预应力钢-混组合梁界面滑移性态试验研究

预应力组合梁作为一种新型的结构,其承载力影响因素众多.受外荷载时,预应力钢-混组合梁的混凝土翼板和钢梁不可能实现完全共同作用,交界面处会发生相对滑移,对其受力性能产生不利影响,因此有必要对预应力组合梁的界面滑移进行深入研究.根据预应力钢-混组合梁界面滑移的试验结果,分析了钢-混组合梁界面滑移的分布和发展规律,界面滑移随荷载的增大而增大,在组合梁的弹性工作阶段变化较慢,弹塑性阶段增加较快;相对滑移会导致钢和混凝土交界面上产生应变差.     

粘结滑移对组合梁斜拉桥受力变形特性分析

以某斜拉桥实际工程为例,根据组合梁剪力钉的构造细节,通过引入剪力钉粘结滑移本构关系来考虑界面滑移的影响,据此建立有限元仿真模型,对钢—混凝土组合梁斜拉桥在恒活载作用下的受力变形特性进行详细研究。研究表明:剪力钉的抗剪刚度对组合梁的应力、位移和极限承载能力均有一定的影响,因此在设计组合梁斜拉桥时,需要确保剪力连接件的抗剪刚度。     

预应力钢-混凝土连续组合梁抗弯性能试验

为研究预应力钢-混凝土连续组合梁的抗弯性能和内力重分布情况,设计了7根简支组合梁、3根连续组合梁以及1根连续纯钢梁进行抗弯性能试验。试验结果表明:预应力连续组合梁抗弯性能良好,对负弯矩区的混凝土翼板施加预应力能明显提高组合梁的截面刚度,减缓连续组合梁的开裂,同时也降低了截面滑移;预应力筋内力增量与荷载、挠度均呈现较好的线性关系。     

轨道交通先张法预制Ｕ型梁静载试验方法与性能研究

目前我国轨道交通行业尚无关于预制Ｕ型梁的相关试验规程。对成批预制的先张法Ｕ型梁,需按照一定抽样频率进行静载试验,测试Ｕ型梁的力学性能,进行受力性能的评定。提出了一种可适用于多种跨径的预制Ｕ型梁静载试验方法。该方法采用反力架进行荷载加载,提出加载弯矩与设计最大弯矩相等、支点剪力与设计最大剪力近似相等的同时加载原则。然后以深圳市城市轨道交通6号线工程先张法预制Ｕ型梁为例,进行了试验方案设计,通过合理布置加载点,在保证跨中弯矩加载效率均为1．0的前提下,同时确保支点剪力加载效率在0．81～0．95。为避免道床板横向弯曲受损,加载弯矩超过1．0倍的设计荷载值后,保持道床板加载力不变,继续增加的荷载值通过腹板顶部千斤顶加载。分析试验结果表明该先张法Ｕ型梁的试验方法经济合理,为今后先张法预制Ｕ型梁的静载试验检测推广使用提供借鉴。     

三根混凝土桩静载试验结果比较分析

通过对三根混凝土灌注桩静载试验结果比较分析，认为钻孔灌注桩桩后压浆技术对提高单桩竖向承载力有显著效果。     

混凝土受拉状态下组合梁中栓钉连接件的性能研究

组合梁中,栓钉连接件主要用于传递钢梁与混凝土板交界面的纵向剪力。目前,国内外对栓钉承载力、荷载滑移关系以及栓钉刚度的研究多集中于混凝土受压状态下,而且规定了测定栓钉性能的试验方法,但对于混凝土受拉状态下栓钉性能的研究较少,也没有统一的试验方法。为此,利用大型有限元分析软件ABAQUS来模拟反向推出试验,重点分析了混凝土强度、栓钉直径、配筋率等参数对混凝土受拉状态下栓钉性能的影响。结果表明,混凝土受拉状态下栓钉的极限承载力由混凝土的破坏控制;栓钉的极限承载力、剪切刚度随混凝土强度及栓钉直径的增大而提高,而配筋率的变化对其影响较小;混凝土受拉状态下栓钉承载力和剪切刚度明显低于混凝土受压时;对于13~19的栓钉连接件,混凝土强度等级小于C50时,剪切刚度在150 kN/mm~250 kN/mm之间。最后,通过对比得出,此模型分析的栓钉承载力与现行规范吻合较好。     

