不同位置连接半灌浆套筒预拼桥墩抗震性能试验研究

为研究半灌浆套筒于不同位置处连接预拼桥墩的抗震性能,设计制作了3个套筒分别位于墩身顶部(YZD-T试件)、中部(YZD-M试件)、和底部(YZD-B试件)连接的预拼桥墩试件和1个整体现浇桥墩试件(XJD试件),通过低周反复加载试验研究了各试件的抗震性能。研究表明：半灌浆套筒连接的预拼桥墩试件与整体现浇桥墩试件均呈弯曲破坏且具有较强承载力;各预拼桥墩试件位移延性系数差在5%范围内,且均小于整体现浇试件;YZD-M试件屈服位移最大;YZD-T试件和YZD-B试件破坏时,YZD-M试件的刚度分别比XJD、YZD-T试件和YZD-B试件高8.26%、13.53%和20.02%,其累计耗能与XJD试件相差不大,分别比YZD-T试件和YZD-B试件大1.95%和23.72%。相较而言,预拼桥墩试件中,位于墩身中部连接的预拼桥墩试件抗震性能最好,可作为预拼桥墩设计时的推荐方案。     

装配式圆钢管混凝土柱受压性能试验研究

为研究装配式圆钢管混凝土柱连接性能,进行了6个整体钢管混凝土试件、6个套筒灌浆连接试件和6个套筒连接试件受压性能的静力加载试验,加载方式包括轴心受压、小偏心受压和大偏心受压。试验结果表明:各试件破坏形态均为钢管混凝土柱的局部屈曲破坏,套筒连接试件和套筒灌浆连接试件剪切滑移线均出现在下部钢管混凝土柱,钢管屈曲部位位于钢管与套筒的接触处,整体钢管混凝土试件屈曲部位位于两侧加载端;套筒灌浆连接试件中钢管混凝土柱和套筒构成一个整体共同工作,初始刚度与整体钢管混凝土试件相当,套筒连接试件初始刚度较整体钢管混凝土试件降低约27.1%;在一定范围内,随着偏心率的增大,钢管混凝土柱延性性能显著降低;套筒灌浆连接可应用于轴心受压和偏心受压条件,套筒连接仅适用于轴心受压条件,承载力均可采用极限平衡理论进行计算,计算结果偏于安全。     

套筒灌浆连接预制拼装综合管廊节点受力性能试验研究

套筒灌浆连接预制拼装综合管廊中预制壁板与预制底板通过套筒灌浆连接。开展了2个管廊下部边节点试件(包括1个预制管廊节点和1个现浇对比试件)的受力性能试验研究。结果表明:预制试件与现浇试件均发生弯曲破坏;预制试件的承载力和位移延性均与现浇试件相近,其中预制试件的正向承载力比现浇试件低约2.9%、反向高约7.4%,预制试件的平均位移延性比现浇试件低约5.9%。     

威海西曲阜大桥预制拼装桥墩连接构造比选研究

针对山东威海西曲阜大桥预制拼装桥墩连接构造设计需求,分析国内外常见预制拼装桥墩连接构造类型及适用性,进行6种常见连接方式的比选设计,确定桥梁下部结构的连接构造形式。开展套筒灌浆连接试验、连接试件抗拉试验,测试结果显示实际破坏强度为钢筋抗拉强度标准值的1.15倍,试件破坏位置均在钢筋母材处,没有出现拔出破坏,可见灌浆套筒连接性能满足设计要求。研究表明,灌浆套筒连接是一种可靠的钢筋连接方式,采用灌浆套筒连接的预制拼装桥墩可满足设计要求。研究成果可为预制拼装桥墩连接构造设计提供参考。     

灌浆套筒连接预制拼装桥墩抗剪强度设计方法

灌浆套筒是预制拼装桥墩广泛采用的一种连接方式。现有灌浆套筒连接预制拼装桥墩抗震性能研究多针对中高墩,在水平地震作用下以弯曲破坏为主,针对以剪切或弯剪破坏为主的矮墩抗震性能研究较少。笔者给出了既有桥墩抗剪强度设计方法,在已有预制拼装桥墩试验数据的基础上,补充了2个灌浆套筒连接预制拼装桥墩模型,通过试验获得其抗剪强度。最后基于试验结果,对现有桥墩抗剪强度设计公式的适用性进行分析,并提出修正计算公式。结果表明,基于既有的现浇桥墩计算公式、拼接缝直剪公式和整体剪切计算公式均与试验结果存在较大差异,笔者提出的抗剪强度修正计算方法具有更高的精度和更广的适用性。     

