝土组合结构应用于工程实践的进程，为研究钢管煤矸石混凝土偏心受压构件的力学性能奠定了良好的基础．     

配筋钢管混凝土柱抗压性能

对配筋钢管混凝土柱的轴心受压性能进行了试验研究和理论分析;研究了配筋钢管混凝土短柱的受力性能、变形能力和破坏形态,给出了变形和极限承载能力的试验结果;分析了加配钢筋的作用及其对钢管混凝土柱变形和极限承载力的影响。最后探讨了配筋钢管混凝土短柱轴心受压承载力的计算方法,给出了简化计算公式。结果表明,钢管混凝土短柱加配钢筋以后,改变了其破坏形态,提高了其极限承栽能力和变形性能。     

预应力钢绞线超高强混凝土H型桩弯剪性能试验研究

为了解决河道护岸和基坑围护工程中普通预应力混凝土管桩水平承载力低及变形延性差的问题,研发了预应力钢绞线超高强混凝土H型桩. 通过对2种规格的8根H型桩试件进行足尺抗弯及抗剪性能试验,研究H型桩的抗裂性能、抗弯（剪）承载力、变形延性及破坏特征. 结果表明：预应力钢绞线超高强混凝土H型桩抗弯破坏模式为受压区混凝土压溃,抗剪破坏模式为斜截面剪压破坏;抗弯试验桩身竖向裂缝较多且分布均匀,抗剪试验桩身裂缝较少且斜裂缝出现滞后于竖向裂缝;试件抗裂弯矩和开裂剪力试验值与规范公式计算值相近,极限抗弯承载力较计算值偏大约30%. 对比预应力超高强混凝土管桩抗弯试验结果表明,H型桩具有更好的变形延性和整体性.     

钢管聚丙烯纤维超高强石渣混凝土短柱的静力特性

以试件的直径、径厚比和混凝土强度等级为试验参数进行了19根试件的轴心抗压试验,考察了钢管聚丙烯纤维超高强石渣混凝土短柱轴心受压时的破坏形态,揭示了影响其力学性能的因素和规律.试验结果表明:钢管内填充低碳聚丙烯纤维超高强石渣混凝土可以解决由于自收缩偏大引起的钢管混凝土脱空问题;在试验参数范围内,影响试件静力特性的主要因素是套箍指标和核心混凝土强度;荷载-平均应变关系曲线可以分为4个阶段,即弹性阶段、弹塑性阶段、承载力下降阶段和承载力回升阶段;所有试件都呈剪切型的破坏特征,残余承载力达到极限荷载的80%以上,都有较好的延性性能,极限应变达到8.67%～24.9%;最后,推荐了经回归分析得到的钢管聚丙烯纤维超高强石渣混凝土短柱轴心受压极限承载力的计算公式,计算结果与试验数据比较吻合.     

钢管再生混凝土长柱轴压受力性能试验研究

进行6根圆钢管再生混凝土长柱轴压的静力加载试验,观察试件受力的全过程和破坏形态,绘制出各试件的荷载-变形和荷载-应变关系曲线,分析长径比和套箍系数2个变化参数对试件变形和承载力的影响规律,采用国内外相关规程计算各试件的极限承载力并与实测值进行对比。结果表明:钢管再生混凝土轴压长柱受力过程经历了弹性阶段、弹塑性阶段和塑性下降阶段,均为弹塑性失稳破坏;长径比和套箍系数对钢管再生混凝土轴压长柱的受力性能均有影响,其中套箍系数影响较大;最后对于钢管再生混凝土长柱轴压的承载力计算及构件的设计提出建议。     

复合配筋混凝土预制方桩抗弯性能试验

为解决普通混凝土预制方桩抗裂性能差、预应力混凝土管桩水平承载力低和变形延性差的现状,创新研发复合配筋混凝土预制方桩.通过3种常用桩型9根方桩试件足尺度抗弯性能试验,研究预应力和非预应力混凝土预制方桩在抗裂性能、抗弯承载力、变形延性及破坏特征等方面的差异.结果表明:施加预应力显著提高了方桩的抗裂性能,桩身混凝土裂缝分布范围小且更均匀,裂缝数目更少,开裂弯矩更大;方桩试件的极限抗弯承载力试验值远大于规范公式计算值,施加预应力比未施加预应力方桩试件的极限抗弯承载力减小15%左右,变形延性降低约30%;复合配筋混凝土预制方桩试件的破坏形式如下:受拉区非预应力钢筋首先屈服,受拉区预应力钢筋被拉断,最后受压区混凝土被压碎.     

