钢筋混凝土结构的植筋技术及工程应用

对加固改造工程中钢筋混凝土结构的双筋植筋进行了系统的试验研究,包括不同直径钢筋、不同深度、不同间距对植筋锚固性能的影响,得出了一些重要的结论:当植筋深度为15d,且植筋孔净距大于或等于80mm时,可以不考虑单筋锚固强度的折减,当植筋孔净距小于80mm时,需要考虑单筋锚固强度约11%~17%的折减。并用此结论较好地指导了两个植筋工程的设计,可供加固改造中多筋植筋设计时参考。     

混凝土结构双筋植筋的锚固性能试验研究

为了研究混凝土结构双筋植筋的锚固性能,进行了8个混凝土结构双筋植筋试件和1个单筋植筋试件的拉拔对比试验,得到不同植筋深度和不同植筋间距对双筋植筋锚固性能的影响规律。试验结果表明,在其他条件相同的条件下,植筋间距对双植筋锚固性能具有较大的影响,当植筋深度为10 d,且植筋间距大于200mm时,可以不考虑单筋锚固承载力的降低,当植筋间距在100mm～200mm时,应考虑植筋间距对双筋植筋承载的影响。在试验研究的基础上,建立了混凝土结构双筋植筋锥体-粘结复合破坏拉拔承载力计算公式,计算值与试验值符合较好,可以作为混凝土结构双筋植筋锥体-粘结复合破坏拉拔极限承载力计算公式。     

植筋参数对UHPC-石材界面抗剪性能的影响研究

在桥梁结构的加固工程中，植筋是最常用的界面连接增强措施。为明晰UHPC加固石砌结构植筋界面的力学性能，通过30个UHPC-石材组合试件推出试验，研究不同界面植筋率、植筋深度和植筋间距对UHPC-石材界面抗剪性能的影响，分析不同植筋参数下组合试件的裂缝开展及分布情况和荷载 滑移曲线特征。结果表明：①未植筋UHPC-石材组合试件的破坏模式均为脆性破坏，而植筋试件则主要表现为以界面滑移和石材局部劈裂为主要特征的延性破坏模式，石材表面裂缝形态均呈现“八”字形的斜向裂缝；②当植筋率小于0.29%时，组合试件的界面抗剪强度和延性随植筋率的增大而逐级提升，植筋率为0.09%、0.19%和0.29%的抗剪强度分别是未植筋组合试件的1.54倍、1.98倍和2.66倍；当植筋率继续增大时，UHPC-石材界面强度却出现降低的趋势；③植筋深度和植筋间距对组合试件界面抗剪强度影响较小，而对UHPC-石材界面延性影响较大；④基于试验结果和有限元分析，建议UHPC加固石砌体结构中带肋钢筋的最大锚固长度为10d(d为钢筋公称直径)，植筋间距取50～100mm较为合理；考虑安全和经济等因素，建议UHPC与石材的界面最优植筋率为0.29%，而UHPC加固层厚度以50mm为宜。     

钢筋混凝土框架后锚固梁柱抗震性能试验研究

针对既有建筑结构改造工程实践中大量运用的钢筋混凝土梁柱后锚固结构,进行抗震性能试验研究。试件设计按照1∶2的比例综合考虑了框架顶层中节点接柱、边节点接柱接梁、中间层边节点接梁和中节点一次整浇几种工况;同时还考虑了直接植入主筋、增设附加筋加强和箍板焊接主筋加强几种后锚固方法。通过对不同节点处梁柱的裂缝情况、破坏形态、延性、耗能能力和刚度退化等规律的研究,得出一些结论。在接柱改造时,只要符合强柱弱梁、强节点弱构件和植筋深度的要求,节点承载力就不会因接柱而降低,若接柱时加固了节点,反而会提高结构整体的延性。在接梁时应注重结构的整体性,做到两边新旧梁加固的统一。     

