某轨道交通走行面伸缩缝预埋件加固性能试验研究

某轨道交通走行面伸缩缝两侧的预埋件在车辆运行过程中出现个别松动现象,预埋件处混凝土局部开裂压碎,给车辆运行带来安全隐患。本文在损伤调查及分析预埋件受力状态和损伤机理基础上,提出了加固处理方案,并进行了3个足尺伸缩缝预埋件节点试件的疲劳试验,对比研究了植筋塞焊固定钢板和化学锚栓固定钢板的加固效果。试验结果表明:植筋塞焊固定钢板和化学锚栓固定钢板均有较好的加固效果,且化学锚栓固定钢板加固试件的刚度优于植筋塞焊固定钢板的加固试件;3种工况试验试件的疲劳寿命均大于300万次,化学锚栓固定钢板加固试件的疲劳寿命甚至大于1000万次。本文提出的加固方法和研发的无机胶黏剂对于类似工程和提高钢筋混凝土后锚固节点承载力具有推广价值。     

钢板加固盾构隧道接头受力性能分析

纵缝为粘贴钢板加固盾构隧道衬砌结构的薄弱位置,为研究界面锚栓对钢板加固纵缝接头受力性能的影响,基于所开展的正负弯矩工况下钢板加固接头试验结果,针对界面锚栓排数开展数值参数分析研究,得到如下几点结论：正弯矩钢板加固接头的转角刚度和承载力等随界面锚栓排数增大而增大,当参数达到一定水平后,界面锚栓在接头整体破坏前不发生屈服;负弯矩钢板加固接头性能受锚栓排数的影响较小。     

U形预应力钢板箍加固T形截面钢筋混凝土梁受剪性能试验研究

为改进T形截面钢筋混凝土(RC)梁的受剪加固工艺,提出了一种采用U形预应力钢板箍对T形截面RC梁进行受剪加固的技术。采用简支梁跨中集中力加载的方法,完成了1个足尺未加固RC梁和5个足尺加固RC梁的单调静载试验,研究U形钢板箍间距和预应力水平对加固RC梁受剪性能的影响。通过试验得到了试件的损伤发展过程、破坏形态、荷载-变形曲线以及钢板箍、钢筋和混凝土的应变曲线。研究表明：采用U形预应力钢板箍可有效提高既有T形截面RC梁的斜截面受剪承载力,试件受剪承载力随钢板箍间距的减小而提高,最大提高幅度可达46.1%。当钢板箍间距小于400mm时,加密钢板箍对试件受剪承载力的提高作用逐渐减弱。钢板箍预应力水平在0.35以上时,进一步提高预应力水平对试件受剪承载力无明显影响。提出了U形预应力钢板箍加固T形截面RC梁受剪承载力的计算式,计算结果与试验结果吻合良好,可为既有T形截面RC梁的加固设计提供参考。     

钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土简支梁试验研究

钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁技术,是建立在钢板-混凝土组合梁基础上的一种加固方法。为了研究其受弯性能,对1根钢筋混凝土对比梁和10根钢板-混凝土组合加固简支梁进行了试验研究。加固试件包括直接加固、损伤后加固及持载加固试件。量测分析了试件的荷载、挠度、应变、裂缝宽度及其发展等。试件的破坏形态包括弯曲破坏和新老混凝土剥离破坏。试验表明,组合加固可以大大提高钢筋混凝土梁的承载力和刚度,试件具有良好的延性。采用弹性方法和塑性方法分析了试件的开裂荷载和极限受弯承载力,计算结果与试验吻合良好;用现有规范方法对试件刚度进行估算存在一定误差。     

直接剪切型锚栓群锚剪切性能试验研究

全螺纹锚栓与半螺纹锚栓单锚剪切试验结果表明,半螺纹锚栓的剪切刚度明显高于全螺纹锚栓,对于可判定为只承担剪力的锚栓,建议采用半螺纹锚栓。直接剪切型锚栓群锚、普通安装半螺纹群锚和普通安装全螺纹群锚的剪切试验结果表明,直接剪切型锚栓群锚剪切刚度显著高于对应的普通安装半螺纹群锚和普通安装全螺纹群锚,在用于固定加固钢板对混凝土构件进行承载力加固时,有利于保证加固钢板与被加固构件之间的协同受力。     