预制装配式管廊受力性能试验研究

以实际工程为背景,为比较预制装配式管廊和现浇管廊的力学性能差异,制作了普通管廊和采用预应力连接的预制装配式管廊足尺模型。根据管廊所受实际荷载采用静力试验方法研究装配式综合管廊和普通管廊的力学性能。探究加腋预应力钢棒连接下管廊和普通管廊的裂缝开展,破坏机制以及钢筋应力等力学性能,以验证预制装配设计的可行性。结果表明:两试件在荷载作用下裂缝发展均表现为顶板跨中弯压为主,装配式试件破坏荷载较普通试件小１４％;加腋区的存在减小顶板净跨,进而减小顶板竖向挠度。     

基于土体塑性与剪胀的复合地基静载数值模拟

CFG桩复合地基的承载力计算仍依赖于现场的静载试验以及经验公式等原位测试手段,但原位测试和经验公式均存在局限性,不能真实反映地基的实际承载情况。通过数值分析预估其承载力成为新途径之一,而提高数值分析精度问题的重点就是采用能够合理模拟土体特性的本构模型。运用Plaxis软件对海积软土上CFG桩静载试验进行数值分析,并采用能够有效反映土体塑性与剪胀性的Hardening-Soil模型来模拟桩间土。将数值分析结果与现场静载试验的对比发现,采用该模型能够很好地反映复合地基的承载力,同时也较好地反映了CFG桩的变形和再加载特性,为软土区CFG桩复合地基的设计施工提供了参考。     

预应力混凝土组合箱梁扭后抗弯性能分析

为研究预应力混凝土组合箱梁扭后的抗弯性能,进行了5根预应力组合梁的先扭后弯试验.试验在梁跨中对称荷载作用下进行,考虑试验梁受扭矩作用历史,并与完整组合梁的试验进行对比得到扭后预应力组合梁的极限抗弯承载力、跨中弯矩-挠度曲线及钢梁截面应变增长曲线,并提出了预应力组合梁扭后承载力计算公式.试验结果表明:预应力组合梁扭后承弯能力将会降低;受扭历史影响预应力组合梁的抗弯能力;预应力能够提高扭后预应力组合梁的抗弯能力.     

橡胶改性碳纤维-多壁碳纳米管水泥复合材料性能试验与分析

水泥基复合材料已推广应用于水利工程中,探究其耐久性能是保证高寒地区高混凝土坝安全的关键。将碳纤维与多壁碳纳米管双导电相填料加入水泥材料,从导电性能、力学性能和抗冻性能3个方面研究其作用效果。同时,为充分利用废弃资源,将废弃轮胎制备成橡胶集料加入试件用于力学性能和抗冻性能的试验分析。试验结果表明：当碳纤维与多壁碳纳米管掺量为0.25%时,导电相填料对水泥复合材料的电阻率改变最为明显,在掺量为0.3%时复合材料的电阻率最低,同时,不同外加电场对电阻率的影响可以忽略不计;当碳纤维和多壁碳纳米管的掺量为0.3%、橡胶掺量为30%时,复合材料的抗冻性能最佳,此时,力学性能也满足工程应用需求,抗折和抗压强度分别超过7 MPa和30 MPa。研究结果为提升高寒地区混凝土结构的性能提供了新的技术手段。     

