钢纤维混凝土路面接缝传荷性能衰减规律的试验研究

为研究不同因素对钢纤维混凝土(SFRC)路面接缝传荷性能衰减规律的影响,进行了20个不同传力杆长度、直径、混凝土板厚度及钢纤维掺量的路面板试件疲劳试验.简单介绍了试验的方案设计,包括原料选择、因素水平选取、试件制作和加载方案确定等.结果表明:掺加钢纤维能够有效提高路面板接缝的传荷性能,降低传荷系数衰减速率;不同因素下的SFRC试件接缝传荷系数衰减曲线特征相似,分为快速衰减和平稳下降两个阶段,当钢纤维体积掺量≤0.6%时曲线表现为三阶段衰退;传力杆直径、长度及钢纤维掺量的增加均能提高接缝传荷性能,但提高幅度十分有限,其中钢纤维掺量影响最大;接缝传荷系数衰退速率随钢纤维掺量的增加而减小,与传力杆直径、长度及混凝土板厚度因素无关;试验条件下,荷载作用100万次后的SFRC试件传荷系数仍保持在90%以上,具有优良的传荷能力.试验结果为SFRC路面结构设计提供了参考.     

一种评定接缝传荷能力的新方法

应力比与挠度比都能表征水泥混凝土的接缝传荷能力,但在实际工程中受到相应的约束,很难建立对应关系,而检测弯沉盆进行模量反算,以板边与板中的模量之比来评定接缝传荷能力,相比之下更行之有效.     

水泥混凝土路面纵缝拉杆传荷试验研究

在分析重复荷载作用下接缝工作机理的基础上,通过弯曲疲劳试验,研究不同板厚、拉杆长度和拉杆直径等条件下水泥混凝土路面纵缝拉杆传荷能力.结果表明:纵缝传荷系数的变化在荷载作用50万次前后大致分为快速下降阶段和保持阶段;纵缝传荷系数随着拉杆直径和拉杆长度的增加而增大,但增幅不足9%;纵缝传荷系数随着板厚的增加而降低,幅度约为8%;结合现行规范对于旧水泥混凝土路面接缝传荷能力等级的评定,表明在试验模拟的工况下,荷载作用50万次后纵缝传荷系数保持值均在80%以上,具有优良的传荷能力.     

重载交通水泥路面传力杆设计的力学分析和建议

建立了Winkler地基上的双层结构模型,分析了传力杆几何尺寸、空间位置、与混凝土结合状况及布设方式对接缝传荷能力、传力杆内力和面层底部最大应力的影响。结果表明,增加传力杆直径和长度不能有效提高传荷能力;弯沉传荷系数随传力杆竖直偏角的增大线性减小,随传力杆支撑模量的增大呈指数增大,随松动量的增大呈二次曲线下降;传力杆数量相同时,布设在轮迹带上与沿横缝均匀布设的传荷能力相近,达到一定数量后传荷能力不再因布设位置、层数明显变化。     

公路隧道复合式路面结构的力学性能研究

建立了公路隧道复合式沥青路面结构的三维有限元分析模型,对单轴双轮轴载作用下的隧道复合式路面结构接缝处沥青混凝土内部和界面处应力进行了分析比较,确定偏载为最不利加载位置,提炼出关键的设计指标：纵缝边缘加载位中心对应的沥青层底水平拉应力和接缝处沥青层顶面竖向剪应力。通过对不同沥青层厚度、不同弹簧刚度以及不同基岩模量和基层模量下沥青层应力曲线响应进行探讨分析,确定出接缝具有较好的传荷能力,可以有效降低沥青层的厚度,设置模量较高的基层,有利于降低对接缝传荷能力的依赖。     

弹性地基多块板结构的材料参数反演分析

应用有限元压缩柔度矩阵,建立了具有接缝传荷能力多块板的位移计算方法．在此基础上,根据系统识别原理,应用修正牛顿法作为参数调整算法建立了具有接缝传荷能力的弹性地基多块板结构材料性能的反演分析方法．反算结果表明,在相当大的模量初始值范围内,该方法具有稳定的收敛性     

旧水泥混凝土路面路况评价与沥青加铺层设计

结合湖北省某三级路改造的工程实践,采用最新《公路水泥混凝土路面设计规范》所述方法,对旧水泥混凝土路面进行了路面损坏状况调查评定、接缝传荷能力和板底脱空状况调查评定和路面结构参数调查等.并针对不同路况,提出了相应的沥青层加铺改造方案.     

