混合梁斜拉桥钢混结合段试验研究技术新进展

钢混组合梁桥充分发挥了钢和混凝土各自的材料性能优势。混合梁桥结合段由钢梁、剪力钉、钢绞线、钢承压板和混凝土梁等构成。从整体上来看,该位置存在材料和刚度的突变,导致其传力机理和施工工艺复杂,成为混合梁桥方案研究的重点问题。因此,开展该构造的研究对拓展混合梁桥的应用空间具有重要现实意义。20世纪90年代以后,钢混组合结构在我国发展迅猛。由于缺乏足够设计方法的支撑,实施了大量针对钢混结合段力学行为的试验研究来验证其设计构造的可行性和合理性。通过我国典型钢混结合段的试验研究现状,阐述了钢混结合段的静力学承载能力、疲劳强度、耐久性、合理构造形式以及各传力构件荷载分配关系的特征;在此基础上提出了斜拉桥钢混结合段的合理构造原则。     

混合梁结合段静力性能试验研究

为了研究连续混合梁钢混结合段的受力性能及破坏机理,首先以实际连续梁为工程背景设计制作了长16.6 m的足尺节段预应力结合段试验梁,并进行了静力荷载试验,总结了结合段的极限荷载、破坏形态、裂缝的发展与分布、构件应力水平和分布、变形等,试验结果表明预应力结合段具有良好的可靠性和安全储备,研究成果可为同类结合段设计提供了重要...     

CFRP加固钢筋再生混凝土梁的弯曲性能研究

为研究再生混凝土梁的弯曲性能,进行了钢筋再生混凝土梁及其经CFRP加固后的受弯性能试验研究,分析了再生粗骨料取代率和CFRP加固层数对再生混凝土梁受力性能的影响,比较了钢筋再生混凝土梁加固前后的挠度和裂缝扩展情况。试验结果表明：再生混凝土梁的变形能力和受弯承载力较普通混凝土梁没有明显降低,但其刚度和延性均有所降低,可通过CFRP加固提高其刚度和极限荷载,但不能改善其变形能力; CFRP加固层数对钢筋再生混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载影响较大,其中极限荷载受加固层数影响最大。通过理论计算和有限元分析,建立了钢筋再生混凝土梁及其经CFRP加固后的受弯承载力计算式,理论计算结果与钢筋再生混凝土梁的试验结果符合较好。研究成果可为再生混凝土梁的工程应用提供参考依据。     

斜拉桥钢箱梁-混凝土索塔结合段的试验研究

厦门园博园11号桥为独塔双索面混合梁斜拉桥.为研究该桥梁-塔结合段的内力传递机理和构造措施,完成了钢箱梁-混凝土索塔结合段的施工模拟和局部足尺模型试验.试验前,基于全桥的设计计算结果和结合段整体结构的有限元分析,确定了模型试验的荷载工况和约束条件.模型试验测试的主要内容包括钢梁、混凝土、钢筋和钢绞线的应力以及结构的变形情况.模型试验以及与有限元计算结果的对比分析表明,该桥承压板式结合段传力可靠、构造合理,并具有较强的抗裂性能和较大的承载力储备,是一种合理的斜拉桥梁塔锚固构造形式.     

聚丙烯纤维陶粒混凝土梁的试验研究

通过6根不同聚丙烯纤维掺量的钢筋陶粒混凝土梁的试验,研究了聚丙烯纤维掺量对钢筋陶粒混凝土梁开裂荷载、极限荷载、挠度和裂缝的影响,分析了聚丙烯纤维的作用机理.试验结果表明,掺入聚丙烯纤维可提高钢筋陶粒混凝土梁的开裂荷载,并能提高构件的极限承载力和梁变形能力,但只有适合的掺量才能达到最佳效果.另外,聚丙烯纤维的掺入对梁的刚度影响不大.     

