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        預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土箱梁抗彎性能試驗

        2015-12-10 17:43:18方志劉明鄭輝
        建筑科學與工程學報 2015年6期
        關(guān)鍵詞:箱梁變形

        方志+劉明+鄭輝

        摘要:為研究預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土(RPC)箱梁的正截面受力性能,進行了2片預(yù)應(yīng)力RPC箱梁的抗彎性能試驗,研究了RPC箱梁的受力變形特征以及頂板橫向預(yù)應(yīng)力對其抗彎性能的影響。結(jié)果表明:預(yù)應(yīng)力RPC箱梁具有良好的變形能力,其極限變形可超過跨徑的1/50;RPC箱梁正常使用階段的裂縫寬度和短期剛度可參照《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS 38:2004)的相應(yīng)公式計算,其中的鋼纖維影響系數(shù)可分別取為0.4和0.2;RPC箱梁頂板內(nèi)的橫向預(yù)應(yīng)力對截面抗彎承載力的影響較小,但會使受壓區(qū)混凝土的應(yīng)變分布更加均勻,從而減弱箱梁頂板受壓的剪力滯效應(yīng)并增加構(gòu)件的延性;試驗中對頂板內(nèi)施加2.95 MPa的橫向預(yù)壓應(yīng)力(僅為RPC棱柱體抗壓強度94 MPa的3.1%)后,可使箱梁受壓翼緣的有效分布寬度增加約10%,構(gòu)件延性指標增加約3%。試驗結(jié)果驗證了提出的預(yù)應(yīng)力RPC箱梁正截面抗裂和抗彎承載力的計算公式。

        關(guān)鍵詞:活性粉末混凝土;箱梁;抗彎性能;剪力滯效應(yīng);裂縫;變形

        中圖分類號:U448.35 文獻標志碼:A

        0 引 言

        活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)作為超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)的一種,具有強度高、韌性大和耐久性能優(yōu)異等特點,且在熱養(yǎng)護條件下幾乎沒有收縮,在長期荷載作用下的徐變也很?。▋H為普通混凝土的1/10左右)[1]。RPC的工程應(yīng)用可望解決普通混凝土橋梁所面臨的結(jié)構(gòu)自重過大、跨越能力受限和耐久性不足等問題,其應(yīng)用研究已引起土木工程界的極大關(guān)注并已應(yīng)用到一些人行橋和中、小跨徑的車行橋中[2-3],在大跨橋梁中的應(yīng)用研究也已逐步開展[4-6]。此外,混凝土箱梁結(jié)構(gòu)以其良好的空間受力性能在橋梁工程中應(yīng)用廣泛,而RPC箱梁非常適于構(gòu)成大跨混凝土橋梁的主梁,因此RPC箱梁亦具有良好的應(yīng)用前景。在大跨混凝土箱梁橋中,除縱向預(yù)應(yīng)力筋外,一般還在腹板和頂板分別配置豎向抗剪和橫向抗彎的預(yù)應(yīng)力筋而形成箱梁內(nèi)的三向預(yù)應(yīng)力體系。頂板內(nèi)存在的橫向預(yù)應(yīng)力對箱梁縱向抗彎性能的影響目前鮮見研究。

