天津市Z4线U型轨道梁静载试验研究

由于U型截面梁特殊的截面形式,导致其在荷载作用下复杂的受力特性。文章以天津Z4线某一30 m标准U型梁为试验对象进行静载试验。由于空间效应的影响,U型梁的有效预应力在横向分布上为为底板中间处较小,靠近两侧腹板处较大;在正常使用荷载下,梁体结构处于弹性阶段且具有良好的强度及抗裂性;在1.44倍设计荷载下,梁体底板出现横向裂缝,但并未出现纵向裂缝;在不均匀沉降工况下,支座剪应力符合设计强度要求,近支座处并未发现裂缝存在。     

腹板带纵向裂缝的预应力混凝土空心板梁剩余承载力试验研究

为了研究后张法预应力混凝土空心板梁出现腹板纵向裂缝后的梁体受力性能,采用同批次、相同施工工艺的两根预应力混凝土空心板梁进行对比试验,其中一根没有损伤(1号梁),另一根腹板带有纵向裂缝(2号梁)。试验结果表明腹板纵向裂缝的存在改变了裂缝的发展趋势,使多条与腹板纵向裂缝相交的竖向裂缝连通;使底板横向裂缝的分布区域和塑性铰长度变短;梁体的变形更集中在加载点附近;一侧腹板带纵向裂缝对梁体的开裂荷载和极限承载力影响较小,但对顶板混凝土的受压应变大小有影响,但受压不均匀。提出由开裂荷载计算剩余预应力的方法,发现两根梁残余预应力达到77%左右;最后指出了腹板带纵向裂缝的预应力混凝土空心板梁破坏机理。     

波形钢腹板组合槽型梁静载试验与有效预应力分析

波形钢腹板组合槽型梁是一种新型下承式开口薄壁桥梁结构,对4片按照1/4相似比进行设计的试验梁进行两点对称加载和有限元分析,研究两组试验梁在对称荷载作用下的荷载位移关系、截面应变分布、裂缝发展规律和破坏形态等,分析张拉预应力和释放预弯力后试验梁底板混凝土的有效预压应力。研究表明：竖向荷载作用下试验梁符合平截面变形规律,应忽略波形钢腹板对抗弯刚度的贡献和底板混凝土对抗弯承载力的抵抗作用;试验梁混凝土受压区受限于上翼缘板,其应变分布为梯形而非常规的三角形分布;下承式槽型截面的中性轴偏低,波形钢腹板预弯钢梁反弹能够有效地对混凝土施加预压应力;采用波形钢腹板能有效提高槽型梁的预应力施加效率,文中建议的波形钢腹板组合梁预应力等效荷载法,能准确计算此类结构的混凝土有效预压应力;两组试验梁由于配筋量的不同分别发生塑性和脆性弯曲破坏;波形钢腹板组合槽型梁的自重轻、抗弯刚度较大、具有较好的延性和抗裂性能。     

地铁U型梁的静载破坏试验分析

本文介绍了比例为1∶1的U型梁破坏性静载试验,主要描述了U型梁从初始加载到最终破坏的开裂与破坏情况,并根据梁体的裂缝记录,分析了结构在荷载作用下的受力特性.本次试验为U型梁构件的进一步设计和应用提供了科学依据.     

预应力混凝土梁疲劳性能研究现状

对预应力混凝土梁疲劳性能的研究进展进行了详细阐述,论述了等幅疲劳荷载下预应力混凝土梁的疲劳性能及疲劳加载后的静力性能,对控制其疲劳破坏形态的影响因素以及在疲劳加载过程中的受力筋应变变化、裂缝开展和挠度变化规律进行了总结。讨论了变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁的疲劳寿命及加载顺序对疲劳寿命的影响,分析了变幅疲劳加载过程中的刚度退化,同时对腐蚀后预应力混凝土梁的疲劳性能进行分析,总结了钢绞线、普通钢筋腐蚀损伤对试验梁疲劳破坏形态、极限承载力及疲劳寿命的影响。在对文献进行总结分析的基础上,根据当前研究所存在的问题,提出了今后预应力混凝土结构疲劳性能研究的方向。结果表明:预应力混凝土梁疲劳破坏始于受力筋疲劳断裂,受压区混凝土一般不会发生破坏,变幅疲劳加载及腐蚀损伤对其疲劳性能有较大影响。     