灌浆金属波纹管连接预制拼装立柱抗震性能试验研究北大核心

随着桥梁预制拼装施工技术的推广,预制拼装桥梁立柱的连接构造和抗震性能等相关问题的研究受到广泛关注。以实际工程为背景,针对采用灌浆金属波纹管新型联接构造的预制拼装立柱进行抗震性能拟静力试验研究,制作2个缩尺比为1:3的试验试件模型,进行了整体现浇桥墩和灌浆金属波纹管连接预制拼装桥墩拟静力循环加载试验。对试验试件的损伤状态、位移延性、残余变形和等效黏滞阻尼比等性能指标进行描述,并与整体现浇混凝土桥墩进行比较和讨论。试验研究结果表明,采用灌浆金属波纹管联接的预制拼装立柱损伤主要集中在柱底接缝处及塑性铰区域处,该类预制立柱具有与传统现浇钢筋混凝土桥墩相近的抗震性能。     

灌浆金属波纹管连接预制拼装立柱抗震性能试验研究

随着桥梁预制拼装施工技术的推广,预制拼装桥梁立柱的连接构造和抗震性能等相关问题的研究受到广泛关注。以实际工程为背景,针对采用灌浆金属波纹管新型联接构造的预制拼装立柱进行抗震性能拟静力试验研究,制作2个缩尺比为1:3的试验试件模型,进行了整体现浇桥墩和灌浆金属波纹管连接预制拼装桥墩拟静力循环加载试验。对试验试件的损伤状态、位移延性、残余变形和等效黏滞阻尼比等性能指标进行描述,并与整体现浇混凝土桥墩进行比较和讨论。试验研究结果表明,采用灌浆金属波纹管联接的预制拼装立柱损伤主要集中在柱底接缝处及塑性铰区域处,该类预制立柱具有与传统现浇钢筋混凝土桥墩相近的抗震性能。     

不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能研究

为研究不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能,对整体钢管混凝土试件、套筒连接钢管混凝土试件和套筒灌浆连接钢管混凝土试件的受弯性能进行了拟静力试验,采用三分点加载方式,分析了受弯试件承载力、刚度和延性性能,讨论了连接节点受拉区和受压区应变分布情况。结果表明：采用套筒连接和套筒灌浆连接的圆钢管混凝土构件承载力和延性性能均优于整体钢管混凝土构件,挠度变形曲线符合正弦半波曲线,承载力可按照整体钢管混凝土统一理论计算;与整体钢管混凝土构件相比,采用套筒灌浆连接试件刚度提高,初始刚度和使用阶段刚度均提高15%以上,极限阶段抗弯刚度可提高64.3%;套筒连接钢管混凝土试件中套筒仅起到约束作用,其连接节点可视为铰接点,套筒灌浆连接钢管混凝土试件中套筒、灌浆料和所连接钢管混凝土构成统一整体,共同受力,其节点可视为固接节点。     

基于并筋-灌浆波纹管连接的预制桥墩-盖梁节点抗震性能研究

为有效解决地铁高架车站中高配筋率桥墩与盖梁的装配连接问题,设计一种基于并筋-灌浆波纹管连接的桥墩-盖梁节点装配方案。按照1∶3的缩尺比,设计制作一个现浇试件和一个预制试件,来验证装配方案的可行性。通过拟静力加载试验,研究现浇试件和预制试件的承载能力、破坏模式和滞回特性。试验结果表明,预制试件的水平承载力与现浇试件的水平承载力基本一致;基于并筋-灌浆波纹管连接的桥墩-盖梁节点装配方案是可靠的;预制试件和现浇试件破坏形态均以弯曲破坏为主,预制试件破坏程度弱于现浇试件;预制试件的耗能能力和延性性能稍差,初始刚度较小。采用ABAQUS调用清华大学开发的PQ-Fiber子程序建立试件的有限元模型,模拟分析试件在往复荷载作用下的抗震性能,数值模拟结果与试验结果吻合较好。     

基于变形-能量双参数模型的8度区装配式混凝土桥墩抗震性能评估

为明晰装配式混凝土桥墩在高烈度区的抗震性能,以及变形-能量双参数模型对装配式混凝土桥墩抗震性能评估的适用性.设计制作了缩尺比为1:6的钢筋混凝土现浇桥墩(RC),灌浆套筒连接节段拼装式桥墩(SP)和预应力-灌浆套筒连接节段拼装式桥墩(PSP)试件,分别进行低周往复荷载试验,从试验现象、滞回耗能性能、骨架曲线、刚度特性等...     

