FRP-FBG桥梁智能拉索开发和传感特性研究应用

针对传统力传感器监测桥梁拉索应力布设不方便、测试精度低及其裸光纤光栅传感器比较脆、极限应变比较低等弊端,提出利用高耐久性和高强度的玻璃纤维材料封装光纤光栅传感器,研制出了光纤光栅智能筋复合传感器(GFRP-OFBGS)监测桥梁拉索应力。首先,给出了GFRP-OFBGS的加工工艺及其在桥梁拉索中的布设方法,使之与桥梁拉索协同变形。并根据不同的布设方法,开发了粘结式和取代式两种自监测智能拉索。然后,对不同直径GFRP-OFBGS传感特性进行了研究,得出裸光纤光栅通过FRP封装后,它的应变灵敏系数没有改变,温度灵敏系数提高了1.7倍。随着GFRP-OFBGS的直径增加,极限应变也相应增加。其次,对粘结式和取代式两种自监测智能拉索分别进行了张拉试验,其测试结果很好地表征了整个张拉过程和张拉力的大小。最后,对GFRP-OFBG传感器在拱桥系杆的布设工艺进行了探索,并在四川峨边大渡河拱桥系杆施工中得到了具体实施和应用,成功地监测了系杆的整个张拉过程。基于一年的监测数据,检验了系杆张拉效果并判断了目前的运营状况。     

桥梁拉索疲劳试验声压信号处理及疲劳破坏时刻判定研究

桥梁拉索疲劳破坏是在用桥梁发生安全事故的主要原因之一。拉索疲劳试验能获取成品索的疲劳寿命参数,对估计桥梁使用寿命,改良成品索设计方案有重要意义。疲劳试验周期长,采用人工巡检试验过程获取的信息有限,存在不能确定疲劳破坏时荷载循环次数的缺陷。采用录音笔记录试验中的声压信号,将峭度分析法引入疲劳破坏声音特征提取中,准确判定疲劳破坏时刻,丰富了拉索疲劳试验的意义。实际应用证明,所提出的方法切实有效。     

桥梁拉索典型病害事故的调查与研究

本文通过桥梁拉索工程的病害事故调查,以及对钢绞线腐蚀性和HDPE护套材料开裂性的研究试验,分析桥梁拉索腐蚀病因,探讨提高拉索安全性、可靠性、耐久性的对策与措施     

OVM250钢绞线拉索锚具水密性试验研究

本文主要介绍了OVM250拉索体系产品的水密性试验研究情况,通过对国际三大斜拉索规范PTI2007、fib2005和CIP2002对斜拉索体系产品水密性的试验要求的对比,结合钢绞线斜拉索的实际使用工况,综合考虑了fib2005和CIP2002两大规范对拉索产品水密性试验要求,各种试验参数取两大规范中的高要求,试验水压参数按fib2005要求的3m水压,试验装置按倾斜30度安装和试验周期6个星期按CIP2002规范。因国内外有资质的实验室没有相应的试验设备,OVM公司按确定的试验参数及CIP2002规范试验安装要求设计加工了试验装置并配套试验设备,在国家建筑工程质量监督检验中心及美国CTL实验室的双重见证下进行了水密性试验,并圆满成功,该水密性试验充分验证了OVM250钢绞线拉索锚具的密封可靠性。     

火灾后桥梁拉索性能评估方法研究

以桥梁火灾后拉索受损实例为研究主体,通过对桥梁拉索受损状况现场检测、失火模拟试验及理论计算分析,完成对受损拉索性能的检测评估分析,研究一套系统的桥梁安全性评估方法。     

拉索线膨胀系数试验研究

推导了拉索线膨胀系数的测定公式;根据试验原理,研制了水域索线膨胀系数测定仪,验证了该仪器的精确性,并对钢丝绳、钢绞线、半平行钢丝束和钢拉杆4种索材进行了线膨胀系数测定;根据试验得到的拉索线膨胀系数,对预应力钢结构进行了温度作用下的力学性能分析.结果表明:拉索为钢丝绳和半平行钢丝束时结构力学性能受温度的影响较大,而拉索为钢铰线和钢拉杆时则受温度的影响较小,结构设计时需考虑索材选取不同所造成的温度预应力损失影响.     