梁侧锚贴钢板加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

针对结构加固实践中,当梁底面有障碍物而无法进行加固时,本文提出了在梁侧面设锚栓固定钢板加固。通过对比试验研究,分析了钢板高度、锚栓间距、卸荷/非卸荷等因素对加固效果的影响规律。研究结果表明:锚贴钢板加固可显著提高梁的极限承载力,有效地减小构件的挠度,钢板能至始至终与梁协同工作,未发生剥离破坏;卸荷与非卸荷加固对加固效果基本无影响;建议加固钢板取梁高的1/2,锚栓间距以取200mm为宜。     

梁侧锚固钢板加固高温后混凝土梁受剪性能试验研究

为研究梁侧锚固钢板加固高温后受损混凝土梁的受剪性能,设计了6个混凝土梁试件,首先按照ISO 834国际标准升温曲线对其中5根混凝梁进行受火试验,然后采用梁侧锚固钢板加固,并对其进行静力试验。分析了梁侧加固钢板高度与螺栓间距对加固梁受剪承载力、延性及刚度的影响。试验结果表明：梁侧锚固钢板加固法能显著提高高温后钢筋混凝土梁的受剪承载力,并改善原混凝土梁的整体受力性能;受剪性能的加固效果随钢板高度的增大而增大,随螺栓间距的增大而减小;在梁侧锚固钢板加固梁中,钢板与混凝土存在纵向与横向滑移;螺栓间距对钢板与混凝土之间协同工作的程度影响较大。     

梁柱节点处锚固方式对粘钢梁抗弯性能影响研究

为探究梁柱节点处锚固方式对粘钢加固梁抗弯性能的影响,对3个采用新型锚固方式的粘钢加固试件以及采用《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2006)提供的锚固做法对比试件进行单向静载试验,对规范做法给出改进措施并利用ABAQUS建模分析。结果表明:(1)柱端U形箍板与加固钢板间距离对粘钢梁抗弯性能影响明显;(2)采用角钢加锚栓进行锚固的试件抗弯性能良好;(3)采用斜向植筋和加肋锚固钢板进行锚固的试件,其抗裂能力及抗弯刚度与计算值接近,但由于加固钢板剥离,抗弯承载力略低。     

预制混凝土双T板加固方法试验研究

为研究预制混凝土双T板加固方法,分别对通过粘贴CFRP布及钢板加固的预制混凝土双T板进行力学性能试验研究。研究结果表明,未加固预制混凝土双T板对比试件均产生剪压斜裂缝;粘贴CFRP布加固试件的主要破坏模式为钢筋屈服,受拉区CFRP布断裂或剥离;粘贴钢板加固试件的主要破坏模式为受压区混凝土压碎及受拉区加固钢板屈服。加固后预制混凝土双T板试件跨中截面混凝土应变发展规律基本符合平截面假定。粘贴CFRP布加固试件峰值承载力提高约1. 48～1. 83倍,粘贴钢板加固试件峰值承载力提高约2. 17倍。     

锚固钢板加固钢筋混凝土板受弯承载力分析

通过对锚固钢板加固的破坏机理分析,分析了钢筋混凝土板加固的计算方法。锚固钢板加固时,钢板的宽厚、锚栓的间距和锚固方式决定了加固板的破坏模式:弯曲破坏和钢板剥离破坏。锚栓能保证钢板和钢筋混凝土板共同工作,锚固钢板加固能大幅提高板的极限承载力。     

钢板加固受火后高强钢筋混凝土连续T形梁的试验研究

通过6个受火后高强钢筋混凝土连续T形梁试件采用钢板加固的对比试验,研究了粘贴钢板加固与螺栓锚接钢板加固后试件的力学性能和破坏形态。结果表明：受火后高强钢筋混凝土连续T形梁粘贴钢板加固后,承载力提高39.1%~58.2%,极限位移降低17.8%~53.2%;采用螺栓锚接钢板加固后,承载力提高36.7%,极限位移仅下降4.4%。采用螺栓锚接钢板加固后,初始弯曲刚度与未受火对比试件相当;粘贴钢板加固后,初始弯曲刚度较未受火对比试件明显增大。距跨中越近梁底钢板拉应变越大,越靠近跨中应变变化梯度越大。受火后梁底粘贴一层钢板或螺栓锚接一层钢板加固后,位移延性系数提高53.4%~62.0%、能量延性系数提高62.6%~72.6%;受火后梁底和梁顶中支座附近各粘贴一层钢板加固后,其位移延性系数降低8.2%、能量延性系数降低7.2%。采用折算面积法计算钢板加固受火后高强钢筋混凝土连续T形梁的承载力误差为-0.2%~13.2%,符合工程精度要求。     