部分无黏结复合筋混凝土梁变形能力研究

钢-连续纤维复合筋(SFCB)由内芯钢筋和外侧复合材料(FRP)组成,具有高耐久、可控的屈服后二次刚度等优点。由于FRP的极限延伸率较低,SFCB混凝土构件的极限状态往往由FRP断裂应变控制。为了提高SFCB混凝土梁的变形能力,针对变化无黏结长度的SFCB混凝土梁进行了试验研究,结合数字图像相关技术(DIC)测量了构件表面位移场,研究了无黏结长度对SFCB混凝土梁变形能力、承载能力的影响。结果表明：随着无黏结长度增大,SFCB混凝土梁的裂缝高度、宽度和间距逐渐增加,受压区混凝土将更早被压溃;SFCB混凝土梁的屈服后刚度与开裂后刚度的比值比较稳定,约为22%;跨中设置无黏结段后,跨中混凝土表面平均应变依然符合平截面假定;适当设置无黏结段有利于降低受拉筋材应变,提升SFCB混凝土梁的抗弯承载能力和变形能力。     

装配预制梁抗弯承载力试验研究

为研究装配预制梁抗弯承载能力和变形性能,制作3根装配预制梁及1根对比梁进行混凝土梁的抗弯承载力试验研究,分析不同现浇企口连接的装配预制梁力学性能。研究表明,装配预制梁的破坏形态及变形能力满足设计要求,开裂荷载和极限荷载与整浇对比梁基本相同,同时根据试验数据找出了装配预制梁的预制段长度的适宜范围。     

非连续级配再生粗骨料自密实混凝土梁受力性能试验研究北大核心CSCD

为了研究非连续级配自密实再生混凝土梁的受力性能,设计并制作了6根非连续级配自密实再生混凝土梁试件,并对其进行静力单调加载试验,观察不同再生骨料取代率下不同强度非连续级配自密实再生混凝土梁的破坏过程及破坏形态,绘制出荷载-变形、荷载-应变等关系曲线,分析了再生粗骨料取代率对试件极限承载力的影响;采用规范公式计算试件极限承载力和刚度并与试验值进行对比分析。结果表明:非连续级配自密实再生混凝土梁与普通混凝土梁的破坏过程和形态相似;再生粗骨料取代率对于最终跨中挠度的大小并没有明显的影响;混凝土规范方法可适用于非连续级配自密实再生混凝土梁的极限承载力及短期刚度计算。     

非连续级配再生粗骨料自密实混凝土梁受力性能试验研究

为了研究非连续级配自密实再生混凝土梁的受力性能,设计并制作了6根非连续级配自密实再生混凝土梁试件,并对其进行静力单调加载试验,观察不同再生骨料取代率下不同强度非连续级配自密实再生混凝土梁的破坏过程及破坏形态,绘制出荷载-变形、荷载-应变等关系曲线,分析了再生粗骨料取代率对试件极限承载力的影响;采用规范公式计算试件极限承载力和刚度并与试验值进行对比分析。结果表明:非连续级配自密实再生混凝土梁与普通混凝土梁的破坏过程和形态相似;再生粗骨料取代率对于最终跨中挠度的大小并没有明显的影响;混凝土规范方法可适用于非连续级配自密实再生混凝土梁的极限承载力及短期刚度计算。     

自密实轻骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了不同纵向受拉钢筋配筋率的自密实轻骨料混凝土梁和普通钢筋混凝土梁的抗弯性能。结果表明,在同级荷载作用下,自密实轻骨料混凝土梁纯弯段的裂缝分布较普通钢筋混凝土梁均匀,其极限抗弯承载力和截面刚度较小,各试验梁在受力过程中正截面平均应变符合平截面假定;通过增加受拉钢筋配筋率能够有效抑制裂缝的发展、增大截面刚度和提高极限抗弯承载力。提出了自密实轻骨料混凝土梁最大裂缝宽度计算公式,验证了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中的梁的抗弯极限承载力计算公式适用于本文设计的试验梁,计算结果与试验结果均吻合。     