桥梁拉索卷盘对护套性能影响的分析与试验研究

桥梁拉索在结构中起到非常重要的作用,因此业主对其耐久性要求极高,目前拉索主受力筋的表面防护广泛应用的是高密度聚乙烯护套材料,外护套的防腐性能是关系到其寿命的第一道防线,本文从影响拉索防腐性能的众多因素中,专门针对拉索的卷盘出现的问题进行分析与试验,提出保证拉索防腐耐久的措施及意见     

多塔下拉索斜拉桥静力荷载试验和计算分析

针对加有下拉索的多塔斜拉桥这种新型的桥梁结构体系,参考某长江大桥实际工程建模,通过缩尺静力实验和有限元计算分析对比加劲索加下拉索多塔斜拉桥与常规无加劲索多塔斜拉桥的静力力学性能.试验和分析表明,加下拉索多塔斜拉桥结构体系可以有效提高结构刚度,减少塔墩根部以及主梁跨中的弯距.对比试验结果,提出了最佳的下拉索设置方案.     

桥梁阻燃拉索护套复合材料性能影响研究

目前桥梁拉索体系锚固技术已经很成熟,防水防腐技术也不断提高,但在阻燃防火技术方面是滞后的。该文以桥梁阻燃拉索护套材料为研究对象,对桥梁阻燃拉索护套复合材料性能进行研究。结果表明,当复合材料的配比为80%HDPE和20%阻燃母粒时,拉伸强度达到了18.7MPa,冲击强度为18.2 k J/m²,弯曲强度为19.2MPa,氧指数为26%,桥梁阻燃拉索护套复合材料的技术性能和阻燃效果都达到了最好。     

消防用电线电缆耐火性能试验方法研究

针对我国现有的电缆耐火试验方法不能满足相关规范对电缆的耐火性能的要求,借鉴国外试验方法,研究出新的耐火试验方法,即在同一根电缆试样上施加火焰燃烧、冲击振动和喷水试验。按该方法对市场上常见的6种不同结构耐火电缆进行验证试验,结果表明,电缆耐火性能的优劣主要取决于耐火层材料质量、电缆结构和电缆制造工艺水平。     

点支式钢化玻璃火灾下受力性能试验研究

为研究单层索网点支式玻璃幕墙中点支式单片、中空和夹胶钢化玻璃在火灾下的破裂过程,分别对点支式单片、中空和夹胶等3组开孔钢化玻璃进行了相同火灾条件下的负载试验研究。重点考察试验过程中玻璃位移随温度的发展情况、玻璃的破坏模式和破坏时间,以及其破裂过程等。通过将试验数据与相同类型的不开孔玻璃进行对比,研究了角部开孔对钢化玻璃在火灾下受力性能和破裂过程的影响。结果表明：火灾下,玻璃由于受热膨胀不均匀在表面产生的拉应力是其破坏的主要原因;玻璃面板承受的均布荷载将在玻璃内部产生荷载应力,并导致其面外变形增大;玻璃开孔,使其在四角点孔洞边缘形成大量微裂纹,造成玻璃面板孔边材料强度下降和应力集中,加剧了玻璃的破坏;点支式玻璃面板的固定支座约束限制了四边变形,加快了其中心点位移的增长。     

阻燃电线电缆及其性能试验方法探讨

分析了电线电缆火灾原因及危害 ,电线电缆阻燃机理及阻燃电线电缆产品情况 ,介绍了阻燃电线电缆重要试验方法 ,探讨了其特点。     

高性能混凝土框架火灾反应与抗火性能研究

本文从平面框架入手,通过对三榀相同尺寸和相同持荷情况下的单层单跨矿渣高性能混凝土框架结构的火灾试验,研究了高性能混凝土框架结构的火灾反应和抗火性能特点。通过对火灾中框架温度场、位移反应等的分析以及火灾后框架表面裂缝、颜色和残余变形等的对比,分析了不同混凝土强度等级、有无外掺聚丙稀纤维对矿渣高性能混凝土框架结构火灾反应和抗火性能的影响。研究表明,在800℃左右火灾作用下,矿渣高性能混凝土框架结构具有良好的抗火性能,高性能混凝土的强度等级提高对结构火灾破坏前承受变形的能力是有益的;由火灾引起的构件轴向变形和内力重分布导致在梁柱节点存在较大的内力;框架作为超静定结构,梁柱在火灾中的刚度退化情形不一致,对整体结构的抗火性能明显不利;而聚丙稀纤维的掺加增加了火灾中混凝土温度裂缝的产生,但提高了降温时结构的变形恢复能力。     

PVC电缆及其护套原料燃烧性能的对比

利用锥形量热仪对PVC电缆护套原料和对应电缆试样进行了实验研究，对比分析两组实验的点燃时间（TTI）、热释放速率（HRR）等主要燃烧参数。探讨了两组实验结果之间的相关性。实验结果表明：在相同实验条件下，PVC护套原料与对应电缆试样的HRR在燃烧的初始阶段（约240s内）有很好的相关性。因此，以护套原料的实验数据预测电缆样品在燃烧初期的HRR具有可行性，这对电缆护套原料的选用、降低新产品的开发成本以及制定电缆护套原料阻燃标准都具有实际意义。     

