足尺圆形钢管混凝土试件超声波检测脱空缺陷及处理研究

超声波作为检测钢管混凝土内部密实度和缺陷的重要手段,在国内工程行业得到广泛的应用。以1∶1足尺圆形钢管混凝土试件为研究对象,对自密实混凝土的脱空缺陷采用超声波进行测试,提出较为准确的脱空缺陷声速判断方法。采用压力灌浆对缺陷进行处理并进行效果验证,最终提出有效的处理方法。     

基于时序分析理论的钢管混凝土脱空缺陷检测方法研究

将时间序列分析理论引入钢管混凝土脱空缺陷检测中,提出基于自回归模型(AR模型)和科氏距离(Cosh Distance,CD)的钢管混凝土脱空缺陷检测方法。采用AR模型分别对无损状态和带脱空状态下钢管混凝土构件的加速度响应信号进行拟合,获得无损状态和带脱空状态下的残差序列和方差。然后分别以科氏距离、欧氏距离(Euclidean Distance,ED)和马氏距离(Mahalalnobis Distance,MD)构造判别函数进行脱空区域识别。最后以数值模拟和带环形脱空缺陷的钢管混凝土构件动力试验来验证所提方法的可行性及可靠性。结果表明:欧氏距离和马氏距离在钢管混凝土脱空区域检测精度较差,甚至可能造成误判;科氏距离能够直观准确地检测出钢管混凝土环形脱空缺陷范围。     

超声波检测对钢管混凝土质量控制初探

针对钢管混凝土结构特性,分析了钢管混凝土内部缺陷,并阐明了钢管与混凝土胶结脱空的原因及防治措施.工程实测表明,采用超声波检测技术对钢管混凝土内部质量测试是可行的,可以收到满意效果.     

钢管混凝土内部缺陷的检测

针对钢管混凝土结构特性，分析了钢管混凝土内部缺陷、钢管与混凝土胶结脱空的原因及防止措施，工程实测表明，超声波检测技术测试钢管混凝土内部质量是可行的，可以得到满意的效果。     

长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土柱的受力性能研究

为研究长期荷载作用对带脱空缺陷钢管混凝土柱受力性能的影响,以脱空类型、脱空率和长期荷载比为主要参数,对长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土短柱的变形特性和承载力进行了试验研究。试验结果表明：在长期荷载作用下,与普通无脱空缺陷钢管混凝土柱类似,脱空缺陷钢管混凝土柱徐变系数终值的上限值为0.9;长期荷载比大的脱空缺陷钢管混凝土柱较长期荷载比小的脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力略大。采用有限元分析软件ABAQUS,对考虑长期荷载作用影响时脱空构件的受力性能进行分析,有限元计算结果和试验结果吻合良好。利用验证过的有限元模型,系统地分析了长细比、含钢率、钢管屈服强度、混凝土强度、长期荷载比、脱空率和荷载偏心率等参数对长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力影响规律。结果表明,混凝土脱空缺陷对考虑长期荷载作用的承载力影响系数的不利影响小于1.5%;现有的考虑长期荷载影响的普通钢管混凝土柱的设计方法可用于预测带脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力。     

新型钢管混凝土无损检测技术

为了定量化评价钢管混凝土内部空洞和钢管与混凝土脱黏两种缺陷,文中结合超声波法与红外热成像法对钢管混凝土进行缺陷检测。研究先采用红外热成像法检验钢管壁与混凝土的脱黏现象,然后采用超声波法检测钢管混凝土的内部空洞。试验表明,本研究可以有效地评价钢管混凝土结构的两种缺陷,同时检测方法简单,成本较低。     

钢管混凝土拱桥超声波检测技术及其应用

首先叙述了超声波检测钢管混凝土拱桥的常用方法及基本原理;然后以四川昭化嘉陵江特大桥为工程背景,给出评价超声波检测钢管混凝土的基本条件;最后认真分析了钢管混凝土脱空原因及防止措施。     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