CFRP筋增强混凝土梁抗剪性能试验

针对桥梁和建筑结构中大量使用的碳纤维筋（CFRP）增强混凝土梁的抗剪性能,首先设计箍筋间距和剪跨比不同的3根足尺CFRP筋增强混凝土梁试件,并基于规范要求给出其抗剪性能测试试验工况和加载模式;然后,观察不同工况下试件在两点集中加载方式下裂缝的产生和发展过程,总结归纳CFRP筋混凝土梁的失效模式和破坏特征;同时,由CFRP纵向受力筋和CFRP箍筋的荷载—应变关系及CFRP筋混凝土梁的开裂荷载、极限荷载和荷载–挠度曲线的变化情况,分析研究CFRP筋混凝土梁承载能力和变形性能随剪跨和箍筋间距的变化规律;最后,分析剪跨、箍筋间距等影响因素对CFRP筋混凝土梁裂缝宽度、裂缝数量及裂缝分布的影响规律。结果表明：CFRP筋混凝土梁的剪切破坏由弯剪区贯通斜裂缝发展所致;CFRP箍筋配箍率和剪跨比对开裂荷载影响显著,箍筋配箍率越大,试验梁斜截面开裂荷载和极限破坏荷载增加,但是剪跨比越大梁承载力则明显降低;梁的挠度–荷载曲线呈两段式线性分布,梁破坏时变形明显,裂缝宽度较大,高强CFRP箍筋强度发挥有限。     

锈蚀钢筋混凝土梁变形性能分析

开展锈蚀钢筋混凝土梁受弯试验,通过试验梁变形曲线、荷载-挠度曲线及混凝土应变曲线等对试验梁变形性能进行深入分析。研究表明,在荷载作用下,试验梁B15-1,B15-2从屈服至破坏阶段的变形急剧增大,试验梁B15-2发生了脆性破坏。随着纵筋锈蚀率的增大,试验梁的屈服荷载及极限荷载均逐渐下降,屈服阶段不再明显,混凝土应变曲线不再符合平截面假定。当纵筋锈蚀率小于10%时,试验梁的刚度随锈蚀率的增大略有增加,当纵筋锈蚀率大于10%时,试验梁刚度下降较快,且变形不再协调。     

巨型钢管混凝土柱分配梁构造下竖向荷载传递机理研究（I）：试验研究

在前期试验研究的基础上,对设置分配梁构造的超大截面矩形钢管混凝土柱进行轴压1∶5缩尺模型试验 研究。为考察分配梁构造对竖向荷载的传递机制,试验中竖向荷载仅通过加载梁施加于钢管壁,混凝土不直接承 担荷载。通过对试件破坏模式、分配梁破坏模式、管壁应变分布、试件承载性能及钢-混凝土共同工作性能进行 分析,结果表明：所有试件表现出良好的延性,根据试验竖向荷载-位移曲线得出试件达到峰值荷载前具有较长 的屈服平台段;混凝土承担的荷载取决于分配梁截面面积及截面刚度,并随分配梁截面面积的减小而降低;分配 梁破坏模式为在梁端产生剪切屈服区域并产生较大塑性变形,部分试件分配梁下翼缘及腹板处形成了贯通撕裂裂 缝;分配梁试验屈服承载力略大于梁全截面抗剪承载力,试验极限承载力接近梁全截面抗拉承载力。     

巨型钢管混凝土柱分配梁构造下竖向荷载传递机理研究(Ⅰ):试验研究

在前期试验研究的基础上,对设置分配梁构造的超大截面矩形钢管混凝土柱进行轴压1∶5缩尺模型试验研究。为考察分配梁构造对竖向荷载的传递机制,试验中竖向荷载仅通过加载梁施加于钢管壁,混凝土不直接承担荷载。通过对试件破坏模式、分配梁破坏模式、管壁应变分布、试件承载性能及钢-混凝土共同工作性能进行分析,结果表明:所有试件表现出良好的延性,根据试验竖向荷载-位移曲线得出试件达到峰值荷载前具有较长的屈服平台段;混凝土承担的荷载取决于分配梁截面面积及截面刚度,并随分配梁截面面积的减小而降低;分配梁破坏模式为在梁端产生剪切屈服区域并产生较大塑性变形,部分试件分配梁下翼缘及腹板处形成了贯通撕裂裂缝;分配梁试验屈服承载力略大于梁全截面抗剪承载力,试验极限承载力接近梁全截面抗拉承载力。     