受火后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为了研究火灾后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙的抗震性能，对4榀受火后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙、1榀受火后现浇剪力墙对比试件及1榀常温未受火套筒灌浆连接剪力墙对比试件进行低周反复加载试验，研究受火时间、暗柱设置、套筒灌浆连接方式对套筒灌浆连接混凝土剪力墙的破坏形态、承载力、刚度、延性、耗能能力的影响。试验结果表明：与常温未受火套筒灌浆连接剪力墙相比，受火后套筒灌浆连接剪力墙在低周往复拟静力加载过程中会出现混凝土塌落现象，受火60、113 min的套筒灌浆连接剪力墙承载力分别降低4.68%、13.15%,位移延性系数分别降低2.56%、7.73%,初始刚度分别降低9.92%、27.73%;在相同受火时间下，暗柱对受火后套筒灌浆连接混凝土剪力墙的承载力影响不大，但可以增加刚度、延性和耗能能力；与现浇剪力墙相比，受火113 min后套筒灌浆连接剪力墙承载力降低20.72%,初始刚度降低9.33%,位移延性系数增加4.68%,在屈服前耗能能力优于现浇剪力墙，在屈服后耗能能力劣于现浇剪力墙。     

装配式混凝土框架浆锚中节点抗震性能试验研究

为了研究装配式混凝土框架浆锚中节点的抗震性能,推动预制拼装技术的应用发展,本文设计制作了装配式浆锚中节点试件和作为对比的现浇整体中节点试件。采用低周往复循环加载试验,研究了装配式节点与现浇节点在破坏形态、滞回特性、耗能能力,延性性能等性能指标。结果表明:装配式浆锚连接中节点与现浇整体节点的承载力和位移延性相近,但裂缝分布、钢筋应变规律及核心区剪切变形等方面存在差异。灌浆套筒、后浇区以及钢筋孔影响装配式节点的塑性铰和节点核心区的抗震性能,在设计时应充分考虑。     

装配整体式地铁车站侧墙底节点抗震性能研究

为了评价装配整体式地铁车站整体抗震性能,以北京金安桥装配整体式地铁车站为背景,设计制作了一个足尺预制拼装侧墙底节点和一个作为对比的足尺现浇侧墙底节点。采用低周循环加载试验,研究了预制拼装侧墙底节点的破坏形态、滞回特性、承载力、变形能力、耗能性能以及套筒灌浆连接接头受力状态等指标。试验结果表明：预制拼装侧墙底节点与现浇侧墙底节点的承载力和变形能力基本相当,但耗能性能显著降低|两者的破坏形态明显不同,现浇侧墙底节点的裂缝发展比较充分,分布均匀密集,而预制拼装侧墙底节点的裂缝相对集中,其主要分布在刚度突变处以及弯矩最大截面。与现浇侧墙底节点相比,预制拼装侧墙底节点的初始刚度较大,但加载后期,其刚度显著降低。另外,基于灌浆套筒接头在构件中的受力状态分析,对灌浆套筒提出了一种等效抗弯刚度简化处理方法并对两种不同连接方式的侧墙底节点进行了数值分析,其破坏形态和骨架曲线与试验结果吻合较好,验证了该方法的合理性。     

隧道内部预制装配式柱基节点有限元分析

近年来,大直径盾构隧道双层车道结构在公路隧道领域得到快速发展,其内部双层车道结构的施工也逐渐向全预制化方向发展。以在建的上海市诸光路隧道为背景,对其内部立柱-基座预制节点进行研究。通过ABAQUS有限元软件,对整体现浇、灌浆套筒连接、灌浆波纹管连接三种试件进行了三维精细化有限元分析,分析结果表明:预制灌浆套筒和灌浆波纹管连接节点试件承载力与整体现浇试件相同;灌浆波纹管连接试件与整体现浇试件在柱底出现塑性铰;灌浆套筒连接试件除在柱底出现塑性铰外,套筒上方钢筋应力和混凝土损伤也较大。     

灌浆套筒连接预制拼装足尺桥墩裂缝宽度试验研究

随着预制拼装桥墩的应用,出现拼接缝的构造和钢筋混凝土保护层厚度增加的现象,需修正原有的现浇混凝土结构裂缝宽度计算公式。研究基于2个足尺实心墩静力试验的结果,总结了预制拼装桥墩裂缝分布的特征,对裂缝的机理进行分析,提出适用于灌浆套筒预制拼装桥墩的裂缝宽度计算公式。试验结果表明,预制桥墩的首次开裂荷载是现浇桥墩的96%。墩底裂缝达到0.2 mm时,预制桥墩的开裂特征荷载是现浇桥墩的1.06倍。研究提出的灌浆套筒预制拼装桥墩压弯裂缝宽度计算公式符合套筒的开裂机理,具有针对性。     

