預應力活性粉末混凝土疊合梁設計關鍵技術試驗研究

《預應力活性粉末混凝土疊合梁設計關鍵技術試驗研究》是依託北京交通大學，由季文玉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：預應力活性粉末混凝土疊合梁設計關鍵技術試驗研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：季文玉
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

本項目利用新型超高性能活性粉末混凝土的高抗拉性能、高彈模、高耐久性，與混凝土、鋼筋（或預應力鋼筋）組合成疊合梁，使梁體具有減小截面尺寸、降低梁的高度、提高截面抗裂性、保護鋼筋免遭鏽蝕、增加結構的耐久性、增加截面剛度、減小變形，特別是對於減小後期徐變引起的梁體變形更為明顯，達到改善結構使用性能，減少維護等優點。因此，對活性粉末混凝土在橋樑中的推廣套用具有重要的意義。.本項目在本課題組對活性粉末混凝土前期研究的基礎上，對兩種材料的結合面進行剪下滑移試驗，建立不同豎向壓力作用下，剪力與滑移的關係，及其承載能力；進行模型梁的彎剪試驗，確定其抗彎、抗剪破壞機理和形態，截面剛度、應變（應力）變化；進一步進行系統的理論和非線性有限元計算分析，了解對疊合梁主要影響因素的影響規律。最後通過模型試驗梁的實測值與理論計算值的對比分析，提出截面應力、剛度、抗彎、抗剪承載力算方法及計算公式，為工程設計套用奠定基礎。

結題摘要

本項目將活性粉末混凝土與普通進行結合形成一種新型疊合梁，該梁將高性能活性粉末混凝土放置在梁的下部，將普通混凝土放置在梁的上部。該新型疊合梁與普通混凝土梁和預應力混凝土梁相比具有以下優點：首先，能夠充分利用活性粉末混凝土的高抗拉性能、高彈模、高耐久性等優異性能，更有效的保護梁底的縱向鋼筋，從而大大提高梁的使用壽命，減少梁結構的維修成本；其二，能夠充分利用普通混凝土的高抗壓性能和價格低廉的特點，從而在發揮活性粉末混凝土高性能的同時降低了梁結構的造價；其三，能夠有效減小梁結構的截面尺寸、降低梁結構的高度、提高抗裂強度（耐久性）、提高剛度、減小梁結構自身的收縮變形等優點，對於混凝土大跨度橋樑的設計有重要意義；此外，還能夠充分利用活性粉末混凝土和普通混凝土同為水泥基材料之間的粘結性能，提高疊合面之間的粘結強度。該新型疊合梁結構的研究對於高性能活性粉末混凝土在橋樑結構中的推廣套用有重要意義。 本項目為充分研究活性粉末混凝土與普通混凝土疊合梁的力學性能，先後進行了四方面的試驗及理論研究，第一：通過剪下試驗和理論方法研究了活性粉末混凝土與普通混凝土疊合面之間的粘結性能，確定了疊合面抗剪滑移關係；第二：設計並製作了鋼筋活性粉末混凝土與普通混凝土疊合梁模型，進行了力學性能試驗，研究了疊合梁荷載位移關係及其裂縫形態、破壞機理、截面剛度等性能，為研究預應力疊合梁奠定了基礎；第三：設計並製造了預應力活性粉末混凝土和普通混凝土疊合梁，進行了預應力疊合模型梁抗彎試驗，研究了其抗彎力學性能；第四，進行了預應力疊合梁的的疲勞試驗，初步探索其疲勞性能，為全面和進一步研究疊合梁的力學性能及適用性做了有益探索。最後以試驗數據和理論為基礎，提出模型梁截面應力、剛度、抗彎、抗剪承載力計算方法及計算公式，為工程設計套用奠定基礎。