一种损伤预应力混凝土受弯构件消压弯矩试验方法技术

本发明专利技术属于桥梁结构工程技术领域，具体涉及到一种损伤预应力混凝土受弯构件消压弯矩试验方法。该方法所采用的损伤预应力混凝土受弯构件消压弯矩试验系统包括桥梁、竖向荷载施加装置、表面应变计和数据采集仪，所述竖向荷载施加装置设置在桥梁的待检测开裂截面上；所述表面应变计安装在桥梁待检测开裂截面受拉区凿除钢筋保护层混凝土的外缘钢筋表面；所述数据采集仪通过导线连接在表面应变计上。与现有技术相比，本发明专利技术所述的损伤预应力混凝土受弯构件消压弯矩试验方法操作简单、结果准确可靠、易于被工程技术人员掌握，可适用于开裂的预应力混凝土梁桥截面消压弯矩检测评定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于桥梁结构工程
，具体来说，设及到一种损伤预应力混凝±受 弯构件消压弯矩试验方法。
技术介绍
预应力混凝±桥梁常因施工质量及后期运营期间的超载等不确定性因素，造成桥 梁跨中截面附近的竖向裂缝较多。由于桥梁损伤程度的累积，结构将发生纵桥向内力重分 布现象，同时截面内的应力状态也将发生改变。预应力混凝±桥梁的截面消压弯矩是指在 截面现存有效预应力作用下，使该截面预压区混凝±最外缘纤维现存有效预压应力抵消为 零时所需施加的弯矩。开裂弯矩需要克服下缘混凝±的极限拉应变，而消压弯矩则不需要 考虑极限拉应变。所W，消压弯矩一般都比开裂弯矩小一些，其差别可反映混凝±极限拉应 变的大小，并可用来推算混凝±的抗拉强度。目前，还没有合适的方法能够通过试验直接得 到消压弯矩。周正茂等虽提出通过先加载将跨中截面下缘拉裂，然后卸载再重新加载的方 法推求消压弯矩。由于该方法采用的是传统的试验弯矩一-受拉区纤维应力增量的方法， 一般只能对未开裂的新梁进行室内加载试验，对已经开裂的受弯构件则无能为力。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于已经开裂的损伤预应力混凝±受 弯构件消压弯矩试验方法。 本专利技术所述的一种损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试验系统，所述系统包括 桥梁1、竖向荷载施加装置2、表面应变计3和数据采集仪4,所述竖向荷载施加装置2设置 在桥梁1的待检测开裂截面上；所述表面应变计3安装在桥梁1待检测开裂截面受拉区的 一侧，具体在凿除钢筋保护层混凝±后的外缘纵向钢筋表面；所述数据采集仪4通过导线 连接在表面应变计3上。 本专利技术所述的一种损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试验系统，所述表面应变 计3为钢筋表面应变计。 本专利技术所述的一种损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试验系统，所述竖向荷载 施加装置2为活荷载。 本专利技术所述的一种损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试验系统，所述竖向荷载 施加装置2为千斤顶。 本专利技术所述的损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试验系统的实施方法，所述实 施方法具体步骤为；1)根据梁桥1的受力特点，选择需要检测截面或开裂截面，在待检测 开裂截面受拉区一侧凿除受拉区纵向钢筋保护层混凝±，并将表面应变计3沿主梁轴线方 向粘贴在截面受拉区纵向钢筋上；2)根据梁桥1的受力特点，通过竖向荷载施加装置2给 待检测开裂截面分级施加一竖向荷载，加载过程中始终使该截面最先消压，用数据采集仪 4测试加载前后各测点在各级荷载作用下的应变增量值；3)根据加载过程中各级荷载作用 下所施加的试验弯矩-该级对应荷载作用下受拉区钢筋应力变化速率的关系，即M-V1，其 中Vi= (0 绘制该截面试验弯矩增量-截面受拉区钢筋应力变化速率 曲线；4)开裂截面达到消压弯矩前一直处于开裂后的线弹性状态，当截面达到消压弯矩后 裂缝重新发展，截面刚度开始下降，此时截面的应变变化不再保持消压前的线性关系，即截 面试验弯矩增量-截面受拉区钢筋应力变化速率曲线出现拐点或突变点，根据第3)步的曲 线特点，寻找该曲线的突变点，由于该截面已经开裂，混凝±不能承受拉应力，因此该级荷 载下所对应的截面内力Mu+AM(M。