不同壁厚钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究不同壁厚钢管混凝土短柱轴压力学性能,制作了10组不同壁厚的钢管混凝土短柱试件进行轴压性能对比试验.试验结果表明,钢管混凝土轴压短柱壁厚效应的本质是核心混凝土的围压效应.在弹性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱弹性极限承载力增加,试件弹性极限承载力与钢管壁厚呈线性关系.在塑性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱塑性变形模型增加,钢管混凝土短柱塑性变形模量与钢管壁厚呈线性关系,试件呈现理想塑性状态时的钢管壁厚约为5 mm.通过对几种典型轴压承载力计算公式进行试验验证,得出欧洲和日本标准能够较好预测不同壁厚钢管混凝土短柱试件的弹性极限承载力.     

FRP筋-钢筋混合配筋梁受弯性能试验研究

按照"等效替代"原则设计试件H1～H3,试件H1和H2的强度等效配筋率ρ1相同,弹性模量等效配筋率ρ2不同;试件H2和H3的ρ2相同,ρ1不同.对比分析了ρ1和ρ2对混合配筋梁的开裂荷载和抗弯承载力的影响.结果表明,FRP-钢筋混合配筋梁的开裂荷载与强度等效配筋率ρ1、弹性模量等效配筋率ρ2均无关.强度等效配筋率ρ1保持不变,增大弹性模量等效配筋率ρ2,FRP筋-钢筋混合配筋梁的极限承载力有显著提高.弹性模量等效配筋率ρ2保持不变,强度等效配筋率增大ρ1,FRP筋-钢筋混合配筋梁的极限抗弯承载力变化不大.研究结果为FRP筋-钢筋混合配筋结构的工程应用提供理论依据.     

钢管混凝土拱桥弹塑性极限承载力分析的截面内力塑性系数法

结合钢管混凝土的本构关系模型，基于修正的拉格朗日列式单元增量平衡方程，采用单元节，色截面内力塑性系数法建立了钢管混凝土空间拱单元弹塑性刚度矩阵，按当前刚度参数法对材料非线性与几何非线性进行分析，研究了钢管混凝土拱桥空间弹塑性稳定权限承载力非线性分析方法；采用初始内力法考虑阶段间体系转换及弹性内力的传递，计算分析了益阳资江三桥主孔钢管拱桥施工阶段及成桥使用阶段空间弹塑性稳定极限承载力，探讨了仅考虑几何非线性稳定安全系数与弹塑性稳定安全系数之间的区别．研究结果表明：几组钢管混凝土轴心受压构件和偏心受压构件弹塑性稳定极限承载力与试验结果较接近，验证了本文方法与程序正确、可靠；对于钢管混凝土拱桥，弹塑性稳定极限承载力比仅考虑几何非线性的弹性失稳临界力要小，必须考虑弹塑性对稳定安全系数的影响．     

二重钢管混凝土桩头的性能研究

介绍了包括单钢管桩，带助单钢管桩及二重管钢管桩在内的共12个试件的轴心静压试验.讨论了加强肋、桩尖形状、外管突出长度参数对极限承载力和变形性能等力学性能的影响.结果表明，现行的单钢管桩属于界面的粘结破坏，承载力低，变形能力弱，不能充分发挥材料特性.用加强肋可以明显改善承载力，但对变形性能的影响较弱.二重管钢管桩大幅提高了极限承载力和变形性能.将外管的末端切成45°的楔形可以增大承载力，提高闭塞效应系数.承载力和闭塞效应系数随外管突出长度的增加而增大，实际工程中可取D长度.     

静压管桩技术在沈阳地区的应用

介绍了静力压入预应力混凝土管桩的沉桩机理及适用范围．根据沈阳市典型地区的试验场地工程地质条件和现场静载试验的结果，得出了静压预应力混凝土管桩的极限承载力，建立了沈阳地区桩长在7～14m范围内，桩端持力层为中粗砂和圆砾情况的极限承载力与施工终压力的关系，并给出了典型试桩的Q-s曲线、s-logQ曲线和压桩力随入土深度变化的曲线．给出了静压预应力混凝土管桩承载力特征值的计算方法．     

离心成型的粗骨料UHPC输电杆受弯性能试验

为改善普通混凝土电杆自重大、杆身易开裂、承载力低等问题，基于离心成型工艺，调整离心速度、加速度和时间，设计了粗骨料UHPC最优配合比，通过变速离心机制作了6根含粗骨料的UHPC环形电杆，进一步提高了生产效率，采用四点弯曲静力加载，并以钢纤维掺量和配筋率为参数，研究其破坏模式、抗裂性能和承载能力。试验结果表明：电杆破坏方式可分为弹性、裂缝开展和破坏3个阶段；随着钢纤维掺量增加，电杆的主裂缝数量逐渐降低，而细微次裂缝逐渐增多，钢纤维在一定程度上阻碍了裂缝的发展，其受弯承载力提高了42.6%;随着配筋率的增大，电杆的主裂缝数量相差不大，但裂缝长度和宽度明显减小，且抵抗变形能力增强，其受弯承载力提高了63.8%;采用活性粉末混凝土电杆受弯承载力计算方法与试验值较为接近，但相对安全保守，不过随着配筋率和钢纤维掺量的提高，其理论计算值与试验值也越接近。     