H型钢加固混凝土板共同工作性能试验研究

为了研究后加H型钢加固混凝土板的共同工作性能,制作了12个二次成型H型钢加固混凝土板的试件,通过静力加载试验,研究了不同连接方式、植栓深度、锚栓数量(锚栓间距)及结合面的处理方式对于试件的工作性能以及破坏形态的影响。试验结果表明:通过采用植栓或穿过楼板设置螺栓连接件的方式,可使型钢梁与混凝土板具有一定的共同工作性能,形成组合梁;当采用植栓的方式进行连接时,植栓深度不小于锚栓直径的5倍,可保证锚栓不发生锚固破坏。结合面的粘贴处理方式对结合面产生滑移的荷载大小有影响,对试件的承载力没有影响;后加型钢加固混凝土板形成的组合构件并非完全意义上的组合梁,其承载力可按组合梁进行计算,但应将承载力乘以一个折减系数,建议取0.85;该组合构件的锚栓数量可参照钢结构设计规范对组合梁锚钉设置的要求进行设置,但应适当增加。     

梁侧锚固钢板加固高温后混凝土梁的试验研究北大核心

为研究梁侧锚固钢板加固高温后受损混凝土梁的受力性能,设计12个混凝土梁试件,预先按照ISO834国际标准升温曲线对其中的11根混凝梁进行受火试验,然后采用梁侧锚固钢板加固高温后受损梁,并对其进行静力试验。分析了梁侧加固钢板的厚度与高度、螺栓间距与增设角钢等因素对加固梁承载力、延性及刚度的影响。试验结果表明:高温后受损梁采用梁侧锚固钢板加固后,极限荷载和刚度均得到显著提高;原混凝土试件整体的受弯与受剪性能均得到改善;加固效果随钢板高度的增大而增大,随螺栓间距的增大而减小。梁侧钢板在应力较大处可能发生局部屈曲,在BSP加固设计中,应通过有效措施来限制梁侧钢板的局部屈曲。     

梁侧锚固钢板加固高温后混凝土梁的试验研究

为研究梁侧锚固钢板加固高温后受损混凝土梁的受力性能,设计12个混凝土梁试件,预先按照ISO834国际标准升温曲线对其中的11根混凝梁进行受火试验,然后采用梁侧锚固钢板加固高温后受损梁,并对其进行静力试验。分析了梁侧加固钢板的厚度与高度、螺栓间距与增设角钢等因素对加固梁承载力、延性及刚度的影响。试验结果表明:高温后受损梁采用梁侧锚固钢板加固后,极限荷载和刚度均得到显著提高;原混凝土试件整体的受弯与受剪性能均得到改善;加固效果随钢板高度的增大而增大,随螺栓间距的增大而减小。梁侧钢板在应力较大处可能发生局部屈曲,在BSP加固设计中,应通过有效措施来限制梁侧钢板的局部屈曲。     

带肋钢板加固腹板开大洞口RC梁的受剪承载力试验研究

设计并制作24根腹板开矩形大洞口钢筋混凝土梁，分别进行外贴钢板和带肋钢板加固，对比分析不同开洞尺寸、开洞位置、多洞口分布和锚栓构造等因素对钢板加固有效性的影响。结果表明：带肋钢板加固能有效改善洞口角部的受力性状，约束钢板不发生平面外屈曲失稳，使得钢板加固梁的洞口上肢整体压溃的脆性破坏模式转变为混凝土局部压碎的延性破坏模式，大幅提高了开洞梁的承载力、刚度及变形能力；开洞高度为0.4h(h为梁截面高度)、洞口宽高比为2的情况下，带肋钢板加固基本能使开洞梁的受力性能恢复至不开洞情况，随洞口尺寸的进一步增大，带肋钢板的相对加固效率更高，但加固梁的受剪承载力恢复水平会逐渐降低；高洞口、大弯矩以及开洞位置偏向受压区均会削弱洞口上肢，使上肢混凝土压碎成为梁承载失效的控制因素；多洞口相邻角部裂缝易贯通发展，使洞口区域受力复杂，可偏于安全地取多洞口外包络作为边界，将其近似为单一大洞口考虑；锚栓对约束带肋钢板剥离和提高加固系统整体性有一定作用，可作为构造措施但在受剪计算中不予考虑。根据试验结果与分析，建立带肋钢板加固梁的受剪承载力计算模型，其计算结果与试验结果吻合较好。     