弹性地基多块板结构的材料参数反演分析

应用有限元压缩柔度矩阵，建立了具有接缝传荷能力多块板的位移计算方法，在此基础上，根据系统识别原理，应用修正牛顿法作为参数调整算法建立了具有接缝传荷能力的弹性地基多块板结构材料性能的反演分析方法，反算结果表明，在相当大的模量初始值范围内，该方法具有稳定的收敛性。     

刚性路面接缝效能分析中一个重要公式的适用范围

对水泥混凝土路面接缝传力模型与传荷效能分析方法作了综述。对传荷研究与实测中经常使用的重要公式：δＬ＋δＵ＝δＥ作了理论推导,明确了其适用范围及使用条件。以一维梁为例,对所推导的公式作了初步计算,计算结果表明,该公式对两种传力模型均可使用。同时指出公式的使用不受荷载形式与地基模型的影响。本文为上述公式在路面工程领域的应用提供了坚实的理论基础。     

一种新型混凝土路面的有限元分析

根据弹性半无限地基上弹性薄板力学模型理论,结合三维有限元法,采用典型的水泥混凝土路面结构,利用大型通用有限元分析软件AN SY S的接触非线性模块,对一种新型的企口板路面进行了模拟仿真,并计算分析了几种材料参数对路面力学性能的影响,企口板接缝之间的传荷能力,为今后的水泥混凝土路面结构分析提供参考.     

钢管煤矸石混凝土柱-环梁节点在低周反复荷载作用下的试验

目的研究钢管煤矸石混凝土柱-钢筋煤矸石混凝土环梁节点的抗震性能．方法制作了两个钢管煤矸石混凝土柱-钢筋煤矸石混凝土环梁节点,进行了低周期反复荷载下的加载试验,对其破坏形态、耗能能力和变形能力进行了理论分析．结果试件达到最大承载力时,滞回曲线比较饱满;承载力下降时,滞回曲线虽有不同程度的捏拢,但不严重,试件有较好的耗能能力;节点的钢管煤矸石混凝土柱与环梁相对独立,节点的破坏基本上不影响钢管煤矸石混凝土柱的承载力．结论钢管煤矸石混凝土柱-钢筋煤矸石混凝土环梁节点具有良好的抗震性能,     

再生混凝土框架梁柱中间节点试验研究

对6个再生混凝土框架梁柱中间节点足尺构件进行低周反复荷载试验,研究低轴压比条件下再生混凝土节点区的粘结锚固性能。通过改变穿越节点核心区的梁纵筋直径、强度来研究再生混凝土节点的最小相对锚固长度,同时研究新的构造措施对节点粘结锚固性能及核心区抗剪能力的影响。结果发现在低轴压比条件下,按照普通混凝土规范设计的再生混凝土框架梁柱中间节点发生粘结滑移破坏,减小梁纵筋直径或在贯穿节点区的梁纵筋上焊接横向锚固钢筋均可以提高节点区的粘结锚固性能。再生混凝土节点抗剪承载力应在普通混凝土节点计算公式的基础上进行折减。     

抗震框架中间层中节点梁筋粘结退化试验研究

根据已经完成的21个接近足尺的钢筋混凝土框架中间层中节点平面梁柱组合体的低周交变加载试验,较全面测试和分析了在轴压比、剪压比、钢筋强度和混凝土强度以及贯穿节点梁筋相对长度的影响下贯穿节点段梁筋的粘结退化规律,通过非线性拟合得到试验加载制度下贯穿中间层中节点梁筋和混凝土之间粘结应力τ在不同加载阶段的计算公式,提出了受轴压比、剪压比、钢筋强度和混凝土强度等参数影响的贯穿节点梁筋相对长度hc/d的建议公式。     

钢纤维高强混凝土及其在框架节点中的应用分析

介绍了钢纤维高强混凝土的特点以及在框架节点中的应用,制作了1个高强混凝土和1个钢纤维高强混凝土框架中节点试件,研究其在低周反复荷载作用下的变形、强度和刚度退化、延性和耗能能力。结果表明：与普通混凝土节点相比,钢纤维混凝土节点的开裂荷载较高、承载能力和变形能力良好、滞回曲线更为饱满、延性和耗能指标也较高,有利于结构抗震,对于解决节点区箍筋过密有显著作用,指出了钢纤维高强混凝土具有广阔的应用前景。     