500MPa钢筋预应力混凝土梁疲劳受力性能试验研究

进行了3根采用HRB500级钢筋作为非预应力筋、钢绞线作为预应力筋的预应力混凝土梁的疲劳受力性能试验。对预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的500MPa级钢筋应力、钢绞线应力、混凝土应变以及疲劳荷载下裂缝和刚度变化的特点进行了较详细分析,并对250万次疲劳作用后的试验梁剩余静载承载力和受力特点进行了分析。试验研究结果表明,采用500MPa级钢筋作为非预应力筋的预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的受力性能良好,500MPa级钢筋的抗拉强度能够充分发挥,试验梁的剩余静载承载力较高,钢绞线和非预应力钢筋都能达到屈服强度,表现出较好的延性。为我国混凝土结构设计规范进一步修订时在预应力结构中采用500MPa级钢筋作为非预应力筋提供了参考依据。     

郑州轨道2号线高架区间U型梁结构计算及试验

采用大型通用有限元分析软件ABAQUS对郑州轨道交通2号线东延高架区间U型梁建立三维空间整体模型,对其在恒载和活载作用下的受力进行数值模拟。同时对梁体进行1:1静载试验,测试结构在各阶段分级荷载加载工况下的受力性能。通过试验数据与有限元计算值的对比分析,结果表明,U型梁结构具有良好的强度、刚度和抗裂性能,结构的正常使用荷载满足设计要求。     

钢筋混凝土U形薄壁梁弯-剪-扭复合受力性能试验研究

U形薄壁混凝土梁主要用于城市轨道交通工程,受弯-剪-扭复合作用。本文通过试验研究了一根大尺寸钢筋混凝土U形薄壁梁在弯-剪-扭复合作用下的力学性能,包括裂缝的发展与分布、钢筋应变分布以及破坏形态等。试验结果表明：弯-剪-扭复合作用下的U形薄壁混凝土梁呈现明显的空间受力特征,表现为裂缝和钢筋应变在两侧腹板上显著差异分布,同时,腹板内外侧斜裂缝以及箍筋应变的分布也存在明显差异;加载过程中纵筋应变在跨中和支座沿截面高度方向的分布基本符合平截面假定,纵筋应变沿梁跨近似线性分布;弯-剪-扭复合作用下钢筋混凝土U形薄壁梁出现了受弯矩和翘曲弯矩影响的延性弯曲破坏,且破坏仅发生在加载侧腹板,而非加载侧腹板处于相对低应力状态。     

预制混凝土U型梁抗扭性能研究

预制混凝土U型梁具有自重轻、结构造型美观、断面利用率高等优点,在桥梁中有着广泛的应用前景。在偏心荷载作用,预制混凝土U型梁会发生扭转变形,国内外研究对其抗扭性能研究相对比较少。基于预制U型梁的结构特点,给出了预制混凝土U型梁的双力矩和扭转角计算模型,并进行分析了主要设计参数对其抗扭性能的影响。结果表明：双力矩随腹板或底板厚度的增加而减小,随腹板或底板宽度、腹板倾角以及梁长的增加而增大;扭转角随腹板或底板厚度及宽度的增加而减小,随腹板倾角的增加而减小,随梁长的增加而增大。     

