玻璃纤维筋在地铁盾构施工中的应用

以北京地铁15号线一期工程大屯路东站为工程背景,本工程在盾构始发、接收的洞口处围护桩采用玻璃纤维筋,代替了传统的钢筋,顺利实现了盾构机直接切削围护桩通过.了解玻璃纤维筋的材料特性,以及工程施工中遇到的常见问题,经过玻璃纤维筋和钢筋搭接承载力试验,得出了满足工程要求的玻璃纤维筋和钢筋机械连接措施.对筋笼吊点的设定进行了理论计算,并提出了较为合理的起吊方法.     

BFRP筋混凝土双向板冲切承载力塑性分析

基于BFRP筋的性能特点和混凝土结构塑性理论,提出了BFRP筋的名义屈服强度概念,确定了混凝土与BFRP筋的屈服条件,建立了中置集中荷载作用下BFRP筋混凝土双向板的破坏机构,应用虚功原理导出了中置集中荷载作用下BFRP筋混凝土双向板极限冲切承载力的塑性解计算表达式.     

地铁盾构应用玻璃纤维筋产生的社会效益

采用室内试验的方法对玻璃纤维筋的基本力学性能进行了研究。以北京地铁16号线03标为实际工程背景,在盾构始发与接收的过程中,用玻璃纤维筋局部替代钢筋,盾构直接对围护结构进行切削,免除了人工凿桩的过程,实现了盾构的无障碍始发与接收。从安全质量、经济效益、生态文明、技术进步4个方面与传统始发与接收方法进行了对比分析,以此来说明新工艺产生的社会效益。     

玻璃纤维筋在地铁盾构始发中的应用

随着城市地铁盾构施工的发展,在盾构传统始发过程中,由于需要人工凿除钢筋混凝土围护结构,在安全、经济、生态等方面造成了一系列问题.玻璃纤维筋替代钢筋,盾构可以对其直接切削,实现了盾构的无障碍始发.以北京地铁16号线某标段为工程依托,在玻璃纤维筋的设计方面采用室内试验的方法确定其力学参数.在现场施工方面,采用理论计算和施工经验结合的方法对关键节点进行了叙述.盾构直接切削玻璃纤维筋围护结构,实现了盾构的无障碍始发,取得了良好的经济效益和社会效益.     

盾构运动过程的数值分析

采用模拟盾构推进过程的方法,对土的工程性质和盾构尺寸对盾构姿态的影响进行数值分析．通过分析得出了盾构单位距离角度的变化与地层基床系数和盾构尺寸之间的关系,为盾构姿态的控制提供理论依据,并为建立盾构运动过程的数学模型打下基础．     

竹芯竹筋混凝土板抗弯性能试验研究

随着全球资源日益紧缺,环境日益恶劣,人们对建筑材料、环境保护提出了更高的要求。而毛竹属于可再生资源、经济且环保,将毛竹代替钢筋运用于混凝土楼板,不仅减去了钢筋繁琐的加工工序,而且提高了板的空心率,从而达到减轻自重的目的。为研究竹芯竹筋混凝土板中的受力性能,对3块配筋率不同的竹筋板进行均布荷载下的抗弯试验性能及相关材料力学性能试验。通过试验现象及数据对比分析,可知：毛竹抗拉破坏无屈服点,属于脆性材料;板破坏时,其跨中挠度可以达到以上,延性很好;竹筋板受弯过程,呈两阶段特征,即开裂前弹性阶段和开裂后带裂l0/25缝工作直至破坏;并结合试验挠度、应变、裂缝、承载力计算结果,提出了竹芯竹筋混凝土板设计的相关构造措施及建议。     

盾构隧道施工过程地表变形的数值模拟计算

为研究盾构隧道在掘进过程中地表不同点的位移变化,建立盾构隧道掘进的有限元模型,对盾构隧道的开挖进行了有限元数值模拟．结果表明：盾构隧道在掘进过程中,会导致地下土体应力释放,使地表土发生相应沉降,并且隧道纵向轴线正上方地表点的沉降变形最大．当掘进距离超过一定深度后,其后方较远地表点的沉降变形趋于稳定．盾构的顶推力会导致其前方一定范围的地表土发生向上隆起．在注浆层硬化前、后过程中,不论是拱脚、拱顶及对应地表点的沉降位移均会比注浆层硬化前要大．     

盾构隧道开挖三维数值模拟方法研究

盾构隧道开挖的模拟方法是对隧道-土-结构物相互作用进行三维数值分析的重要考虑因素。对两种典型的模拟方法进行了探讨,一种是更接近真实施工过程的分步开挖法,另一种则是简化的一步通长开挖应力释放法。对比分析表明,两种方法对于地面沉降的预测结果比较接近,而对于邻近桩基础的预测结果之间的差异也不是太大。同时,一步通长开挖应力释放法能得到不同的地层损失,并且建模简单,能够较好地用于分析隧道开挖对地面建筑物及周边地下结构物的影响。     

GFRP筋加强混凝土的粘结性能研究

采用拔出试验研究分析了玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋和呋喃混凝土、普通水泥混凝土之间的粘结性能，比较了对GFRP筋表面进行不同方法处理后的拔出强度，并对GFRP筋加强呋喃混凝土梁进行了弯曲试验分析，结果表明当对GFRP筋表面进行缠绕纤维等处理后它与混凝土之间的粘结强度将得到较大提高，相对于普通混凝土来说GFRP筋与呋喃树脂混凝土之间具有更好的粘结性能，并且在粱中使用GFRP筋代替普通钢筋可以使梁承受更高的破坏荷栽和更好的防腐性能。     