薄壁U形钢板加固受火后钢筋混凝土梁受力性能研究

采用外套薄壁U形钢板、内灌无收缩灌浆料加固受火后钢筋混凝土梁,该加固技术能有效避免灌浆材料脱落,具有长效的加固功能。为验证该加固方法的有效性,进行了14根混凝土梁的静载试验,研究了U形钢板厚度和受火时间对加固RC梁受弯性能的影响,以及U形钢板厚度和剪跨比对加固RC梁受剪性能的影响。借鉴常温下组合梁承载力的计算方法,给出了薄壁U形钢板加固受火后RC梁受弯和受剪承载力的计算公式。结果表明：受火1.0、1.5h后混凝土梁的受弯承载力分别降低了9.4%、10.4%,剪跨比为1.74、2.58的混凝土梁受火1.5h后受剪承载力分别降低了19.5%、10.6%。薄壁U形钢板加固受火后RC梁的受弯、受剪承载力相比未受火RC梁分别提高了127.4%~151.7%、21.3%~56.7%。在薄壁U形钢板内侧和上翼缘焊接角钢形成的内隔环能保证薄壁U形钢板和混凝土共同工作,加固后试件可作为完全剪切连接的组合梁。加固试件发生受弯破坏时内隔环承受的纵向剪力较大,而发生受剪破坏时内隔环承受的纵向剪力较小。     

粘贴预应力玻璃钢板加固混凝土梁试验研究

本文对预应力玻璃钢板加固混凝土梁构件的性能作了初步的研究,并提出了应用预应力玻璃钢板加固梁构件的施工工艺.在此基础上,作者进行了4根试件的试验.通过试验结果对比了预应力玻璃钢板加固的受弯构件与非预应力玻璃钢板加固的受弯构件的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等工作性能,分析了预应力对构件弯曲性能的影响.试验结果与分析表明预应力玻璃钢板极大的提高了梁构件的工作性能.另外,本文提出了预应力玻璃钢板加固的受弯构件的极限承载力计算公式,实验数据和理论分析计算吻合较好.     

钢柱脚锚栓连接受剪性能试验研究

对锚栓连接受剪性能进行试验研究,制作了5组共15个试件,考虑了锚栓的直径、柱底板厚度和底板锚栓孔径与锚栓直径之差的影响。锚栓连接受剪试验的荷载 位移曲线呈现2个转折点,可近似分为3个阶段：弹性阶段、滑移阶段和强化阶段,以锚栓基本形成塑性铰与锚栓孔壁和锚栓顶紧两个状态作为分界点。试验结果表明,柱底板厚度越大,锚栓连接受剪承载力设计值和界面抗滑移刚度越小;锚栓孔径和锚栓直径之差对滑移阶段的长度有显著的影响,对承载力影响较小。以试验荷载 位移曲线的第一转折点对应的荷载作为锚栓连接的受剪承载力设计值,提出了计算式,同时提出锚栓连接极限承载力的计算公式。     

钢板加固螺栓球节点力学性能试验研究

针对螺栓球节点高强螺栓漏拧、少拧的情况,实际工程中常采用焊接钢板加固螺栓球节点来保障螺栓球节点承载力。为探究钢板加固螺栓球节点的破坏形式及极限承载力规律,对三组高强螺栓拧入深度0.5d(d为螺栓直径)螺栓球节点采用钢板加固并进行受拉承载力试验。试验结果表明,钢板加固螺栓球节点虽能提高节点的承载力,但试件高强螺栓和钢板变形很难协调,共同受力不理想,易发生局部破坏。故对原有加固方法进行改进,并进行加固后螺栓球节点拉伸破坏试验。结果表明,改进后的钢板加固螺栓球节点力学性能得到很好的提升,可为螺栓节点加固提供保障。     

对拉螺栓锚固钢板加固重组竹梁受弯性能试验研究

为研究加固重组竹梁受弯状态下的承载力和变形情况,制作了 3根破损重组竹梁,对其采用钢板加固后进行二次破坏试验.试验结果表明:加固梁的破坏形态为跨中位置钢板屈曲和跨中附近螺栓被拉断破坏,加固梁各部件拆开后,破损重组竹梁的二次破坏形态不明显;加固梁极限承载力得到了明显提高,提高幅度为64.1％～158.7％,允许扰度值(L/250)对应的承载力也均大于加固前重组竹梁的极限承载力;通过对比加固梁与原重组竹梁的荷载-位移曲线,加固梁的扰度变形始终比原试件缓慢,弯曲刚度明显高于原试件,使用对拉螺栓锚固钢板加固重组竹梁的方法是有效的.对加固梁的抗弯特性进行ABAQUS模拟,分析其在受弯状态下的荷载及变形情况,并与试验结果进行比较分析,发现模拟值与试验值吻合度较高.