混凝土結構的時效變形及受剪性能試驗與理論研究.pdf

1、本文主要結合“十一五”交通部科技攻關重大專項(200631800001)“蘇通大橋268米大跨徑連續(xù)剛構橋工程關鍵技術研究”、江蘇省交通科學研究計劃項目(05Y02)“蘇通大橋輔橋連續(xù)剛構收縮徐變及其影響研究”的研究工作,針對大跨徑箱梁橋普遍存在的腹板斜裂縫和跨中下?lián)喜『?從混凝土結構的時效變形和受剪性能兩方面著手研究。
　　 (1)收縮徐變模型研究。鑒于目前常用的收縮徐變模型大都基于以往的普通混凝土試驗統(tǒng)計回歸得到,它們對高強

2、高性能混凝土的適用性值得研究。本文提出兩種確定收縮徐變模型的方法:①針對特定的混凝土,開展混凝土收縮徐變三層次試驗,得到并驗證提出的修正模型;②對于沒有開展短期試驗的混凝士結構,建立合理強度范圍的收縮徐變試驗數(shù)據(jù)庫,對常用模型進行評估修正,可以提高計算結構時變效應的精度。
　　 (2)本文提出了混凝土收縮徐變三層次試驗方法(結合材料層次試驗得到的修正收縮徐變模型,再通過構件層次和結構層次的試驗來校驗修正模型)。將實測值與常用幾種

3、預測模型進行比較后發(fā)現(xiàn),修正模型能夠較好地描述蘇通大橋連續(xù)剛構所用高強高性能混凝土的收縮徐變特性?；谌龑哟卧囼灥玫降男拚湛s徐變模型,對蘇通大橋連續(xù)剛構的時變效應進行了分析,并將計算結果同施工階段的實測值進行了比較,吻合較好。
　　 (3)針對配筋混凝土收縮徐變試驗,推導了配筋對收縮徐變的約束影響系數(shù),并和試驗數(shù)據(jù)進行了比較,理論與試驗結果吻合較好,進一步驗證了材料層次提出的修正收縮徐變模型。
　　 (4)本文廣泛收集

4、國內外收縮徐變試驗數(shù)據(jù),建立了數(shù)據(jù)庫?；谑湛s徐變數(shù)據(jù)庫,采用殘差法、B3變異系數(shù)法及CEB變異系數(shù)法,對現(xiàn)行橋規(guī)采用的CEB-FIP90模型進行評估,并提出了修正收縮徐變模型。
　　 (5)考慮收縮徐變模型的不確定性系數(shù)、管道每米局部偏差κ和預應力筋與塑料波紋管道的摩擦系數(shù)μ(調研統(tǒng)計)等9個因素的隨機性,對蘇通大橋連續(xù)剛構時變效應的不確定性和敏感性展開了分析,得到了該橋跨中具有95％置信率的長期變形區(qū)間。由敏感性分析的結果可

5、知,在所考慮的9個因素中,對跨中長期變形影響較大的是收縮徐變不確定性系數(shù),環(huán)境的相對濕度及摩阻損失的κ值。
　　 (6)鑒于目前大跨徑箱梁橋的跨中下?lián)虾透拱逍绷芽p病害常常是“并發(fā)癥”,本文認為,薄腹箱梁斜向開裂后的剪切變形是跨中下?lián)线^大的主要原岡之一。本文開展了5根混凝土梁(3根薄腹T梁和2根矩形梁)的受剪性能試驗,發(fā)現(xiàn)薄腹T梁在出現(xiàn)斜裂縫之后的剪切變形不容忽視。提出基于B區(qū)和D區(qū)劃分的受剪性能分析方法,推導了斜裂縫出現(xiàn)之后梁的

6、剪切剛度計算公式,瞬時與長期剪切變形的計算結果與試驗結果吻合較好。按混凝土結構設計規(guī)范及橋規(guī)計算的變形存在低估斜向開裂梁變形的危險。最后根據(jù)參數(shù)分析結果,給出了需要考慮剪切變形影響的梁跨高比和剪跨比范圍。
　　 (7)首先基于MCFT理論,考慮斜裂縫之間混凝土拉應力對抗剪的影響,通過合理簡化,得到斜壓桿角度的計算公式,相比MCFT方法,無需迭代計算?？紤]了斜向開裂混凝土斜壓桿受壓和受拉相互影響的力學特性,編制了計算有腹筋鋼筋混凝

7、土梁抗剪強度的計算程序。最后推導了有腹筋鋼筋混凝土梁抗剪強度的簡化計算公式。建立了209根矩形梁的剪切破壞試驗數(shù)據(jù)庫,采用統(tǒng)計特征值、缺陷點數(shù)法等,對本文提出的方法及四種規(guī)范方法進行了評估,結果表明本文提出的方法較好。
　　 最后,根據(jù)對已出現(xiàn)病害的大跨徑箱梁橋結構特性的調查分析,從高跨比、腹板及配筋設計、縱向預應力束設計、下?lián)显蛲蒲莸确矫鎸ο淞簶蜻M行了研究分析。針對上述質量通病,可通過設置后期備用束得以改善,本文提出備用束的