玻璃纤维混凝土板的试验研究

为了给应用于盾构隧道进出口洞墙的玻璃纤维混凝土板设计提供理论依据,采用千斤顶加载,应变仪和百分表采集数据.进行了四块玻璃纤维混凝土板和两块钢筋混凝土板的室内试验,分析了两种材料构件性能的差异.试验结果表明玻璃纤维混凝土构件的挠度和裂缝宽度比钢筋混凝土构件大,玻璃纤维筋与混凝土之间的粘结性能是制约构件性能发挥的重要因素.最后对玻璃纤维混凝土板的设计计算方法提出了一些建议.     

GFRP筋混凝土大偏心受压柱试验研究

为了探寻GFRP筋混凝土大偏心受压柱的破坏机理和设计方法,完成了5根GFRP筋混凝土柱的大偏心受压试验,展现了GFRP筋混凝土大偏心受压柱从开始加载到破坏的全过程。重点分析了GFRP筋混凝土偏心受压柱在受拉区混凝土达到限值裂缝宽度0.5 mm时和受压区混凝土压碎时的状态,并对5根GFRP筋试件进行了有限元仿真分析。结果表明:GFRP筋混凝土大偏心受压柱的破坏模式是受拉区混凝土先达到限值裂缝宽度,然后受压区混凝土才被压碎;当受压区混凝土被压碎时受拉区裂缝宽度已经远远超过了限值0.5 mm,说明GFRP筋混凝土大偏心受压柱的设计极限状态是由裂缝宽度控制的。最后,得出了设计极限状态下受压区混凝土的压应变值,为GFRP筋混凝土大偏心受压柱的配筋计算提供了理论依据。     

板钢筋应力状态对框架梁受力影响的数值模拟分析

现浇楼板中的钢筋在地震未发生时主要承担竖向荷载,板内上下层钢筋具有不同的应力状态.研究水平地震作用下不同应力状态的板钢筋参与框架梁端负弯矩承载力的程度和方式,采用有限元软件ABAQUS建立板钢筋应力状态不同的3个带楼板翼缘框架梁模型并进行对比分析,得出竖向荷载引起的板钢筋应力状态对框架梁受力的影响规律,并提出合理调整梁端钢筋配置的建议.     

GFRP筋砂浆试件拉拔试验及仿真分析

对26个不同埋深、不同直径和不同砂浆强度的GFRP筋与砂浆拉拔试件进行了拉拔承载力以及粘结强度的研究。结果表明,拉拔承载力随着埋深的增加而增大,随着砂浆强度的增大而增大,但随着直径大小的变化不明显;粘结强度随着拉拔试件的埋深的增大而减小,随着直径的增大而减小,随着砂浆强度的增加而增大。利用ANSYS程序对GFRP筋与砂浆拉拔试件进行了仿真分析,结果表明,模拟结果与试验结果较为接近,即利用ANSYS软件能够较为准确用来验证试验结果。     

GFRP筋与钢筋锚杆在边坡加固中的应用对比

在边坡加固中,钢筋锚杆常因锈蚀而发生破坏;GFRP筋由于强度高、耐腐蚀性能较好,有望作为钢筋的替代材料,从根本上解决锈蚀问题。本文对GFRP筋锚杆耐腐蚀性、抗拉强度、抗剪强度等进行研究,与传统的钢筋锚杆进行对比,分析其应用优势,并依托黄龙湾边坡加固工程,对GFRP筋用于边坡加固的可行性及加固效果进行探讨。结果表明:GFRP筋耐腐蚀性较强;质量轻,强度高,在达到相同加固效果的前提下,比钢筋用量更少,成本更低,且更有利于岩土体的应力释放与坡体的稳定。     

GFRP 筋混凝土短柱偏压性能试验研究

进行了3组玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋混凝土短柱偏心受压破坏试验,对GFRP筋混凝土偏心受压柱的破坏形态、侧向挠度、内部筋体应变与混凝土表面的应变等试验结果进行了分析。结果表明：GFRP筋混凝土柱的破坏形式为受压破坏,随着初始偏心距的减小,GFRP筋混凝土柱的承载力有增大趋势;GFRP筋作为受压筋与混凝土的协同作用良好,且试件加载时的初始偏心距越小,混凝土与GFRP筋的协同作用越好;GFRP筋有较好的抗压性能,作为受力筋应用到混凝土受压构件中有很大的优越性。     

海水环境腐蚀下的GFRP筋抗压性能试验

目的 研究海水环境腐蚀下GFRP筋的抗压性能,以期替代钢筋应用于海港工程.方法 人工配制5倍海水质量浓度的盐溶液,将GFRP筋浸入配置的溶液中,预定龄期后取出筋体,截成长细比为2.5的小试件,在300 T液压试验机上进行GFRP筋的受压性能试验.结果 随着GFRP筋体在海水溶液中浸渍时间的增长,GFRP筋的极限荷载、抗压强度保留率和弹性模量保留率逐渐下降;试件的直径越小,浸渍时间越长,筋体腐蚀相对越严重,产生劈裂破坏的概率越大,极限荷载与抗压强度下降幅度越明显.结论 GFRP筋作为受压筋应用到海水盐腐蚀环境中具有很大的优越性.