重复荷载下高速铁路32 m箱梁模型受力全过程试验

采用三分点重复加载,对高速铁路中广泛应用的32 m预应力混凝土简支箱梁进行了多级重复荷载下的模型试验,其测试内容主要包括箱梁的裂缝分布及裂缝宽度、荷载-跨中挠度曲线、混凝土应变和钢筋应变的分布等.结果表明:简支箱梁首先在跨中底板出现裂缝,然后缓慢向腹板扩展;在纯弯段,裂缝间距分布比较均匀;在施加荷载超过开裂荷载不多的情况下卸载,裂缝在预应力筋的作用下能够闭合;加载结束时箱梁已经达到承载力极限状态(破坏)的标志是弯曲挠度达到跨度的1/30,受拉主筋处最大裂缝宽度达到1.8 mm;重复加载下的荷载-跨中挠度曲线的包络线有3个拐点,分别对应于混凝土开裂、钢筋屈服、预应力筋屈服;跨中截面钢筋应变和混凝土应变沿腹板基本符合平截面假定,跨中顶板和底板截面钢筋应变和混凝土应变沿截面横向分布呈现箱梁剪力滞的分布规律.     

吊装过程中的城市轨道交通U型梁力学性能分析

依托某轨道交通高架桥项目,开展对35 m U型梁吊装过程的试验研究及数值模拟分析.研究结果表明:在U型梁吊装过程中,梁体整体受力安全,最大测试横向应力出现在U型梁底腹板交界处上表面,其值为2.73 MPa;U型梁底腹板交界处在吊装过程中均承受纵向压应力,且呈抛物线分布;为了避免吊装孔附近混凝土发生开裂,需对局部钢筋进行...     

高性能混凝土梁疲劳破坏的研究

针对西宁市轨道交通工程中混凝土结构的关键技术,研究不同配合比高性能混凝土梁的静力载荷试验和有限次疲劳荷载作用,分析高性能混凝土梁的破坏形态,对比不同水胶比的混凝土梁的受力性能,并得出不同配合比的HPC与OPC梁在静载和疲劳荷载循环下的抗弯承载力、跨中挠度、截面应变、钢筋应变、裂缝宽度的影响规律。研究结果表明HPC梁的承载力高于OPC梁;HPC梁的疲劳性能、抗裂性能都优于OPC梁;累积疲劳次数在50 000~100 000裂缝增长较快。     

再生混凝土U型叠合梁抗剪性能

通过3根再生混凝土U型叠合梁和1根再生混凝土整浇梁的抗剪性能对比试验,研究了U型叠合梁和整浇梁的裂缝发展、破坏形式和抗剪承载力.试验结果表明:再生混凝土U型叠合梁的抗剪破坏形式和受力机理与整浇混凝土梁类似,再生混凝土U型叠合梁的抗剪承载力计算可参照整浇梁的抗剪承载力计算方法.     

大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受力性能

为探讨大直径高强钢绞线预应力混凝土梁的受力性能,进行了6根以直径17.8 mm的1860级钢绞线作为预应力钢筋和HRB400级钢筋作为非预应力钢筋的后张预应力混凝土梁在竖向荷载作用下的受力性能试验。对预应力混凝土梁中钢绞线和非预应力钢筋应力、混凝土应变以及短期最大裂缝宽度和跨中挠度等试验数据进行分析。结果表明:采用大直径高强钢绞线作为预应力钢筋的预应力混凝土梁工作性能良好,大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受弯破坏形式和挠曲模式与普通预应力混凝土梁基本相同;试验梁跨中控制截面符合平截面假定,极限承载力可按照现行规范的正截面抗弯理论计算,按照现行规范计算的试验梁裂缝宽度和挠度与实测值吻合较好。     

12m预应力混凝土鱼腹式吊车梁短期荷载试验

对现场预制的12m预应力混凝土鱼腹式吊车梁进行了试验研究。通过2点加载测得了该类吊车梁的荷载-变形曲线,并观察了荷载作用下试验梁的挠度变化和裂缝发展情况。论述了静载试验方法和具体实施过程,试验结果表明:该预应力混凝土鱼腹式吊车梁结构工作性能良好,结构强度和刚度均满足设计和规范要求。     