        文獻[7]提出了鋼筋RPC梁正截面抗裂計算公式,建議截面抵抗矩塑性影響系數(shù)可取為1.65(矩形截面)和1.90(T形截面);文獻[8]進行了3根鋼筋RPC矩形截面梁的抗彎性能試驗并提出了相應(yīng)的正截面承載力計算公式,將受壓區(qū)RPC的應(yīng)力分布等效為矩形應(yīng)力圖形計算;文獻[9]基于有限元分析結(jié)果建立了RPC梁的正截面承載力計算公式,將受壓區(qū)混凝土應(yīng)力近似為三角形分布;文獻[10]對預(yù)應(yīng)力RPC的T形梁進行了試驗研究,提出了預(yù)應(yīng)力RPC的T形梁開裂彎矩和極限彎矩的計算方法,并建議預(yù)應(yīng)力RPC的T形梁的塑性系數(shù)γ=1.53;文獻[11]通過6根鋼筋RPC矩形截面梁抗彎性能試驗研究,建立了考慮截面受拉區(qū)拉應(yīng)力貢獻的正截面承載力計算公式和反映鋼筋RPC梁自身受力特點的剛度及裂縫寬度計算方法;文獻[12]對鐵路預(yù)應(yīng)力RPC箱梁進行了使用荷載下受力性能的試驗研究;文獻[13]對跨徑為24 m的預(yù)應(yīng)力RPC梁進行了試驗,梁中除了預(yù)應(yīng)力筋外沒有配其他鋼筋,其混凝土抗壓強度達到了207 MPa,極限撓度達到了480 mm。目前各國學者對RPC梁的正截面受力性能進行了較多研究,但主要針對T形梁和矩形截面梁,對RPC箱梁的研究很少且均未涉及箱梁頂板橫向預(yù)應(yīng)力對梁抗彎性能的影響。基于此,本文通過對2片預(yù)應(yīng)力RPC箱梁進行受彎試驗,研究預(yù)應(yīng)力RPC箱梁的正截面抗彎性能及橫向預(yù)應(yīng)力對其抗彎性能的影響。

        1 試驗概況

        1.1 試件制作

        共制作2片截面尺寸相同的預(yù)應(yīng)力RPC箱梁,梁編號分別為A1和A2,截面尺寸如圖1所示。梁長5.0 m,計算跨徑4.76 m,梁高500 mm,頂板寬600 mm,頂板厚70 mm,腹板厚60 mm,腹板高350 mm,底板寬400 mm,底板厚80 mm。在梁端部設(shè)置150 mm厚的橫隔板。為研究橫向預(yù)應(yīng)力對抗彎性能的影響,試驗梁A2跨中純彎區(qū)段頂板布置了8根間距為150 mm的后張橫向預(yù)應(yīng)力筋,見圖2。

        試驗梁采用的RPC中水泥、硅灰、石英砂、減水劑的配合比為1.00∶0.25∶1.4∶0.072,水膠比為0.20,鋼纖維體積摻量為2%。水泥采用P.O 52.5普通硅酸鹽水泥;石英砂粒徑為0.4~0.6 mm;采用可溶性樹脂型高效減水劑,其摻量(質(zhì)量分數(shù))為2%,減水率為25%;鋼纖維采用鍍銅光面平直鋼纖維,其直徑為(0.16±0.005) mm,長度為(12±1) mm,抗拉強度大于2 000 MPa,體積摻量為2%。試驗梁澆筑完成后采用塑料薄膜覆蓋其表面,在實驗室條件下對其進行自然養(yǎng)護。試驗梁澆筑時預(yù)留100 mm×100 mm×100 mm的立方體試塊和100 mm×100 mm×400 mm的棱柱體試塊,用于測

        圖2 試驗梁A2立面及配筋(單位:mm)

        Fig.2 Elevation and Reinforcement of Test Beam A2 (Unit:mm)試RPC的抗壓強度、劈裂強度和彈性模量,測試結(jié)果見表1,其中配筋率包含縱向預(yù)應(yīng)力筋。張拉齡期為50 d,試驗齡期為120 d。

        試驗梁A1底板縱向布置5根直徑16 mm的HRB400鋼筋及6根Φ15.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線;頂板縱向布置10根直徑10 mm的HRB400鋼筋,橫向布置間距150 mm、直徑10 mm的HRB400鋼筋;腹板每側(cè)縱向布置4根間距100 mm、直徑8 mm的HRB335鋼筋;沿梁長布置間距100 mm、直徑12 mm的HRB400箍筋,試驗梁配筋情況如圖2所示。梁A2除在跨中純彎區(qū)段頂板橫向不配置普通鋼筋及僅布置8根間距為150 mm、直徑16 mm的HRB400鋼筋作為橫向預(yù)應(yīng)力筋外,其余配筋情況與試驗梁A1一致,橫向預(yù)應(yīng)力筋兩端加工成絲桿以形成螺絲端桿錨具進行錨固。鋼筋的力學性能如表2所示。