基于COLSYS的组合箱梁约束复合弯扭下的非线性分析

闭口组合箱梁复合弯扭作用下的约束扭转分析属于薄壁构件复合受力的空间问题非线性分析.本文首先根据广义坐标法原理,以拉伸弹簧和滑移弹簧模拟混凝土翼板和工字钢梁之间交界面的脱离和滑移效应,通过给定其广义坐标,推出了闭口组合箱梁复合受力下扭转分析的微分方程组;介绍了常微分方程(ODEs)求解器COLSYS的优点与求解方法;详细推导了闭口组合箱梁复合受力下的微分方程求解过程;借助计算实例和实测值.编制了满足求解器COLSYS的有关丰程序,借助于求解器COLSYS进行了求解分析,计算结果与试验值进行了分析比较.最后对闭口组合箱梁的弯扭相关性进行了分析,给出了理论计算和试验实测的闭口组合箱梁的弯扭相关性表达式.     

超高韧性水泥基复合材料与锈蚀钢筋的梁式黏结试验研究

采用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)能够有效提升水工结构构件的抗氯盐侵蚀能力。然而,在长期氯盐环境侵蚀作用下,结构内部钢筋仍然可能遭受一定程度锈蚀,进而可能影响钢筋与基体材料的黏结性能。本文通过梁式界面黏结试验,对比研究锈蚀对钢筋与UHTCC、混凝土间界面黏结性能的影响。试验结果表明,与混凝土对比试件不同,UHTCC试件均呈现出延性的拔出破坏模式,以及完整的黏结滑移全曲线。在试验的锈蚀范围内,UHTCC试件并未发生锈胀开裂,而且UHTCC中的钢筋锈蚀较混凝土中更为均匀。UHTCC试件的黏结强度随锈蚀率先增大后降低,在14%锈蚀范围内黏结强度基本没有下降,锈蚀率约16%时强度仅下降5%。在16%锈蚀范围内,UHTCC试件的黏结韧性下降仅为5%。     

单桩复合地基承载性状的数值模拟与研究

采用三维非线性有限元－无界元耦合程序，分析了褥垫层对不同刚度桩体复合地基桩侧摩阻力和桩身应力的影响，及有垫层时桩体刚度，荷载，桩长的变化对复合地基桩侧摩阻力的影响。     

风机基础钢混组合结构细部损伤分析研究

为了提高风机基础设计的安全性和经济性,结合其基础结构承受大弯矩荷载的情况,通过分析金属环和结构截面尺寸对基础受力、损伤的影响,研究了风机重力式基础以及桩基的上部承台细部钢混结构布置,指出了风机钢混组合基础的损伤主要发生在金属环附近混凝土和受压侧基底混凝土,并提出了金属环埋置深度、基础上阶高度和金属环外围混凝土厚度等合理的细部尺寸,以保证结构受力的合理性.这对风机基础结构设计有较强的工程指导意义.     

小湾拱坝湿筛混凝土动态弯拉力学特性试验研究

结合小湾拱坝,试验研究了湿筛混凝土动态弯拉力学特性。试验采用MTS322动静万能试验机和简支梁三分点加荷法。静载试验加载速率为250N/s。动载试验考虑了不同初始静载(0%、40%、80%、90%)和不同动态加载方式(冲击和变幅三角波)。40%、80%和90%初始静载分别取18.6kN、37.2kN和41.8kN,以静载速率加载至初始静载值,再施加动态荷载。冲击波形加载速率是250kN/s。变幅三角波形加载频率是1Hz,每个加载台阶含3个周期,相邻加载台阶差值是20kN。湿筛混凝土试验结果表明:(1)初始静载对混凝土动态极限弯拉强度影响很大;(2)合适比例的初始静载对混凝土动态极限弯拉强度有利,80%初始静载时动态弯拉强度提高最大,冲击试验DIF高达1.49;(3)同静载相比,冲击加载时混凝土动态极限弯拉强度提高,弯拉极限拉伸值略小,弹性模量提高不多,纯弯区正截面中和轴位置没有变化;(4)往复加载对混凝土存在低周疲劳的不利影响。对比分析表明,三级配混凝土与其湿筛混凝土动态弯拉力学特性,定性规律相似,但定量结果尚得不出来,进行高拱坝抗震设计时,应采用全级配混凝土动态试验结果。