承压状态下网状箍筋约束PC管桩抗震性能试验

与普通混凝土桩相比,预应力混凝土管桩(PC管桩)抗震性能差,为改善其性能提出一种新型网状箍筋约束的PC管桩.通过对2组共4根PC管桩试件在不同轴压比下的拟静力试验,研究配筋形式、轴压比对其抗震性能的影响,其中一组为新型网状箍筋约束另一组为普通螺旋配箍,各组轴压比分别为0.3、0.5.详细记录试验破坏过程,得到试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形能力,刚度退化曲线和耗能能力等.试验结果表明:各试件均产生受弯破坏,延性系数在2.99～3.96之间;网状箍筋约束试件耗能能力强,其滞回环较螺旋配箍试件饱满;试件承载力、延性以及耗能能力受轴压比影响较大,轴压比越大,承载力越大,延性及耗能能力越差.给出了网状箍筋约束PC管桩正截面承载力计算公式,同时,对高轴压比作用下预应力混凝土管桩正截面抗弯承载力公式提出了修改建议.     

波形钢组合桥面板受力性能分析

为研究波形钢组合桥面板的受力性能,首先设计了3组9个试件进行推出试验,分析其破坏形态、极限荷载值和滑移量,然后建立了有限元模型,分析了波形钢组合桥面板在跨中集中荷载下挠度、界面滑移、波形钢板和剪力连接件应力及其分布。研究结果表明:开孔板PBL剪力连接件破坏分为弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段3个阶段,试件为混凝土剪切破坏,破坏时有着良好的延性,贯穿钢筋和粘结摩擦力对剪力连接件的承载力和滑移量有着重要的作用,5 m跨径的波形钢组合桥面板极限承载力为630 kN,桥面板在荷载作用下经历弹性阶段、裂缝发展阶段、屈服阶段、破坏阶段4个阶段,开孔板PBL剪力连接件可以有效地将两种结构组合在一起,波形钢板和剪力连接件屈服区域均集中在跨中,其中波谷区域最明显。     

苏丹油田钢管桩工程设计

根据苏丹油田的气候和地质条件,选定其油田设备基础为钢管桩基础。通过计算钢管桩的垂直承载力和水平承载力,确定了钢管桩工程设计施工的主要技术措施。     

外套钢管加固受损钢管混凝土短柱轴压试验研究

为了研究受损钢管混凝土短柱加固前后的力学性能,对13根采用外套钢管加固的受损钢管混凝土短柱进行试验研究.试验通过改变试件损伤率、外套钢管壁厚等变化参数,考察试件破坏形态以及变形情况,进而分析这些参数对加固前后受损钢管混凝土试件的影响.结果表明:当损伤率小于10%时,外套钢管对试件承载力的影响不大,只是在后期延性方面影响较大;随着外套钢管壁厚的增大,加固试件承载力是受损试件承载力的1.9².5倍.     

BCCP内水压承载能力原型试验

为了研究钢筋缠绕钢筒混凝土压力管（BCCP）在内水压作用下的承载破坏特征,设计了三个不同管径的BCCP内水压现场原型试验.在管径1 800 mm BCCP的钢筒、钢筋和混凝土保护层上布置环向应变片,逐级施加内水压至2.5 MPa,得到了各部位在内水压作用下的受力变化规律.主要结论如下:BCCP从生产时施加预应力到承受内水压至最终破坏的受力过程可分为5个阶段.1）管芯受预应力钢筋环向作用力阶段.缠筋后,钢筒与混凝土形成的管芯受到一个初始预压应力;2）保护层开裂前整管承受内水压弹性阶段.对应于试验中内水压小于1.5 MPa的阶段,管芯依然受压,而预应力钢筋和外混凝土保护层受拉;3）保护层开裂,管芯承受内水压弹性阶段.试验中当内水压达到1.6 MPa后,保护层开始达到抗拉强度开裂,混凝土管芯也从初始的受压慢慢转变为受拉,依然处于弹性状态;4）管芯开裂,钢筒和钢筋受拉弹性阶段.当内水压达到2.2 MPa后,管芯径向开裂,但是钢筒和钢筋的应力随内水压依然稳步增长;5）管道破坏阶段.钢筒和预应力钢筋达到最终屈服强度,整管丧失承载能力.研究成果可为BCCP在输调水工程中的推广使用以及相关标准的制定提供依据.