预制拼装UHPC湿接缝界面抗拉性能试验研究

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之所以节段预制拼装能作为国内桥梁工程广泛使用的结构形式,其主要是因为预制拼装桥梁可以保证工程质量、施工速度较快、对周围环境交通影响较小以及桥梁跨径可用范围较广等一系列优点。因为接缝是节段预制拼装桥梁的薄弱环节,所以节段预制拼装桥梁不管是在正常使用极限状态,还是在承载力极限状态的受力性能都深受接缝处受力性能的影响。因此,研究预制拼装混凝土桥梁的新型湿接缝构造形式及其力学性能,对于加快施工速度、加强桥梁质量、提升桥梁耐久性等具有非常现实意义。为了研究预制拼装UHPC湿接缝界面在拉伸作用下的力学性能,本文主要开展了以下研究。首先,针对湿接缝内混凝土材料类型(C50和UHPC)、湿接缝内钢筋构造试验参数,开展了三组共九个预制拼装箱梁顶板湿接缝模型的纵向拉伸试验,通过测试并分析不同荷载等级接缝处钢筋和混凝土的应变与位移变化,发现主要由于交界面处混凝土拉应变过大而导致试件破坏往往发生在预制段和湿接缝交界面。其次,综合考虑钢筋和混凝土在拉伸荷载下的应变率效应、接触关系等,建立了预制拼装UHPC湿接缝在拉伸荷载作用下的有限元模型,分析其在有限元计算的结果对比前面试验得出数据结论,验证有限元模型计算的准确性。最后,采用前述验证后有限元模型,分析搭接长度和钢筋间距对预制拼装UHPC湿接缝的抗拉性能的影响,由于接缝处钢筋的接搭接长度比较短,当模型在达到破坏承载力时,钢筋应力没有达到其屈服强度;即使钢筋间距及接缝内钢筋搭接长度有所不同,开裂荷载也无甚差别,但是开裂后湿接缝抵抗变形的能力发生变化;湿接缝抵抗变形能力随着钢筋间距的减少即截面配筋率的增加而明显增强。
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