一种弯剪压复合应力作用下混凝土徐变试验的加载方法技术

本发明专利技术公开了一种弯剪压复合应力作用下混凝土徐变试验的加载方法，首先制作混凝土梁类构件，在构件内部预留一条预应力筋的孔道，预应力筋在构件内中间位置高于两端位置，构件成横向放置，在构件两端伸出的预应力筋上分别穿上锚固钢板，并将其中一端的锚定钢板与构件之间安装压力传感器，根据需要在构建上设置千分表；读取千分表初始值，并用手持千分尺量取应变测点的间距，获得千分表和应变测点间距的初始值；将预应力筋一端锚固，另一端采用预应力张拉设备张拉预应力筋，并通过压力传感器读取拉力值，当拉力值达到实验要求时，停止张拉，并实施锚固；本发明专利技术的有益效果是可以根据科研需要进行调整控制弯矩值和剪力值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，首先制作混凝土梁类构件，在构件内部预留一条预应力筋的孔道，预应力筋在构件内中间位置高于两端位置，构件成横向放置，在构件两端伸出的预应力筋上分别穿上锚固钢板，并将其中一端的锚定钢板与构件之间安装压力传感器，根据需要在构建上设置千分表；读取千分表初始值，并用手持千分尺量取应变测点的间距，获得千分表和应变测点间距的初始值；将预应力筋一端锚固，另一端采用预应力张拉设备张拉预应力筋，并通过压力传感器读取拉力值，当拉力值达到实验要求时，停止张拉，并实施锚固；本专利技术的有益效果是可以根据科研需要进行调整控制弯矩值和剪力值。【专利说明】
本专利技术属于土木工程
，涉及。
技术介绍
混凝土在不变荷载长期作用下，其变形随时间延长而持续增长的现象称为混凝土的徐变。混凝土徐变对桥梁长期性能的影响是严重的。近十年来，我国交通事业快速发展，车辆运行速度不断提升，高寒或冻土地区高速公路与铁路的通车里程持续增加。高速运行的车辆要求桥面或轨道具有较精确的平顺性，复杂的使用环境亦要求桥梁结构具有良好的耐久性。因此，合理预控混凝土徐变引起的桥梁结构的长期变形，防治与桥梁长期挠度过大而“并发”的梁体开裂，已成为桥梁工程中亟待解决的问题。以大跨度桥梁为例，混凝土徐变对其性能的影响是严重的。欧洲CEB委员会调查了 27座混凝土桥梁的变形数据，表明有些桥梁在建造完成后8?10年内变形仍有明显增长且数值较大。美国的Parrotts渡桥在使用12年后,主跨跨中下挠约635mm,大大超过预期。西太平洋帕劳共和国Koror-Babeldaob桥,建成后由于混凝土徐变使其跨中向下挠曲多达1.2m,后加铺桥面板又进一步加剧了徐变，加固修补3个月后桥梁倒塌。国内的三门峡黄河公路大桥、广东虎门大桥辅航道桥、黄石长江大桥等，在运营期间都出现了跨中挠度增加过大的问题，且在持续下挠过程中伴随出现大量斜裂缝及垂直裂缝，导致桥梁结构不得不加固处理。对新建设计时速300-350km客运专线的预应力混凝土桥梁，轨道铺设后，无砟桥面梁的徐变上拱值不应大于IOmm ;如若桥梁后期徐变变形超出无砟轨道扣件的调节范围，将对桥上线路平顺性造成严重危害，甚至可导致轨道扣件破坏失效，对行车安全造成巨大隐患。应力状态对混凝土徐变性能的影响是显著的，科研工作者对桥梁长期挠度超过设计预期的原因及其影响进行了调查分析，主要结论可归纳为如下:①对混凝土徐变规律认识不足，混凝土徐变计算模型不合适，施工期间桥面短龄期混凝土在循环荷载作用下，单轴徐变规律的适用性存疑。②未充分考虑预应力筋多向布束等因素使结构应力复杂化对混凝土徐变性能的影响，且预应力筋张拉不足，预应力松弛损失和收缩徐变损失估计值偏小。③桥梁长期变形设计计算方法有缺陷，对长期剪切应力引起的徐变挠度考虑不足。④桥梁长期挠度过大引起的混凝土开裂导致梁体刚度退化，引发了预应力损失与混凝土徐变的耦合效应。上述工程实践及分析表明，混凝土徐变降低了桥梁结构的长期性能，而对不同应力状态下混凝土徐变性能的差异性考虑不足是影响桥梁结构徐变效应预测精度的重要因素之一。现有混凝土徐变试验多以单向轴压应力作用下的徐变试验为主，而对复合应力作用的混凝土桥梁结构徐变效应分析时直接套用单向轴压条件下混凝土的徐变模式是不合理的。近年来，许多专家开始探索不同应力状态下混凝土的徐变性能。与本专利技术最相似的研究是对混凝土梁进行长期堆载试验，获取混凝土梁在弯剪复合应力作用下的徐变性能。但是，这种方案很难实现构件加载时对弯矩值和剪力值的同时控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决了目前混凝土梁在进行长期堆载时弯矩值和剪力值难以根据科研需要进行调整控制的问题。