为截面加载前的初始弯矩）即为该截面的消压弯矩；[000引参数说明： M一一待检测开裂截面的测试弯矩，单位；KN?m; M〇一一待检测开裂截面加载前初始弯矩，单位；KN?m; M,一一待检测开裂截面第i级荷载作用下的测试弯矩，单位；KN?m ; Mh-一待检测开裂截面第i-1级荷载作用下的测试弯矩，单位；KN?m ; AM一一待检测开裂截面从开始加载到测试阶段的弯矩增量，单位；KN?m ;Vi--待检测开裂截面第i级荷载作用下受拉区钢筋的应力变化速率； 0,一一待检测开裂截面第i级荷载作用下受拉区钢筋的应力，单位；MPa; 0 H-一待检测开裂截面第i-1级荷载作用下受拉区钢筋的应力，单位；MPa;[001引 i为级数，取值为自然数。本专利技术所述的损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试验方法能够提高试验参数 对结构各受力阶段力学性能变化的敏感性。在未开裂受弯构件开裂弯矩试验方面，该方法 的测试结果与传统的试验弯矩一-应变增量方法完全一致，能准确检测未开裂构件的开裂 弯矩；在已开裂截面的消压弯矩试验方面，采用传统的试验弯矩一-应变方法时，其试验弯 矩一-测试应力，即M- 0i曲线的斜率虽有变化，但突变点并不明显。采用本文所述方法能 够有效反映开裂截面受拉区钢筋应力状态的突变现象，有效测定开裂截面的消压弯矩及有 效预加力的变化情况，弥补传统试验方法的不足。与国内外现有试验分析方法相比，该方法 具有力学概念清晰、逻辑严密、测试方便等优点，可适用于新、旧或损伤的预应力混凝±梁 桥截面消压弯矩检测评定。【附图说明】 图1 ;损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试验系统示意图；图2 ;开裂截弯 矩-应力变化速率曲线图；图3 ;循环10次开裂加载后弯矩-应力变化速率曲线图；1-桥 梁、2-竖向荷载施加装置、3-表面应变计、4-数据采集仪。【具体实施方式】 下面结合具体的实施例对本专利技术所述的损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试 验方法做进一步说明，但是本专利技术的保护范围并不限于此。 实施例1 一种损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试验系统，所述系统包括桥梁1、竖向荷 载施加装置2、表面应变计3和数据采集仪4,所述竖向荷载施加装置2设置在桥梁1的待 检测开裂截面上；所述表面应变计3安装在桥梁1待检测开裂截面受拉区的一侧，具体在凿 除钢筋保护层混凝±后的外缘纵向钢筋表面；所述数据采集仪4通过导线连接在表面应变 计3上；所述表面应变计3为钢筋表面应变计；所述竖向荷载施加装置2为活荷载；所述竖 向荷载施加装置2为千斤顶。 本专利技术所述的损伤预应力混凝±受弯构件消压弯矩试当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种损伤预应力混凝土受弯构件消压弯矩试验系统，其特征在于，所述系统包括桥梁(1)、竖向荷载施加装置(2)、表面应变计(3)和数据采集仪(4)，所述竖向荷载施加装置(2)设置在桥梁(1)的待检测开裂截面上；所述表面应变计(3)安装在桥梁(1)待检测开裂截面受拉区的一侧，具体在凿除钢筋保护层混凝土后的外缘纵向钢筋表面；所述数据采集仪(4)通过导线连接在表面应变计(3)上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩之江，郭文龙，刘志华，赵雷，汪永强，郭学兵，申雁鹏，吕立宁，赵文溥，王磊，毛敏，何国花，傅莉，陈栋栋，谢立安，卢鹏，寇伟，赵学峰，刘媛媛，赵芳，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14