种植钢筋粘结应力与粘结强度试验研究

种植钢筋技术是钢筋混凝土结构加固改造有效的钢筋锚固技术,基于植筋试件拉拔试验。对植筋粘结应力和平均粘结强度及其影响因素进行研究,并采用二次指数函数分析了锚筋轴力及粘结应力的空间分布。     

中低周疲劳荷载作用下小直径钢筋植筋锚固性能试验研究

植筋技术广泛应用于建筑结构加固与改造工程中,但面对复杂多样的实际工程需要,植筋技术相关研究尚需不断拓展。试验设计共24个植筋深度为10d、15d、20d的CGM混凝土试件,对C6、C8两种小直径钢筋在中低周疲劳荷载作用下植筋锚固性能进行研究。结果表明:轴向拉拔荷载与植筋深度相同时,疲劳荷载使胶筋界面滑移量显著增大且滑移速率加快。实测得到了植筋试件的荷载—轴向应变曲线,分析得出疲劳荷载、植入深度对植入端受荷分布的影响,提出了小直径钢筋植筋在疲劳荷载工况下工作时,可通过适当增加植筋深度使植入端受荷均匀,以达到减小胶筋滑移,避免粘结破坏,提升锚固性能的目的。     

利用体内外同索预应力结构进行抽柱扩跨加固设计

应用体内外同索预应力结构解决了在加固与改造工程中抽柱扩跨问题。该结构体系考虑了抽柱扩跨加固与改造时对邻近跨的影响,将部分体内预应力筋延伸至体外加固原有梁,解决预应力筋在端头锚固集中问题的同时也减少了植筋的数量,用交叉布束的方式代替平行布束,避免使用复杂的转向块装置。通过实例说明了该加固法的计算步骤和方法。     

改进预留拉结筋施工一法

正框架或剪力墙结构的砌筑拉结筋一般均是在主体结构完成后再植筋,但是植筋的锚固深度、粘结强度等受人为因素影响很大,虽然有拉拔试验进行验证,但由于拉拔试验是抽样试验,不能确保每根植筋强度符合设计要求,所以有些地区建设主管部门明确要求,拉结筋必须在主体施工时预留,不能后植筋。拉结筋在主体施工时预留须确保锚固长度及预留长度,若在施工时不注意,振捣混     

预埋钢筋和植筋锚固长度的对比分析

基于现行混凝土结构设计规范和混凝土结构加固技术规范中关于普通预埋钢筋和植筋锚固长度的要求,分析了预埋钢筋和植筋锚固原理、破坏形态和影响因素,对预埋钢筋和植筋的锚固长度进行了计算分析.结果表明:植筋锚固长度总体低于预埋锚固长度,植筋锚固长度是预埋锚固长度的60%～80%.<混凝土结构加固设计规范>中给出的一般构件植筋锚固...     

混凝土中植钢的正交试验研究

通过正交试验研究在不同强度的混凝土中植入不同型号的角钢,得出角钢型号、植钢深度、混凝土强度在植钢中对锚固强度的影响,其由主至次的次序为：角钢型号-植钢深度-混凝土强度。分析了三因素对植钢强度的影响以及不同试验条件下拉应力作用对植钢的破坏模式,并与传统的加固方法——植筋加固法进行比较,得出植钢加固法较植筋加固法应用更为广阔。     

FRP筋复合式锚具锚固性能的试验研究

当复合材料FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastics)筋或拉索应用到缆索承重桥梁的拉索体系中时,粘结式锚具和夹片式锚具均有其自身的局限性。对此,根据普通拉索锚固体系的特点,并结合FRP筋夹片式锚具和粘结式锚具的研究成果,提出了锚固FRP筋的复合式锚具。复合式锚具由后部的楔紧锚固和前部的粘结锚固组成,其中楔紧锚固部分包括锚杯、带有凹齿的夹片、铝套管以及塑料薄膜,粘结锚固部分包括钢套筒和粘结介质-活性粉末混凝土RPC(Reactive Power Concrete)。静载试验研究了锚杯长度、钢套筒长度、夹片预紧力、筋材预张拉力等参数对复合式锚具锚固性能的影响。结果表明:复合式锚具试件中的极限荷载最大为208kN,相应的锚固效率系数为104%,大于95%,满足规范要求。复合式锚具两种锚固形式的锚固长度较合理组合为:对不预张拉锚具,可取锚杯长度40mm以及粘结锚固长度100mm;对预张拉锚具,可取锚杯长度60mm以及粘结锚固长度60mm。提出的复合式锚具极限荷载计算式具有较好的适用性。     