约束钢柱抗火性能试验研究

介绍了一组约束钢柱抗火试验,包括试验设计、钢柱温度和位移测量结果、钢柱试验后残余变形,以及试验的数值模拟等。试验变化参数为钢柱所受约束的刚度。约束刚度大小对钢柱抗火性能的影响包括:约束刚度比大的钢柱,其屈曲温度和破坏温度均较低;钢柱屈曲后,约束刚度比大的钢柱在变形较小时即可达到新的平衡位置;约束钢柱的破坏温度一般高于其屈曲温度,且随轴向约束刚度比的增大,破坏温度与屈曲温度之差增大。试验结果与有限元分析结果进行了对比,两者吻合较好,有限元方法研究约束钢柱抗火性能具有较高的精度。     

再生混凝土筒体耐火性能试验研究与理论分析

为研究再生混凝土筒体的耐火性能,进行了3个混凝土筒体试件高温下工作性能试验研究。3个试件分别为普通混凝土筒体,粗骨料为再生骨料、细骨料为天然骨料的半再生混凝土筒体,粗骨料、细骨料均为再生骨料的全再生混凝土筒体。分析3个试件的温度场、竖向位移、墙体挠度及耐火极限。利用ABAQUS软件,模拟分析了筒体混凝土温度场,分析结果与试验结果符合较好。研究表明：随着再生骨料取代率的增加,混凝土内部温度的增加速率减小;相同受力和受火条件下,同一位置再生混凝土比普通混凝土的温度低;由于再生混凝土孔隙率略大,在荷载和高温共同作用下,其受力性能比普通混凝土略差;随再生骨料取代率的增加,耐火极限逐渐降低。     

室内火灾作用下正交胶合木结构受火性能研究

为了研究室内自然火灾作用下可燃的正交胶合木(cross laminated timber, CLT)对CLT房间火灾荷载的贡献和不同层板组成的CLT对火灾的动态影响,开展4次内表面受火面积不同、板材层板组成不同的CLT房间自然火灾试验,直接受火CLT面积占CLT房间内表面积百分比分别为0%、19.8%、36.4%和87.6%;并以双区域模型为基础,建立考虑炭化层脱落的CLT结构室内自然火灾温度场计算模型,对CLT房间火灾试验进行模拟,分析双区域模型应用于CLT结构自然火灾时的有效性及局限性。试验结果表明：CLT受火面积对室内自然火灾发展过程及热量释放影响显著,随着CLT受火面积的增大燃烧速率显著提高,火灾的热释放速率增大;炭化层是否脱落对火灾发展过程影响显著,炭化层脱落时间及区域存在随机性;CLT单层层板厚度越薄,炭化层越早发生脱落;考虑CLT燃烧及炭化层脱落的双区域模型可一定程度上准确模拟CLT房间自然火灾室内空气温度,但是火灾降温阶段双区域模型预测的温度始终低于试验温度。     

Experimental study on fire performance of cross laminated timber structure exposed to compartment fire

为了研究室内自然火灾作用下可燃的正交胶合木(cross laminated timber, CLT)对CLT房间火灾荷载的贡献和不同层板组成的CLT对火灾的动态影响，开展4次内表面受火面积不同、板材层板组成不同的CLT房间自然火灾试验，直接受火CLT面积占CLT房间内表面积百分比分别为0%、19.8%、36.4%和87.6%；并以双区域模型为基础，建立考虑炭化层脱落的CLT结构室内自然火灾温度场计算模型，对CLT房间火灾试验进行模拟，分析双区域模型应用于CLT结构自然火灾时的有效性及局限性。试验结果表明：CLT受火面积对室内自然火灾发展过程及热量释放影响显著，随着CLT受火面积的增大燃烧速率显著提高，火灾的热释放速率增大；炭化层是否脱落对火灾发展过程影响显著，炭化层脱落时间及区域存在随机性；CLT单层层板厚度越薄，炭化层越早发生脱落；考虑CLT燃烧及炭化层脱落的双区域模型可一定程度上准确模拟CLT房间自然火灾室内空气温度，但是火灾降温阶段双区域模型预测的温度始终低于试验温度。     

排烟（气）道耐火性能试验研究

排烟（气）道是重要的建筑构配件,可减少火灾损失、确保人民生命、财产安全。采用标准实验方法对排烟（气）道耐火极限进行了测试,研究了不同管道厚度、不同水泥砂浆厚度下排烟（气）道的耐火完整性与耐火隔热性,实验结果对于JG/T 194-2018《住宅厨房和卫生间排烟（气）道制品》标准的实施有重要的参考价值,就此提出了相应的改进措施和建议,以优化排烟（气）道制品。