节段预制纤维增强混凝土压杆键齿受力性能试验研究

作     者：符俊冬 袁爱民 万水 FU Jun-dong;YUAN Ai-min;WAN Shui

作者机构：东南大学交通学院江苏南京211189 河海大学土木与交通学院江苏南京210098 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2022年第35卷第4期

页      面：140-152页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51878250) 

主　　题：桥梁工程 节段预制桥梁 试验研究 纤维增强混凝土 干接缝 压杆 有限元分析 

摘      要：节段预制桥梁靠近支座处箱梁腹板由于受力复杂,而在键齿处容易发生开裂。为此,以接缝处键齿配筋方式(素齿、构造筋以及体内穿筋)、键齿齿目(单键齿、双键齿)和干接缝角度(30°、45°以及60°)作为试验的设计参数,对8对使用2%配纤率的强度为100.1 MPa纤维增强混凝土干接缝匹配的压杆试件进行试验研究,记录试件的开裂荷载、极限荷载、残余荷载、键齿处的滑移,并观察试件的裂缝发展过程以及破坏模式,研究了试件竖向位移-荷载、键齿处滑移-荷载之间的关系,并采用ABAQUS有限元中的混凝土CDP模型对试件加载进行全过程分析,得到开裂时试件的应力分布以及破坏时试件的损伤分布。研究结果表明:体内穿筋能够提高压杆试件的开裂荷载以及极限荷载,改变破坏模式,增加试件的整体性;键齿内增强构造筋对于干接缝键齿的力学性能以及改变试件破坏模式的影响较小;双键齿齿目试件的开裂荷载、极限荷载以及试件的整体刚度与单键齿齿目压杆试件相比,均有较大提升;3种不同接缝角度试件中,45°试件的开裂荷载、极限荷载以及整体刚度均是最小;对于单键齿试件而言,开裂均是发生在上键齿顶角处,并最终沿着初始裂缝发生劈裂破坏,而对于双键齿试件而言,接缝角度不同,试件破坏方式也不同。DK-30阴齿试件与阳齿试件均发生劈裂破坏,DK-45与DK-60两组试件不仅产生了劈裂破坏而且发生了键齿的斜剪破坏;有限元模型计算结果与试验结果吻合度较高。