后植型FRP束锚固件与砌体材料锚固性能研究

针对FRP束锚固件在砌体材料（实心黏土砖）中的应用进行了研究,相比植入FRP束的混凝土试件,实心黏土砖的体积较小,因此其锚固性能会有明显不同。首先通过拉拔试验对FRP束与实心黏土砖的锚固性能进行了深入研究,分析并总结了相关重要参数对其锚固性能及破坏模式的影响规律。试验结果表明,采用预浸折叠式FRP束能有效提高锚固强度、预钻孔尺寸对锚固强度的影响较为明显。通过对试验结果和现有混凝土锚固强度模型的分析,确定锚固强度和破坏的有效投影面积相关,提出了两个针对FRP束与砌体材料的锚固强度模型,两者均能较准确的预测FRP束与砌体材料的锚固强度。     

风化岩地基GFRP抗浮锚杆力学与变形特性现场试验

利用光纤光栅传感技术,对10根GFRP抗浮锚杆进行现场拉拔破坏性试验,研究了风化岩地基中GFRP抗浮锚杆的承载性能与变形特性。试验结果表明:发生滑移破坏的锚杆杆体、锚固体荷载-位移差曲线高于同型号发生断裂破坏的锚杆;锚固长度接近临界锚固长度的试验锚杆荷载-位移差曲线上升较平稳;增加杆体直径有助于提高锚杆承载能力、限制杆体位移并且降低杆体、锚固体的位移差。此外,杆体横截面轴应力沿锚固深度呈"反S型"分布,由孔口沿锚固深度方向递减;锚杆轴向界面剪应力沿锚固深度呈先增大后减小的趋势,且剪应力在锚固体内按斜向上方向由第一界面传递至第二界面。最后,利用剪应力分布简化模型求得杆体、锚固体位移差与发生滑移破坏的锚杆试验结果较为一致,可为GFRP锚杆的推广应用提供理论基础。     

搅拌水泥土锚杆作用机理及基坑支护工程应用

介绍了一种适用于软土地区的新型土层锚杆——搅拌水泥土锚杆,该锚杆可利用搅拌叶片对锚固体产生的压力提高锚固体与土体之间的黏结摩阻力,且钻杆及叶片作为加筋体与水泥土固结体共同形成锚固体。在试验场地进行了13根不同直径(250,300,350,400mm)锚杆与2根钢管式土钉抗拔对比试验,其长度均为12m。试验结果表明:搅拌水泥土锚杆的抗拔力特征值是土钉的1.6～1.9倍;在80kN荷载下,250mm锚杆平均位移较土钉小5.01mm,其工作性能明显优于土钉,且锚杆蠕变满足要求。搅拌水泥土锚杆在基坑支护工程应用结果表明:采用搅拌水泥土锚杆可以达到预期加固效果。     

预应力夹片式锚具锚固性能的探讨

结合具体锚具静载锚固性能试验的实例，讨论了锚具本身质量、钢绞线硬度与锚具硬度的关系及全面质量管理等因素与锚固性能的关系，从而提出具体建议。     

基坑工程预应力锚索锚固力试验研究

基坑工程预应力锚索锚固力的影响因素很多，主要有锚固段的岩土层物理力学性质、锚索施工工艺及锚索张拉锁定过程中的预应力损失等。通过工程试验，分析锚索锁定时钢绞线不均匀受力，造成这种现象主要有两个原因：（1）千斤顶在自重作用下，千斤顶轴心偏离锚索的轴心；（2）锚杆孔的施工角度与设计角度的误差，引起锚索与锚座不垂直。通过试验分析单次张拉锁定的预应力损失、循环荷载下锁定的预应力损失，循环荷载下，锚索的锚固力增加，预应力损失减少。分析基坑开挖过程中锚索锚固力动态监测结果。讨论锚索抗拔验收试验标准存在的问题，提出锚索弹性变形简化计算方法，对锚索抗拔验收试验标准提出了改进建议，锚索抗拔验收试验应综合考虑锚头总位移、每级荷载下锚头位移量及卸荷后锚头位移的回弹率等3个指标。     