        1.2 應(yīng)變測點布置

        試驗梁上布置如圖3所示的應(yīng)變測點。頂板和腹板底部布置的縱向平均應(yīng)變計(標距為300 mm的引伸儀)用來測量縱向預(yù)應(yīng)力張拉時的應(yīng)變變化;頂板布置的橫向混凝土應(yīng)變片用來測量橫向預(yù)應(yīng)力張拉時的應(yīng)變變化;跨中截面布置縱向混凝土應(yīng)變片和縱向、橫向平均應(yīng)變計用來測量試驗過程中的應(yīng)變變化。

        1.3 預(yù)應(yīng)力張拉及測試

        每片試驗梁底部布置6根后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線,采用金屬波紋管成孔,通過BM-3錨具進行錨固。試驗梁澆筑50 d后張拉,采用力傳感器測量張拉力并測試張拉過程中各測點應(yīng)變??v向預(yù)應(yīng)力筋張拉后進行橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉,參考目前箱梁橋的工程實際,頂板內(nèi)的橫向預(yù)壓應(yīng)力目標值按3 MPa控制。

        為保證混凝土預(yù)壓應(yīng)力分布均勻,在橫向預(yù)應(yīng)力筋兩端錨具下布置如圖3所示剛度較大的鋼墊板。預(yù)應(yīng)力張拉后,采用高性能灌漿料對縱向和橫向預(yù)應(yīng)力筋孔道進行灌漿,灌漿時留取70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的立方體試塊并進行同條件養(yǎng)護,試驗前的強度測試結(jié)果如表1所示。試驗后,鑿開預(yù)應(yīng)力筋管道發(fā)現(xiàn)灌漿質(zhì)量良好。

        縱向、橫向預(yù)應(yīng)力張拉后、外荷載施加前各測點應(yīng)變實測結(jié)果見表3,記受壓為“-”,受拉為“+”。試驗梁A1,A2跨中截面上、下緣縱向預(yù)應(yīng)力(由實測應(yīng)變乘以實測彈性模量得到)分別為2.25,2.71,-10.98,-10.84 MPa;頂板內(nèi)的橫向預(yù)應(yīng)力為-2.95 MPa。

        1.4 加載方式與測試內(nèi)容

        試驗加載裝置如圖4所示。兩點對稱加載,加載點均距跨中400 mm, 每一加載點處千斤頂下設(shè)

        有分配梁將荷載直接傳至腹板,采用力傳感器控制加載大小。加載過程中的測試內(nèi)容為:

        (1)撓度測試。在跨中、加載點及支座處布置位移傳感器,獲取試驗梁的荷載-撓度曲線。

        (2)裂縫觀測。加載過程中對裂縫的發(fā)展和寬度進行測量。

        (3)應(yīng)變測試。利用跨中截面頂板粘貼的縱向應(yīng)變片和縱向、橫向平均應(yīng)變計測試不同位置的應(yīng)變。

        采用分級加載,試驗梁開裂前以25 kN為一級加載至近開裂荷載,然后以10 kN為一級加載直至混凝土開裂。梁開裂后,以25 kN為一級加載,每級加載完持荷3 min,接近極限荷載時以3 mm為一級進行位移控制加載,當出現(xiàn)頂板混凝土壓碎時認為其達到破壞,隨后開始卸載。2 試驗結(jié)果與分析

        2.1 試件破壞形態(tài)及裂縫分析

        梁A1加載到155 kN時(荷載值為一側(cè)千斤頂下的測力計讀數(shù),下文同),在跨中純彎區(qū)段出現(xiàn)豎向裂縫;繼續(xù)加載,在剪彎區(qū)段出現(xiàn)斜裂縫,裂縫寬度和長度均隨荷載增大而增加,靠近一側(cè)加載點處的1條豎向裂縫逐漸延伸到翼緣板形成臨界裂縫。加載至496.5 kN時,頂板形成不規(guī)則的貫通裂縫,頂板混凝土壓碎而破壞,試驗梁破壞時裂縫形態(tài)如圖5(a),(b)所示。梁A2加載至157 kN時,在跨中純彎區(qū)段出現(xiàn)豎向裂縫;繼續(xù)加載,其裂縫開展和荷載變化與試驗梁A1相似,當加載至503.9 kN時,頂板處混凝土壓碎并在頂板形成貫通的橫向裂縫,破壞時裂縫形態(tài)如圖5(c),(d)所示。橫向預(yù)應(yīng)力的施加對試驗梁的破壞形態(tài)沒有明顯影響。

