基于车辆荷载的锈损公路桥梁疲劳性能试验研究

采用湿盐砂锈蚀方法获得腐蚀环境钢筋混凝土劣化试件,选取与车辆荷载作用下公路桥梁实际承受的疲劳应力水平,通过8根锈蚀钢筋混凝土梁的弯曲疲劳试验,分析了锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳破坏形态及应力水平和钢筋锈蚀率对梁疲劳性能的影响规律。试验结果表明,锈蚀梁的疲劳破坏形态为主筋脆性断裂;在设计应力水平作用下,疲劳加载满足规范200万次要求;在桥梁实际应力水平作用下,未锈蚀试验梁的平均疲劳寿命较规范值减少6.71%;锈蚀较严重的试验梁疲劳寿命较规范值减少13.57%,较同应力水平的未锈蚀梁疲劳寿命减少42.54%,锈蚀对试验梁的疲劳寿命影响显著。随着疲劳循环次数的增加,锈蚀梁钢筋内部出现疲劳损伤、抗弯刚度逐渐退化,混凝土残余应变累积,裂缝演变基本符合快速增加、稳定发展、急剧变化的“三阶段”发展规律。根据试验结果,建立S-N疲劳寿命方程,提出了锈蚀钢筋混凝土梁疲劳寿命计算方法,研究结果为桥梁结构疲劳性能评估提供理论依据。     

碳化与酸雨侵蚀共同作用下钢纤维混凝土的耐久性能

测试了碳化和酸雨侵蚀共同作用下钢纤维混凝土的质量变化率、劈拉强度变化率、溶蚀深度、中性化深度,系统研究了碳化和酸雨侵蚀共同作用下钢纤维混凝土的耐久性能.结果表明：碳化加速了酸雨侵蚀下混凝土的溶蚀;碳化和酸雨侵蚀共同作用下的混凝土质量损失率、劈拉强度损失率以及溶蚀深度都大于单独酸雨侵蚀作用下的混凝土质量损失率、劈拉强度损失率以及溶蚀深度,中性化深度大于单独酸雨侵蚀下中性化深度和单独碳化作用下中性化深度的叠加;碳化与酸雨侵蚀作用对混凝土中性化都有贡献,并且贡献大小几乎相当.适量钢纤维的掺入能有效抑制酸雨侵蚀引起的混凝土溶蚀,并降低混凝土中性化速度;掺15%（体积分数）钢纤维混凝土的耐久性能最优.     

钢筋混凝土桥梁疲劳荷载模型及应力水平研究

随着公路交通量的日益增加,车辆荷载的循环累积作用引起桥梁结构疲劳损伤,其安全运营与耐久性能受到严重影响,公路桥梁疲劳损伤问题受到普遍关注.目前,我国公路桥梁规范尚无疲劳车辆荷载模型的取值相关规定,通过国内外公路桥梁疲劳车辆荷载模型研究分析其适用性.针对量大面广的中小跨径混凝土桥梁选取三座典型桥梁,对其进行设计荷载、标准疲劳车荷载和实际调查运营荷载作用下的桥梁荷载水平进行计算与分析,提出混凝土桥梁设计荷载应力水平为0.5,实际运营调查荷载应力水平为0.55,可为既有公路钢筋混凝土桥梁疲劳性能的准确评估提供一定的理论依据与技术参考.     

钢纤维改善混凝土力学性能和微观结构的研究

研究了水胶比为0.45,钢纤维掺量为0、0.5％、1.0％、1.5％和2.0％的五种混凝土的力学性能以及其水化28天后的微观形貌.结果表明:钢纤维对混凝土的抗压强度改善并不明显,当钢纤维掺量为1.5％时,混凝土的抗压强度仅比普通混凝土提高了7.4％;但钢纤维的掺入大大提高了混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度,当钢纤维掺量为1.5％时,混凝土劈裂抗拉强度提高了80％,当钢纤维掺量为2.0％时,混凝土抗拉强度提高了近一倍.混凝土的宏观力学性能特征与微观结构分析结果相吻合.