无粘结部分预应力混凝土梁的疲劳性能试验研究

通过6片无粘结部分预应力混凝土梁和1片普通钢筋混凝土梁的疲劳试验,研究了这种结构的疲劳破坏形态以及刚度、钢筋应变、混凝土应变随着重复荷载次数的变化规律。研究表明:无粘结部分预应力混凝土梁的疲劳破坏主要是梁内受拉普通钢筋的疲劳断裂引起的,预应力钢筋和受压区混凝土的应力幅较低,一般不会发生疲劳破坏;荷载重复200×104次后,无粘结部分预应力混凝土梁刚度退化明显。文中还给出了无粘结部分预应力混凝土梁疲劳寿命的计算方法,所得计算值与试验值吻合较好。     

基于光纤光栅传感技术的重载铁路预应力混凝土梁疲劳损伤试验研究

基于现有的一般测试方法,结合光纤光栅传感技术,提出了重载铁路预应力混凝土梁疲劳试验测试方法,并通过2根大比例模型梁验证了光纤光栅传感技术在预应力混凝土梁疲劳试验中应用的可行性。试验结果表明:光纤光栅传感器和FRP智能筋表现出精度高、量程大、稳定性好、耐疲劳等优点,在疲劳试验全过程中能够有效测试钢筋与预应力筋的应变;在33 t及以上轴重列车荷载长期作用下,32 m普通高度全预应力混凝土T形截面梁存在较大的疲劳开裂风险,其疲劳损伤破坏始于最外侧普通钢筋的疲劳破坏断裂,疲劳损伤开裂会引起梁的刚度明显降低和钢筋应力幅显著增加,大大缩短了梁的疲劳寿命。从安全和使用角度考虑,应严格控制该类型重载铁路预应力混凝土梁开裂及最大裂缝宽度。     

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。     

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。     

基于光纤光栅传感技术的重载铁路预应力混凝土梁疲劳损伤试验研究

基于现有的一般测试方法,结合光纤光栅传感技术,提出了重载铁路预应力混凝土梁疲劳试验测试方法,并通过2根大比例模型梁验证了光纤光栅传感技术在预应力混凝土梁疲劳试验中应用的可行性。试验结果表明:光纤光栅传感器和FRP智能筋表现出精度高、量程大、稳定性好、耐疲劳等优点,在疲劳试验全过程中能够有效测试钢筋与预应力筋的应变;在33 t及以上轴重列车荷载长期作用下,32 m普通高度全预应力混凝土T形截面梁存在较大的疲劳开裂风险,其疲劳损伤破坏始于最外侧普通钢筋的疲劳破坏断裂,疲劳损伤开裂会引起梁的刚度明显降低和钢筋应力幅显著增加,大大缩短了梁的疲劳寿命。从安全和使用角度考虑,应严格控制该类型重载铁路预应力混凝土梁开裂及最大裂缝宽度。     

基于光纤光栅传感技术的重载铁路预应力混凝土梁疲劳损伤试验研究

基于现有的一般测试方法,结合光纤光栅传感技术,提出了重载铁路预应力混凝土梁疲劳试验测试方法,并通过2根大比例模型梁验证了光纤光栅传感技术在预应力混凝土梁疲劳试验中应用的可行性。试验结果表明:光纤光栅传感器和FRP智能筋表现出精度高、量程大、稳定性好、耐疲劳等优点,在疲劳试验全过程中能够有效测试钢筋与预应力筋的应变;在33 t及以上轴重列车荷载长期作用下,32 m普通高度全预应力混凝土T形截面梁存在较大的疲劳开裂风险,其疲劳损伤破坏始于最外侧普通钢筋的疲劳破坏断裂,疲劳损伤开裂会引起梁的刚度明显降低和钢筋应力幅显著增加,大大缩短了梁的疲劳寿命。从安全和使用角度考虑,应严格控制该类型重载铁路预应力混凝土梁开裂及最大裂缝宽度。     

部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁疲劳性能试验研究

装配式混凝土结构是建筑工业化发展中较为新颖的结构体系,而预制混凝土梁作为此类结构的重要组成部分,深入研究其受力特点和破坏模式已成为工程领域的迫切需求。本文为研究部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁的疲劳抗弯性能,分别对4根部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁和1根部分预应力超高强混凝土预制梁进行了疲劳荷载作用下的抗弯试验研究,得到了荷载-挠度曲线和非预应力受拉钢筋的拉应变与疲劳次数的相关性变化规律,以及抗弯刚度的退化规律。结果表明:非预应力受拉钢筋疲劳断裂可以作为预制试件疲劳破坏的标志,等效应力水平是试件发生疲劳破坏的主要因素。此外,通过分析预制梁的刚度降低系数与疲劳次数、非预应力受拉钢筋应力幅值比与疲劳次数的关系曲线,以预测其疲劳寿命。     

自密实预应力混凝土梁的疲劳性能试验研究

本文通过5根自密实和3根振捣密实混凝土模型梁的疲劳试验对比,研究了自密实部分预应力混凝土梁的疲劳性能,试验表明自密实与振捣密实混凝土梁的疲劳性能没有明显的差异,自密实混凝土梁的疲劳性能略优于振捣密实混凝土梁,但自密实混凝土结构仍可采用振捣密实混凝土结构疲劳理论和计算方法来进行分析。部分预应力混凝土梁的疲劳破坏一般是混凝土疲劳开裂,受拉非预应力钢筋疲劳断裂,一般不会出现预应力钢筋疲劳断裂和受压混凝土疲劳压碎;考虑混凝土的非线性性能计算受拉钢筋的疲劳应力幅值比按初始弹性状态计算受拉钢筋的疲劳应力幅值估计梁的疲劳寿命与试验结果具有更好的吻合性,更适用于自密实或振捣密实混凝土结构的疲劳寿命估计。     

预应力混凝土梁疲劳损伤机理及其尺寸效应试验研究

为了研究预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的疲劳损伤机理以及各种疲劳性能的尺寸效应,对三组不同尺寸的预应力混凝土简支梁进行疲劳试验研究。通过对在疲劳荷载作用下预应力混凝土梁试验数据研究分析发现:原本按照适筋梁设计的预应力梁在受到疲劳荷载作用后出现类似于少筋梁的破坏特征,这是因为梁在循环荷载作用下,不断积累的疲劳损伤,使得梁构件发生脆性破坏。其中,脆性破坏指的是梁内钢筋发生疲劳断裂。同时,预应力梁构件由于疲劳循环荷载的作用在挠度、刚度等性能方面都存在着尺寸效应,即:预应力混凝土梁的挠度随截面尺寸的增加而减小,预应力梁刚度退化的速度随着截面尺寸的增大而减小。     

重载交通对预应力混凝土梁疲劳性能影响研究

为了得到重载交通对预应力混凝土梁的疲劳性能影响,对9根预应力混凝土模型梁分别进行静载试验和等幅疲劳试验研究。研究结果表明,部分试验梁在经历过200万次疲劳荷载作用后,其静力极限强度不但没有大幅度降低,反而略有提高;在重载作用下的疲劳破坏均始于非预应力钢筋的疲劳断裂;试验过程中疲劳损伤明显呈三阶段发展规律,当疲劳荷载上限达到0.7倍的极限荷载时,疲劳寿命大于200万次,当疲劳荷载上限达到0.75倍极限荷载时,疲劳寿命仅为10.2万次,当疲劳荷载上限达到0.85倍的极限荷载时,预应力混凝土梁的疲劳寿命仅为5.1万次;得到了预应力混凝土梁的容许疲劳寿命方程。