        試驗梁RPC內(nèi)的鋼纖維使裂縫分布密集且裂縫間距較小,梁A1,A2裂縫分布如圖6,7所示。彎曲裂縫在縱向鋼筋處的裂縫間距約為50 mm,如表4所示。試驗梁最大裂縫寬度隨荷載的變化如圖8所示。相同荷載下,2片試驗梁的最大裂縫寬度相近。

        式中:ωmax為不考慮鋼纖維影響的普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的最大裂縫寬度,可按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)計算;βcw為裂縫寬度的鋼纖維影響系數(shù),宜通過試驗確定;λf為鋼纖維含量特征值,λf=ρflf/df,ρf為鋼纖維體積率,lf為鋼纖維長度,df為鋼纖維直徑或等效直徑,本文試驗中取λf=1.5。

        《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS 38:2004)中規(guī)定當鋼纖維混凝土強度等級高于CF45時,對于采用高強度(抗拉強度不小于1 000 MPa)異形鋼纖維的受彎構(gòu)件,可取βcw=0.5。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對于采用高強度鍍銅光面平直鋼纖維時的RPC,建議取βcw=0.4,結(jié)果比較見圖8。

        參照式(1),假定平均裂縫間距l(xiāng)fm跟ωfmax有類似的計算公式,即

        lfm=lm(1-βflλf)

        (2)

        式中:lm為不考慮鋼纖維影響的普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的平均裂縫間距,可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)計算;βfl為鋼筋鋼纖維混凝土構(gòu)件平均裂縫間距的鋼纖維影響系數(shù)。

        基于試驗梁平均裂縫間距的實測結(jié)果,對于采用高強度鍍銅光面平直鋼纖維時的RPC,計算時可取βfl=0.4。

        2.2 荷載-撓度曲線

        連續(xù)采集的試驗梁截面荷載-跨中撓度曲線見圖9,試驗梁破壞點的荷載及撓度見表5。從圖9可以看出:在跨中撓度達到其極限變形的約80%之前 ,梁A1,A2的荷載-跨中撓度曲線基本重合,極限

        承載力相近。雖然梁A2頂板因橫向預(yù)應(yīng)力的施加使其處于雙軸受壓狀態(tài),但施加的2.95 MPa橫向預(yù)壓應(yīng)力較小,僅為RPC棱柱體抗壓強度94 MPa的3.1%,根據(jù)文獻[14]可知,在此應(yīng)力比下其雙軸抗壓強度約為單軸抗壓強度的1.05倍,故頂板橫向預(yù)應(yīng)力對構(gòu)件這一過程的受力及截面承載能力的影響不明顯。在預(yù)應(yīng)力筋屈服后采用位移控制加載,故頂板處混凝土壓碎時(圖9中的D1,D2點),荷載突然降低至圖9中的E1,E2點,梁A1荷載下降33.2%,撓度增長3.9%;梁A2荷載下降15.6%,撓度增長1.1%,可見橫向預(yù)應(yīng)力使梁破壞時的脆性有所改善。對圖9中的E1,E2點之后進行卸載。梁A1,A2均具有良好的變形能力,跨中最大撓度(圖9中的D1,D2點)分別為98,101.7 mm,均超過梁計算跨徑的1/50。

        2.2.1 延性分析

        試驗梁為同時配有預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋的部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁,預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋的屈服不可能同步,非預(yù)應(yīng)力筋一般先進入屈服狀態(tài)。若沿用傳統(tǒng)的極限位移與屈服位移之比來定義結(jié)構(gòu)的延性不太明確,因此這里采用Naaman等[15]建議的基于能量的延性指標定義,即

        式中:μ為構(gòu)件的延性指標;Etol為總能量,Etol=Eel+Epl,Eel為彈性能量,Epl為塑性能量,其值可根據(jù)圖10所示結(jié)構(gòu)的荷載-撓度(P-Δ)曲線所包圍的相應(yīng)部分面積確定。

        圖10中,P1,P2,P3,Pu和Δ1,Δ2,Δ3,Δu分別為混凝土開裂、普通鋼筋屈服、預(yù)應(yīng)力筋屈服和混凝土梁破壞時所對應(yīng)的荷載及撓度。