高性能钢筋混凝土T形梁静力和疲劳性能试验研究

针对青海省西宁市兴建轨道交通工程中混凝土结构的关键技术,研究了静载及疲劳下T形梁的破坏形态、疲劳寿命及变形特征。通过分析高性能钢筋混凝土T形梁的破坏形态,对比不同水胶比的钢筋混凝土T形梁的受力性能,得出不同配合比下钢筋混凝土T形梁疲劳荷载循环下的抗弯承载力、跨中挠度、截面应变、钢筋应变、裂缝宽度的影响规律,并验证了静载和疲劳下的平截面假定,以期对钢筋混凝土T形梁在电机车运行状况下的疲劳性能进行探讨,研究结果为青海地区轨道交通高性能混凝土结构的耐久性和安全性问题提供理论依据。     

预应力混凝土箱梁桥底板开裂机理及简化设计方法

针对悬臂施工预应力混凝土箱梁合龙过程中底板开裂问题,本文对其破坏的机理和防治进行研究。以某预应力混凝土连续箱梁桥为例,对该箱梁的施工过程进行模拟,通过考虑材料非线性对底板开裂的过程进行仿真分析,并对底板崩裂的机理进行分析,在此基础上根据规范提出防治措施供设计应用。结果表明,由于合龙束孔道的影响,孔肋为受力最不利区域,在径向力作用下,孔肋的斜裂缝和撕裂裂缝是导致箱梁破坏的主要原因。在今后箱梁设计中,底板横向除应满足抗剪承载力外,孔肋尚需满足最小孔道间距的要求。     

配置HRB600钢筋的部分预应力混凝土梁疲劳试验研究

通过配置HRB600钢筋的部分预应力混凝土梁的疲劳试验,分析了部分预应力混凝土梁经过疲劳荷载作用后的裂缝开展、混凝土应变、HRB600钢筋和钢绞线的受力性能、挠度变化特点等。试验结果表明:经过疲劳荷载作用后进行静载破坏的试验梁较对照静载试验梁,开裂更早、裂缝数量更多、变形更大。同时,HRB600钢筋和预应力钢绞线的变形恢复能力较好,且能够很好地协同工作。可知配置HRB600钢筋的部分预应力混凝土梁具有较好的抗疲劳性能。     

槽形钢-混凝土组合梁及其应用前景初探

提出一种适用于轨道桥梁的新型槽形(U形)钢-混凝土组合下承式桥梁,它是指在槽形截面的钢梁内侧浇筑混凝土,钢板与混凝土通过抗剪连接件组合成整体共同工作。这种结构形式不仅继承了传统混凝土槽形梁结构的特点,而且具有许多自身的优点,钢板可以代替模板,故无需模板或使用较少模板进行施工;结构受拉区外包钢板,既避免了混凝土裂缝暴露,又具有较好的防撞功能,结构的耐久性好。下层钢板在横向和纵向均可以充分发挥抗拉强度,大大简化了构造,减少钢筋绑扎、焊接以及横向预应力张拉的困难。对这种槽形组合梁截面形式的比选进行了初步有限元分析。结果表明,截面各参数对结构受力性能的影响程度不同,其中混凝土底部纵向肋宽度、混凝土翼缘厚度及腹板高度等是较敏感因素;温度和混凝土收缩徐变对结构受力性能的影响也较大。在竖向荷载的作用下钢梁底板和混凝土底板的中面纵向应力沿板宽的分布均表现出一定的剪力滞后现象。还指出关于这种新型组合梁今后值得进一步研究的问题。     

预应力混凝土连续箱梁桥常见裂缝成因分析与控制

本文针对预应力混凝土连续箱梁桥的常见裂缝类型,从设计和施工两个角度分析了腹板斜裂缝、纵向裂缝、横向裂缝以及底板预应力钢束下的砼保护层劈裂的产生原因,并提出了设计方面的抗裂措施和施工阶段裂缝控制要点。