轨道交通预应力混凝土u形梁极限承载力试验研究

《轨道交通预应力混凝土u形梁极限承载力试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、铁道建筑20RailwayEngineeringMarch，2015文章编号：1003—1995(2015)03—0020—04轨道交通预应力混凝土U形梁极限承载力试验研究王炎，钱利芹，肖林。(1．浙江理工大学建筑工程学院，浙江杭州310018；2．金华市婺城区公路管理段，浙江金华321000；3．西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)摘要：为研究城市轨道交通预应力混凝土U形梁的力学性能，对一座跨度为30m的预应力混凝土u形简支梁桥进行了静栽破坏试验。试验中测试了主梁关键截面混凝土和钢筋的应变以及竖向位移与荷载之间的关系，详细分析了梁体破坏过程与破坏特征。研究得到了如下结论：主

2、梁的消压弯矩为1．31倍设计荷载，在加载至2．0倍设计荷载时主梁开始进入塑性阶段，破坏荷载为2．7倍设计荷载；加载过程中底板出现较为明显的横向应变，表明底板具有典型的空间板受力效应；梁体破坏过程表现出明显的延性，表明结构设计合理，具有较强的安全储备。关键词：城市轨道交通预应力混凝土U形梁极限承载力破坏试验中图分类号：U446．1文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2015．03．06近年来，随着城市轨道交通的快速发展，预应力混图1所示。梁体采用的混凝土强度等级为C55，底板凝土u形梁的应用日趋广泛。。与传统箱形轨道梁混凝土掺聚丙烯纤维，主梁沿纵向布置1

3、0束预应力筋相比，u形梁不仅具有降噪效果好、造形美观、断面利(两腹板各布置1束纵向预应力筋，底板布置8束纵向用率高、造价低廉等优点，同时，u形梁还可以减少桥预应力筋)。单线预制u形梁自重1780kN。梁的建筑高度，特别适合桥下净空受限制的城市轨道500交通。u形梁采用主梁腹板作为受力构件，正弯矩作垦[用下腹板下缘及道床板受拉而存在开裂的可能，因此需要合理地配置预应力束才能保证结构的安全性与耐久性。u形梁的荷载主要通过底板传递至纵梁下部，纵梁下缘承受吊拉力作用，纵梁与底板连接处受力复杂。同时，由于u形梁是开口薄壁构件，因此其抗射『T扭性能相对于箱形结构来说较差。图1U形梁横断面(单位：mm

4、)要推广u形梁的应用，有必要先对其力学性能进1．2加载方案行深入研究。本文针对重庆轻轨交通后张法预应力混为研究预应力混凝土u形梁在荷载作用下应力、凝土u形简支梁，通过实桥的破坏试验，对其静力行为、抗裂性、极限承载力等进行了研究，对评价结构承变形与裂缝的发展规律，本文对结构进行破坏试验。载力、耐久性具有重要意义。对于简支U形梁来说，主要承受弯矩，在使用过程中，跨中是受弯的最不利截面。因此首先按照规范计算u1试验概况形梁在设计荷载作用下跨中的最大弯矩，然后以此为1．1结构概况基准荷载分级施加，直至结构破坏。设计荷载如表1某后张法预应力混凝土u形简支梁跨度为30m，所示。试验加载布置如图2和图

5、3所示。二期恒载跨中梁高1．8m，端部梁高1．9411"1。混凝土行车道板(均布荷载)采用混凝土块施加，活载(集中荷载)采用设置在距离底板中心线两侧30em处，宽80em、高钢锭模拟。30em，轻轨轨道铺设于行车道板之上，u形梁构造如2测点布置收稿日期：2014-04-21；修回日期：2014·1l一202．1应力测点布置作者简介：王炎(1982一)，男，安徽萧县人，讲师，博士。试验采用振弦式混凝土应变计测量u梁表面混2015年第3期王炎等：轨道交通预应力混凝土u形梁极限承载力试验研究21表1设计荷载及对应跨中弯矩(a)应力测试断面布置(单位：cm)T1T4’北南B1’B2’B3’B4B

6、5B6’-纵向混凝土应变计—-纵向及横向混凝土应变计活载轴重布置(b)混凝土表面应力测点布置VT1VT4VT1VT4北图2模型加载纵断面示意(单位：cm)南VB1VB2’VB3VB4’VB5’VB6’·纵向钢筋计+纵向及横向钢筋计一(c)钢筋应力测点布置图4主梁应变测点布置图3模型加载横断面示意在试验加载完成后，底板的裂缝主要出现在跨中凝土应力，采用埋入式振弦钢筋应变计测量钢筋应力。18m范围内，横向裂缝长度1．0～3．8In，裂缝宽度桥梁应力测试断面布置如图4(a)所示，分别在主梁支0．2～0．5mm，其中横向贯通裂缝26条；纵向裂缝长座处、1／2跨及距跨中30om5个断面上布置应力测

7、度2～10m，宽度0．14～0．32mm；U肋竖向裂缝主要点，各测试断面应力测点布置如图4(b)和图4(c)所出现在跨中18m范围内，裂缝长度0．5～1．5m，裂缝示，全桥共布置贯穿钢筋应力测点96个，混凝土应力宽度0．12～0．32mm；支座附近U肋斜向裂缝主要出测点170个。现在离支座5m范围内，裂缝长度0．2～1．5m，裂缝2．2位移测点布置宽度0．10～0．18mm。试验采用千分表进行位移测量。分别在主梁支座3．2跨中截面混