        由式(3)所確定的梁A1和A2的延性指標分別為3.81和3.92??梢姡敯鍣M向預(yù)應(yīng)力的施加使頂板混凝土的橫向變形受到約束而導(dǎo)致梁的延性有所提高,梁A2頂板內(nèi)施加2.95 MPa的橫向預(yù)壓應(yīng)力(僅為RPC棱柱體抗壓強度94 MPa的3.1%)后,其延性較梁A1提高2.9%。

        2.2.2 撓度計算

        混凝土開裂前的彈性工作階段(圖9中的OA段),全截面參與工作,取截面的短期抗彎剛度Bfs=EcI0,其中,I0為換算截面慣性矩。

        截面開裂到普通鋼筋屈服階段(圖9中的AB段),其剛度隨彎矩的增大而減小,參照《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS 38:2004),受拉區(qū)開裂后其短期抗彎剛度Bfs可按式(4)計算,即

        Bfs=Bs(1+βBλf)

        (4)

        式中:Bs為不考慮鋼纖維影響的普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的短期剛度,可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)計算;βB為構(gòu)件短期抗彎剛度的鋼纖維影響系數(shù),宜通過試驗確定。

        基于試驗結(jié)果,對于采用高強度鍍銅光面平直鋼纖維時的RPC,可取βB=0.2。

        RPC開裂和普通鋼筋屈服時的撓度計算結(jié)果見表6,計算值與試驗值吻合良好。

        2.3 開裂彎矩及極限彎矩計算

        2.3.1 RPC本構(gòu)關(guān)系

        本文采用的RPC受壓和受拉時應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系(圖11)分別如式(5),(6)[11]所示,即

        荷載試驗值和計算值;tf3,tf4分別為受拉普通鋼筋屈服時撓度試驗值和計算值;tp5,tp6分別為抗彎承載力時荷載試驗值和計算值。

        式中:σc,σt分別為RPC的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力;εc,εt分別為RPC相應(yīng)的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變;ft為RPC的抗拉強度;ε0,εt0分別為與峰值壓應(yīng)力對應(yīng)的應(yīng)變和峰值拉應(yīng)力對應(yīng)的應(yīng)變;εcu,εtu分別為RPC的壓、拉極限應(yīng)變;各特征點應(yīng)變可取值為[10-11]ε0=0.003,εt0=0.000 2,εcu=0.004 5;εtu=3εt0。

        2.3.2 開裂彎矩計算

        預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的開裂彎矩Mcr為

        Mcr=(σ+γmft)W0

        (7)

        式中:σ為梁底緣的預(yù)壓應(yīng)力;W0為換算截面對截面受拉邊緣的彈性抵抗矩;ft可取為劈裂強度的75%[13];γm為受拉塑性系數(shù),可根據(jù)文獻[11]可取γm=1.38。

        試驗梁A1,A2計算結(jié)果見表6,計算值與試驗值吻合良好。

        2.3.3 極限彎矩計算

        極限狀態(tài)時截面的應(yīng)變、應(yīng)力分布見圖12,其中,bt,bf,bb分別為箱梁頂板、腹板和底板寬度,tt,tb分別為箱梁頂板、腹板和底板高度,xc,xt分別為受壓區(qū)和受拉區(qū)高度,εy,εp分別為頂板達到極限壓應(yīng)變εcu時受拉區(qū)普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋對應(yīng)的應(yīng)變,k為系數(shù),α,β均為受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖塊換算系數(shù),fpy,fsy分別為預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋的屈服強度??紤]受拉區(qū)混凝土參與工作,且受壓區(qū)和受拉區(qū)的應(yīng)力分布均采用等效矩形應(yīng)力圖塊。根據(jù)受壓區(qū)-混凝土應(yīng)力合力大小和作用點位置不變的原則,可確定受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖塊換算系數(shù)α,β分別為0.9和0.75;為簡便計算,假定極限狀態(tài)時受拉區(qū)的拉應(yīng)力均勻分布并取抗拉強度fft=kft。

        當達到極限狀態(tài)且中性軸位于頂板時,則有

        αfcbtβxc=fft[bt(tt-xc)+2bftf+bbtb]+

        fpyAp+fsyAs

        (8)