自密实混凝土框架节点抗震性能研究

目的分析自密实混凝土框架节点在不同轴压比、配箍率情况下的抗震性能,为制定自密实混凝土框架节点抗震设计规程提供依据．方法采用低周反复循环加载的方法,进行了5个不同构造的自密实混凝土框架中间层中节点和一个普通混凝土框架中间层中节点的试验,获得梁外端竖向荷载与梁端挠度的P-△滞回曲线．结果分析了自密实混凝土框架节点的滞回规律,得到了框架节点的延性、耗能、强度及刚度退化的规律,适当增加配箍率和轴压比可提高自密实混凝土框架节点的承载力．结论自密实混凝土节点的破坏过程与普通混凝土节点相似;适当增加轴压比与体积配箍率对自密实混凝土框架节点的延性、耗能、强度及刚度退化等性能有利;自密实混凝土框架节点抗震性能比普通混凝土框架节点差．     

预应力混凝土框架边节点抗震性能试验

预应力混凝土框架结构在地震作用下的反应与普通钢筋混凝土结构相比存在着差异,且受力复杂,难以通过理论分析得到其抗震性能.结合实际工程,通过框架节点试验模型在低周反复加载作用下的拟静力试验,研究了后张有粘结预应力混凝土框架边节点的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、刚度退化、破坏时应变等.研究结果表明:水平地震作用下有粘结预应力混凝土框架边节点模型的位移滞回曲线由梭形变化到反S形,存在捏拢现象;位移延性系数能达到4.0以上,耗能能力较强,结构具有较好的抗震性能;建议通过加大柱截面和增强柱端抗剪钢筋来实现强剪弱弯.     

混合梁斜拉桥钢 - 混结合段有限元分析

结合铁路钢箱混合梁斜拉桥实际工程,利用大型有限元计算软件ANSYS对混合梁钢-混结合段的受力状态开展有限元分析,通过计算得到结合段模型在最不利荷载组合工况下的应力分布和变形情况。计算结果表明,钢-混结合段的钢板和混凝土的受力状态均处于安全设计范围之内,传力顺畅,受力合理。     

多孔混凝土基层缩缝处沥青面层荷载应力分析

为了研究多孔混凝土基层上覆沥青面层的受力状态,建立了沥青路面三维有限元模型,引入横观各向同性弹性本构关系模型作为正交各向异性接触模型,利用有限元软件ANSYS计算了多孔混凝土基层缩缝处沥青面层的荷载应力.计算结果的对比分析表明:当沥青面层模量不超过1 600 MPa时,多孔混凝土基层缩缝处沥青面层处于受压状态.荷栽作用下,多孔混凝土基层缩缝处沥青面层内的最大剪应力随面层模量的增加而减小,随面层厚度的增加而减小,随基层厚度的增加而减小,随基层与地基模量比的增加而增加.     

工业化混凝土框架SPC节点抗震性能试验

为研究新型工业化型钢连接混凝土梁柱节点（简称SPC节点）的抗震性能和破坏机理,分别设计制作了一榀SPC中节点及对应的现浇节点,进行了低周往复加载试验。观察了试验现象和破坏特征,对比了节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、能量耗散指标、强度和刚度循环退化系数、核心区剪切变形、弯矩转角曲线、纵筋应变、型钢应变、节点箍筋应变等。研究表明:相对于现浇节点,SPC节点裂缝数量相当,但其型钢削弱RBS段有效控制了混凝土裂缝宽度;SPC节点的等效屈服荷载略高于现浇节点,但峰值荷载和延性系数得到显著增大;SPC节点的能量耗散系数随位移增加而快速持续增长,强震耗能的优势显著;SPC节点的循环加载强度和刚度退化相比现浇节点更小,具有更稳定的抗震性能。此外,SPC节点的核心区剪切刚度、梁端弯矩承载力和转动能力,均优于现浇节点。最后,文中提出了节点设计建议以供参考。     

钢骨高强混凝土框架边节点试验研究

为了确定钢骨高强混凝土框架边节点的抗剪承载力，根据试验确定了影响钢骨高强混凝土框架边节点抗剪承载力的主要因素，介绍了节点试验的加载和测量方法，明确了影响节点承载力的主要因素为含钢率、轴压比和配箍率．分析得出节点的破坏可以分为弹性阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段．试验表明轴压比和含钢率越大，节点的开裂荷载越大；轴压比、配箍率和含钢率越大节点的屈服荷载、极限荷载越大．