超声波法检测钢管拱桥混凝土质量的实用技术研究

本文针对超声波法检测钢管拱桥混凝土存在的不足,通过对即有检测技术的总结,结合实际操作经验,提出将脱空涵盖到超声法检测范围,并对测区的布置、检测结果评判、现场操作技巧给出相关建议,形成了一套超声波法现场检测技术方法,并结合一个工程检测实例对可行性进行验证。通过以上工作,为超声波法检测钢管拱桥混凝土质量的规模化应用提供一定的实践基础。     

脱空缺陷对长期荷载作用下圆钢管混凝土构件静力性能的影响研究

在钢管混凝土工程的现场检测中已有发现钢管和混凝土之间存在着脱空缺陷,目前关于脱空对于钢管混凝土结构在长期荷载作用下的力学性能的影响尚不明确,因此完成了带脱空缺陷的钢管混凝土构件在长期荷载作用下的变形测试和承载力试验。结果表明,脱空对构件的徐变性能以及长期荷载作用后的极限承载力均有影响,其影响程度和脱空率有关。研究结果可为钢管混凝土拱桥的检测和鉴定提供参考。     

基于超声对测法的钢管混凝土脱空检测试验

分析了超声波对测法在钢管混凝土脱空区4种可能的超声首波传播路径,并给出了4种传播路径的声时理论计算公式.通过试验得到了实际传播声时,并与由声时公式计算的理论值对比,得到了在2种脱空区范围内超声首波的传播路径,即沿绕射脱空缺陷传播,为超声对测法定量检测脱空区范围提供了条件;通过MATLAB的内插函数,将对测法得到的测区内各离散测点超声首波声时矩阵进行处理,得到整个测区的钢管混凝土脱空信息,基于此绘出脱空区声时分布色谱图,以达到定量检测的效果.最后给出了超声对测法适用的脱空缺陷对应的圆心角范围.结果表明:基于超声对测法的声时分布色谱图达到定量检测缺陷的目的,且满足工程精度要求.     

C60钢管自密实混凝土施工技术

北京丰台站改建工程站房主体采用劲性钢结构,承重柱多为钢管混凝土柱,采用C60自密实混凝土浇筑。通过施工工艺优选,对混凝土脱空缺陷进行有效预防。由于钢管混凝土柱数量多,考虑施工便利性、经济性,采用高位抛落法施工。施工结束后对钢管混凝土柱进行缺陷检测,结果表明采用高位抛落法施工的混凝土密实性较好。     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件抗弯性能研究

在合理地选择材料本构模型和接触模型并考虑材料和几何非线性的基础上,建立了带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土受弯构件的有限元模型,并利用试验结果验证了有限元模型的可靠性。利用数值模型对带脱空缺陷的钢管混凝土构件在纯弯作用下的全过程工作机理进行了细致剖析,明晰了球冠形脱空缺陷对构件抗弯性能的影响机理。结果表明球冠形脱空缺陷的存在降低了钢管对混凝土的约束效应,使混凝土开裂严重以及加剧了钢管的局部屈曲从而降低了构件的抗弯承载力。基于以上分析,研究了影响约束效应的相关参数对带缺陷的钢管混凝土构件的抗弯承载力以及弯矩-挠度关系曲线的影响规律,并在此基础上提出了考虑脱空缺陷影响的钢管混凝土抗弯极限承载力的简化计算公式,可为相关工程实践提供参考。     

脱空缺陷对钢管混凝土纯扭构件力学性能的影响分析

在合理考虑材料本构关系模型、钢管与混凝土之间的接触模型等的基础上,建立了带脱空缺陷的钢管混凝土纯扭构件的有限元分析模型,并对模型的可靠性进行了验证。采用有限元分析模型,对带缺陷构件受荷全过程中的工作机理进行细致剖析,探究了环向脱空和球冠形脱空对钢管混凝土纯扭构件的荷载-变形曲线及接触应力、承载力等力学性能指标的影响,分析了各重要参数对带缺陷构件力学性能的影响,在此基础上了提出了相关工程建议,以及考虑缺陷影响的承载力折减算式。     

脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件性能的影响分析

在合理选用材料本构、单元类型、网格划分和边界条件的基础上,采用有限元分析软件建立了考虑脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件有限元分析模型。在验证模型可靠性的基础上,通过对比分析有无脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的荷载-变形关系曲线、钢管与混凝土拉力分配、界面接触应力等力学性能指标,明晰了脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件受力性能的影响机理。研究结果表明:球冠形脱空缺陷削弱了钢管对混凝土的约束作用,在构件受拉弯荷载时,混凝土受压区开裂严重因而对构件的抗拉承载力贡献较无脱空构件低;外钢管拉力分配比重较高,所受应力较大,且钢管脱空侧由于缺少混凝土支撑作用从而出现局部屈曲,降低了构件抗拉承载力;构件的抗拉承载力系数随脱空率的增大而减小,但减小幅度趋于平缓;相同脱空率下承载力系数随偏心率增大而降低。     

考虑脱空缺陷影响的钢管混凝土压弯剪力学性能分析与实用设计方法

完成了12根带脱空缺陷的钢管混凝土试件在压弯剪复合作用下的滞回试验,考察了脱空缺陷对试件破坏模态、滞回曲线、极限承载力、耗能和延性的影响。建立了带脱空缺陷的钢管混凝土压弯剪试件的有限元分析模型,采用试验数据验证了有限元模型的可靠性。利用有限元模型分析了带脱空缺陷的钢管混凝土试件在压弯剪复杂受力作用下的工作机理,揭示了缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响规律,并系统分析了含钢率、钢材屈服强度、剪跨比、轴压比和混凝土强度等参数对带缺陷试件抗剪承载力的影响规律。在参数分析的基础上,提出了用于区分试件剪切破坏和弯曲破坏的界限剪跨比,回归了考虑脱空缺陷影响的钢管混凝土压弯剪承载力实用计算公式,可为相关规范的制定或修订提供依据。     

带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件在压弯扭复合#br# 受力作用下的滞回性能研究

为研究环向脱空缺陷对钢管混凝土试件在压弯扭复合受力作用下抗震性能的影响,进行了12个钢管混凝土试件（包括8个带缺陷试件、2个无脱空试件以及2个空钢管对比试件）在恒定轴压力和反复弯扭耦合荷载作用下的滞回性能试验。试验主要参数为：脱空率、弯扭比和轴压比。基于试验结果考察了带脱空缺陷的钢管混凝土试件在压弯扭复合受力作用下的破坏模态,并分析了脱空对试件滞回曲线、骨架曲线、刚度和耗能等力学指标的影响规律,结果表明：环向脱空缺陷的存在会改变钢管混凝土构件的破坏模态,并使试件的承载力、刚度和耗能能力有不同程度的降低。同时,建立钢管混凝土压弯扭构件的有限元模型,分析环向脱空对构件承载力系数,以及钢管与核心混凝土接触时刻的影响规律,在此基础上提出相关工程建议。     

方形截面钢管混凝土柱超声检测

介绍了超声法检测钢管混凝土缺陷的基本原理及缺陷的判别方法,结合工程实例,讨论了超声波法在检测方形截面钢管混凝土内部缺陷时测点的布置方式、检测的时间以及数据的处理与判别,指出了在合理布置测点的情况下超声法检测混凝土缺陷的方法同样适用于方钢管内部混凝土缺陷的检测,在遵循《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21:2000的基础上进一步推广了超声检测技术的应用范围.     

压弯剪复合受力作用下带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件力学性能研究

以剪跨比和脱空率为主要参数,对12根带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件和2根无脱空对比构件在压弯剪复合作用下的力学性能进行试验,考察环向脱空缺陷对钢管混凝土压弯剪试件的破坏模式、荷载-位移曲线、极限承载力的影响。试验结果表明:试件的抗剪承载力随着脱空率的增大而显著降低,带缺陷试件的抗剪承载力随着剪跨比的减小而增大。通过带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件在压弯剪复合作用下的有限元分析模型,对带缺陷试件的钢管与核心混凝土之间接触应力的发展情况进行模拟,界定了其受弯和受剪状态的界限剪跨比。