        Mu=fpyAphp+fsyAshs-αfcbtβ2x2c/2+Mt

        (9)

        受拉區(qū)混凝土的抗彎能力Mt為

        Mt=fft[bbtb(h-tb/2)+2bftf(h-tb-tf/2)+

        bt(t2t-x2c)/2]

        (10)

        式中:Mu為截面的極限抗彎能力;,Ap,As分別為預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋截面積;hp,hs分別為受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋重心到頂板的距離;h為箱梁高度;fft=0.5ft[10]。

        計算結(jié)果見表6,計算值與試驗值吻合較好且略偏安全。就本文試驗梁而言,受拉區(qū)混凝土拉應(yīng)力對截面抗彎承載能力的貢獻約為8%。

        2.4 頂板應(yīng)變

        加載過程中實測跨中截面頂板應(yīng)變的橫向分布如圖13所示。由圖13可以看出,箱梁頂板內(nèi)存在較明顯的剪力滯效應(yīng)。

        式中:Be為翼緣板的有效分布寬度;B為翼緣板的實際寬度;t為翼緣板的平均厚度;σmax為翼緣與腹板相交處的最大正應(yīng)力;ρ′f為受壓翼緣有效分布寬度系數(shù);z為沿跨長方向的坐標;x為沿橫斷面寬度方向的坐標。

        根據(jù)式(5)可知,RPC受壓的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系將應(yīng)變分布轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的應(yīng)力分布后,可計算加載過程中受壓翼緣的有效分布寬度系數(shù)ρ′f(圖14)。由圖14可見:荷載在300 kN以內(nèi)時,梁A1受壓翼緣的有效分布寬度系數(shù)ρ′f變化較小,其值在0.85左右;荷載超過300 kN以后,受壓區(qū)混凝土逐漸進入明顯的塑性狀態(tài)并在各測點間發(fā)生應(yīng)力重分布,致使剪力滯效應(yīng)逐漸減弱,受壓翼緣的有效分布寬度系數(shù)逐漸增大至極限狀態(tài)時的0.91;梁A2頂板內(nèi)因有橫向預(yù)應(yīng)力的存在,使得翼緣板內(nèi)的縱向應(yīng)變在整個受力過程中沿橫向的分布較均勻,剪力滯效應(yīng)不明顯,其受壓翼緣的有效分布寬度系數(shù)較梁A1的大且基本穩(wěn)定在0.96左右。這主要是由于梁A2內(nèi)橫向預(yù)應(yīng)力的約束作用對箱梁頂板的縱向正應(yīng)力有一定的卸載作用所致[16]。

        通過梁跨中截面頂板布置的縱向、橫向平均應(yīng)變計所測縱向、橫向應(yīng)變可獲得頂板處混凝土的橫向變形系數(shù)(圖15)。由圖15可見:受拉普通鋼筋屈服前,梁A1的橫向變形系數(shù)變化較小,其值約為0.16,受拉普通鋼筋屈服后,其值逐漸增大至極限狀態(tài)時的0.25;梁A2的橫向變形系數(shù)在預(yù)應(yīng)力筋屈服前基本保持在0.10左右,其后逐漸減小至極限狀態(tài)時的0.06,橫向預(yù)應(yīng)力對頂板橫向變形的約束明顯且隨橫向變形的發(fā)展,約束作用逐漸加強。

        3 結(jié) 語

        (1)預(yù)應(yīng)力RPC箱梁具有良好的變形能力,其極限變形可超過跨徑的1/50。

        (2)預(yù)應(yīng)力RPC箱梁裂縫密集,平均裂縫間距較小,正常使用階段的裂縫寬度和短期剛度可參照《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS 38:2004)中的相應(yīng)公式計算,其中的鋼纖維影響系數(shù)βB分別取0.4和0.2。

        (3)提出了預(yù)應(yīng)力RPC箱梁正截面抗裂和抗彎承載能力計算公式,計算結(jié)果與試驗值吻合良好。

        (4)箱梁頂板的橫向預(yù)應(yīng)力對截面抗彎承載力的影響較小,但會使受壓區(qū)混凝土的應(yīng)變分布更加均勻,從而使箱梁頂板受壓的剪力滯效應(yīng)明顯減弱并增加構(gòu)件的延性。

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