(168+300+168)m连续钢桁矮塔斜拉桥方案设计

以米家川特大桥工程为例,从主桁结构、主塔构造、桥墩构造、基础设计四方面,介绍了主桥的结构构造,并结合主桥外部主要荷载,分析了该桥的刚度、强度以及稳定性,结果表明,该桥所用的钢管混凝土高墩连续钢桁矮塔斜拉桥桥型结构是合理的。     

高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为深入研究高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁抗弯性能和设计方法,通过8根高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁和3根钢筋混凝土梁的抗弯试验,对高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁正截面抗弯性能进行了研究。在相同混凝土强度等级、相同构件尺寸的条件下,对比分析了混合配筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的开裂荷载、极限荷载、挠度、裂缝分布等特性。     

肋形混凝土永久梁模板叠合梁抗弯性能试验研究

为研究预制肋形混凝土永久梁模板叠合梁抗弯性能,设计制作了使用预制肋形混凝土永久梁模板叠合梁和同规格、混凝土级别、配筋的整浇梁进行抗弯试验,结果表明,预制肋形混凝土永久梁模板与新浇混凝土结合良好,整体性满足要求;叠合梁抗弯承载能力高于整浇梁,平均开裂荷载提高28.5%,平均屈服荷载提高17.6%,平均极限荷载提高16.3%;变形(挠度)小于整浇梁,裂缝比整浇梁推迟且细而密,可为该种模板的设计使用提供依据。     

半预制HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能试验研究

为研究半预制HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁(简称半预制梁)的受弯性能,设计了5根半预制梁进行了三分点单调加载试验,分析了预制外壳混凝土强度、钢纤维掺量以及键槽间距等因素对半预制梁承载力、挠度、裂缝发展变化规律的影响,并与现浇HRB600级钢筋高强混凝土梁(简称现浇梁)进行了比较.结果 表明,半预制梁与现浇梁表现出相同的受力特点和变形特征;预制外壳加入钢纤维可提高试验梁的开裂荷载,改善延性,减小裂缝宽度;提高预制外壳混凝土强度可提高试验梁的极限承载力;设置键槽,可提高梁的极限承载力,延缓刚度退化,改善延性;设置键槽的半预制梁在受弯荷载下的承载力、裂缝宽度、挠度可按《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38:2004)计算.     

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<正>《四川建筑科学研究》06/2007竖向荷载作用下型钢混凝土转换梁性能研究本文通过试验、有限元分析研究了正常使用极限状态下型钢混凝土转换梁在竖向荷载作用下的受力特点、裂缝开展和挠度。型钢混凝土转换梁是一种受力合理,能充分发挥材料力学性能的构件,与钢筋混凝土转换梁相比,具有承载力高、刚度大、截面尺寸小、耐久性好、抗震性能好,框支柱采用型钢混凝土柱后,则梁柱节点构造简单,施工方便。(崔大光,李国强,王银志)     

高性能灌注料RPC在嘉鱼长江公路大桥中的应用

嘉鱼长江公路大桥钢混结合段是混合梁斜拉桥连接钢梁和混凝土梁的过渡段,是混合梁斜拉桥主梁设计中的关键部位.嘉鱼大桥施工中应用高性能RPC灌注材料并提出相关配合比设计及技术要求,实现了钢混结合段钢梁与混凝土梁之间各种内力的可靠传递,避免了主梁刚度和强度的突变,保证了结合段有良好的抗疲劳性能和耐久性能.