本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行:步骤1:试验构件的制作，首先制作混凝土梁类构件，在构件内部预留一条预应力筋的孔道，预应力筋在构件内中间位置高于两端位置，两端位置与构件截面中心的距离为偏心距el，中间位置与构件截面中心的距离为偏心距el与偏心距e2之和，并在构件梁一侧截面上埋设千分尺应变测点，测点采用不锈钢制作，埋入深度为IOmm ；步骤2:将构件吊装至科研需要试验场地上，构件成横向放置，两端分别用角钢和滚轴支撑，在构件两端伸出的预应力筋上分别穿上锚固钢板，并将其中一端的锚定钢板与构件之间安装压力传感器，根据科研需要在构建上设置千分表；步骤3:读取千分表初始值，并用手持千分尺量取应变测点的间距，获得千分表和应变测点间距的初始值；步骤4:将预应力筋一端锚固，另一端采用预应力张拉设备张拉预应力筋，并通过压力传感器读取拉力值，当拉力值达到实验要求时，停止张拉，并实施锚固，及时量测千分表，并及时量测手持千分尺应变测点间距；步骤5:定期读取千分表的数值，同时测定千分尺应变测点的间距，定期读取传感器的数值，在每次读取数值时，若发现压力传感器的数值比张拉力初值少2%以上时，即对预应力筋补张拉，保持有效预应力应力恒定。进一步，所述步骤I中预应力筋的孔道可以穿过一根或数根预应力筋。进一步，所述步骤2中千分表同时在构件两端和底部设置。进一步，所述步骤3中应变测点在构件的横截面的顶部、中部及底部设置。进一步，调整所述el值可实现弯矩值的调整，调整所述e2值可实现剪力值的调難iF.0本专利技术的有益效果是分析不同应力梯度值和剪切应力值对混凝土徐变性能及混凝土梁长期挠度的影响，可以根据科研需要进行调整控制弯矩值和剪力值。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术构件加载及量测方案示意图；图2是本专利技术构件端部截面图；图3是本专利技术构件跨中截面图。图中，1.压力传感器，2.应变测点，3.锚定钢板，4.预应力筋，5.千分表。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。本专利技术采用的技术方案为按照以下步骤进行:步骤1:试验构件的制作，首先制作混凝土梁类构件如图1所示，构件的截面如图2和图3所示，图2为构件端部截面，图3为构件跨中截面，在构件内部预留一条预应力筋4的孔道，预应力筋4的孔道可以根据需要穿过一根或数根预应力筋4，预应力筋4在构件内中间位置高于两端位置，两端位置与构件截面中心的距离为偏心距el，中间位置与构件截面中心的距离为偏心距el与偏心距e2之和，并在构件梁一侧截面上埋设千分尺应变测点2，应变测点2采用不锈钢制作，埋入深度为10_。如图2和图3所示，如若是一根预应力束就如图2所示，如若是两根及其以上的预应力束图2的预应力筋4就表示多根合起来，el、e2值表示钢束的偏心距，可根据需要调整大小，采用与钢束直径大一个规格的塑料波纹管预留预应力筋4的孔道，并将预应力筋4穿过孔道。本专利技术中，调整el值可实现弯矩值的调整，调整e2值可实现剪力值的调整。步骤2:待构件混凝土强度达设计强度后，将构件吊装至科研需要试验场地上，将构件按图1所示简支放置，构件成横向放置，两端分别用角钢和滚轴支撑，在构件两端伸出的预应力筋4上分别穿上锚固钢板3，并将其中一端的锚定钢板3与构件之间安装压力传感器I。根据科研需要在构建上设置千分表5，优选在构件两端和底部设置。步骤3:读取千分表5初始值，并用手持千分尺量取应变测点2的间距，应变测点可根据研究需要，优选在构件的横截面的顶部、中部及底部设置，获得千分表和应变测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯剪压复合应力作用下混凝土徐变试验的加载方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：试验构件的制作，首先制作混凝土梁类构件，在构件内部预留一条预应力筋(4)的孔道，预应力筋(4)在构件内中间位置高于两端位置，两端位置与构件截面中心的距离为偏心距e1，中间位置与构件截面中心的距离为偏心距e1与偏心距e2之和，并在构件梁一侧截面上埋设千分尺应变测点(2)，应变测点(2)采用不锈钢制作，埋入深度为10mm；；步骤2：将构件吊装至科研需要试验场地上，构件成横向放置，两端分别用角钢和滚轴支撑，在构件两端伸出的预应力筋(4)上分别穿上锚固钢板(3)，并将其中一端的锚定钢板(3)与构件之间安装压力传感器(1)，根据需要在构建上设置千分表(5)；步骤3：读取千分表(5)初始值，并用手持千分尺量取应变测点(2)的间距，获得千分表和应变测点间距的初始值；步骤4：将预应力筋(4)一端锚固，另一端采用预应力张拉设备张拉预应力筋(4)，并通过压力传感器(1)读取拉力值，当拉力值达到实验要求时，停止张拉，并实施锚固；步骤5：定期读取千分表(5)的数值，同时测定千分尺应变测点(2)的间距，定期读取传感器(1)的数值，在每次读取数值时，若发现压力传感器的数值比张拉力初值少2％以上时，即对预应力筋(4)补张拉，保持有效预应力应力恒定。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，高丹盈，王博，高有斌，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41