装配整体式连梁抗震性能试验研究

装配整体式连梁由预制窗下墙、现浇带和预制窗上墙组成。为研究装配整体式连梁的抗震性能,完成9个5种跨高比连梁试件的拟静力试验,其中4个试件的窗下墙与现浇带之间采用钢筋套筒灌浆连接,4个试件的窗下墙与现浇带之间没有钢筋连接,1个试件由现浇带和窗上墙组成。试验结果表明:连梁以弯曲破坏为主,连梁与墙肢交界面开裂,两端或角部混凝土压碎,受弯裂缝与斜裂缝布满连梁;窗下墙与现浇带之间没有钢筋连接的试件,窗下墙与现浇带分开(除两端外),形成2根连梁;连梁端弯矩-转角滞回曲线有一定程度的捏拢;连梁的极限位移角(正反向加载的平均值)为1/24~1/60,具有很好的弹塑性变形能力,跨高比为1.5的连梁试件的极限位移角小于同一类型跨高比为2.0及2.4的连梁试件;可按整体连梁采用规范公式计算装配整体式连梁的受弯承载力;窗下墙与现浇带之间是否采用钢筋套筒灌浆连接,对连梁的承载力及滞回性能影响不大。     

薄壁圆钢管再生混合中长柱的轴压与偏压试验研究

通过36根薄壁圆钢管再生混合中长柱的轴压与偏压试验,考察废弃混凝土混合比、钢管壁厚、荷载偏心距等因素对试件受压性能的影响。基于新、旧混凝土的组合强度,根据国内外钢管混凝土结构设计标准,对试件的受压承载力进行计算对比。试验和分析结果发现:①采用25%或40%的废弃混凝土替换新混凝土后,钢管再生混合中长柱的受压承载力分别比全现浇钢管混凝土中长柱降低5.77%～9.71%和10.65%～15.63%,但前者的初始刚度、屈服性能和延性特征与后者基本相当;②为使钢管再生混合中长柱的计算受压承载力具有与全现浇钢管混凝土中长柱相近的安全性,可对前者计算结果乘以调整系数0.95;③总体来看,设计标准DBJ 13-51-2003和ANSI/AISC 360-05对轴压试件受压承载力的预测结果相对较好,JCJ 01-89对偏压试件受压承载力的预测结果相对较好。研究表明,薄壁圆钢管柱内放置废弃混凝土块体是废弃混凝土循环利用的一条有效途径。     

竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能试验

为进一步研究竖向分布钢筋与单排布置的连接钢筋间接搭接、连接钢筋采用直螺纹套筒灌浆连接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能,完成了5个试件的拟静力试验,其中3个试件一端带暗柱,2个试件两端带暗柱。试验结果表明,现浇暗柱与预制剪力墙作为整体共同工作,试件以水平裂缝及其延伸的斜裂缝为主,墙底与地梁之间产生水平通缝,达到承载力前竖向钢筋受拉屈服,墙底混凝土压碎,破坏形态为压弯破坏;可采用现行规范公式计算预制剪力墙的压弯承载力,且考虑竖向分布钢筋的作用;试件的极限位移角达1/99～1/62。     

钢筋混凝土框架梁柱节点灌浆套筒连接抗震性能研究

设计并制作了4个钢筋混凝土框架梁柱节点试件,其中两个现浇整体节点试件,两个预制装配梁柱节点试件（采用灌浆套筒连接钢筋）,轴压比分别为0.3和0.4。对试件进行低周往复加载试验,研究了梁柱节点试件的破坏形态、滞回特性、刚度退化、耗能性能以及灌浆套筒接头受力状态等。结果表明：预制装配梁柱节点试件的耗能能力略低于现浇整体梁柱节点试件的耗能能力,两者破坏形态明显不同,预制装配节点试件的裂缝分布比较集中,主要分布在梁柱交界面、灌浆套筒端部区域以及梁跨中截面区域,而现浇节点试件的裂缝分布比较均匀密集;加载前期,轴压比对滞回性能影响不明显,而加载后期,轴压比对预制装配整体式节点试件节点核心区的钢筋滑移和剪切变形影响较为明显;基于试验结果,对灌浆套筒材料进行简化等效处理,并对节点不同区域采用不同的截面属性,采用OpenSees有限元软件对节点试件进行了模拟,其模拟结果与试验结果吻合较好。     

浆锚搭接连接预制柱的抗震试验研究

套筒约束浆锚搭接接头是一种新型灌浆接头,可应用于预制装配式建筑的钢筋连接。为了深入研究这类新型接头的可靠性和实用性,设计制作预制装配柱试件和现浇柱试件,并通过抗震试验得到其抗震性能。结果表明:新型套筒约束浆锚搭接连接技术能有效地连接钢筋和预制柱部件;预制装配柱的破坏形态与现浇柱基本一致;现浇柱和预制柱承载力、延性、刚度和耗能能力相近。