地震作用下预应力锚索对岩石边坡稳定性影响的模拟方法及锚索优化研究

以西部某水电岩石高边坡为背景,采用杆单元和杆单元节点集中力的方法模拟边坡自由式预应力锚索,通过有限元模拟和拟静力法分析相结合的分析方法,由有限元软件计算在地震作用下的锚索内力分布、边坡位移,并通过自编后处理程序计算出最不利结构面组合下的边坡整体稳定性安全系数。在此基础上,研究预应力锚索的锚固角度、预应力大小、锚固深度、锚索排间距与结构面之间的空间关系对地震作用下边坡变形和整体稳定性的影响规律,并以此为依据提出预应力锚索优化设计方法。     

高聚物锚固体与粉土间黏结性能试验研究

以竖向高聚物注浆锚杆为对象,对高聚物锚固体与粉土间的黏结性能进行了大量试验,详细研究了锚固体直径、密度、长度对黏结强度的影响;同时研究了不同锚固体长度下黏结应力的分布情况,及其在不同荷载作用下的变化规律。试验结果表明：钻孔孔径、锚固体密度、锚固体长度对黏结强度均有重要影响：黏结强度随锚固体密度的增大而增大,在小密度情况下增幅更为明显;黏结强度随锚固体长度的减小而增大,短锚固长度（2.5～ m）下土体的抗剪强度几乎能完全发挥,长锚固体（5 m）时仍具有较长的有效黏结长度;黏结强度基本随孔径的增加而减小。高聚物锚杆有较显著的黏结应力集中分布现象,主要黏结区域随着荷载增大逐渐向底部转移和扩大。     

Querbeanspruchung von Ankergruppen in Randnähe – Stochastische Studien

Behavior of Anchor Groups Close to an Edge under Shear Loads – Stochastic Studies Fastenings in concrete with anchor groups placed close to a free edge are often met in practice. At the connection of anchors with a steel baseplate, installation tolerances are often present and the anchors are randomly placed in the clearance holes of the plate. Consequently, by shear loading of an anchorage, the anchors are not activated simultaneously and the group's shear capacity is strongly affected. By means of more precise investigations on this feature, improved design concepts will be developed. In the present article a stochastic analysis of the group's behavior under shear loads is described, where random configurations of the anchors in the clearance holes but also various geometries and mechanical parameters of a group are taken into consideration. Based on the results of this analysis an equation is finally proposed, in order to calculate the shear capacity of an anchor group where installation tolerances are involved in relation to its geometric and mechanical properties.     

纤维复合材料自锁式锚具设计及力学性能研究

为有效张拉和锚固环向纤维布,提出一种新型的锚固系统--自锁式锚具,该锚具由锚头、螺栓、螺母和高强纤维布组成,可以根据需要组合成单层纤维布或双层纤维布的张拉锚固装置。自锁式锚具可分为锚头固定式和锚头活动式两种,试验研究表明：锚头固定式锚具不使用黏结胶,适用于对混凝土墩柱进行快速加固,可以对环向碳纤维条带施加20%左右的预应力;锚头活动式锚具工艺简单,可以对环向碳纤维条带施加超过30%的环向预应力,更适用于实际工程。基于试验结果,给出了锚具尺寸和纤维布长度的计算方法,提出了通过扭力扳手对环向纤维布施加和控制预应力的方法,建立了扭矩与环向纤维布中预应力的换算式,并验证了该式的可靠性;分析了环向纤维布张拉过程中锚具的受力机理,理论分析和试验结果表明自锁式锚具具有良好的可靠性和实用性。