带不同绝缘措施的钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

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1、铁道建筑2013年第11期RailwayEngineering23文章编号：1003—1995(2013)11—0023-04带不同绝缘措施的钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究杨政，黄河山，赵坪锐(西南交通大学土木512程学院，四川成都610031)摘要：板式无砟轨道是我国应用十分普遍的一种轨道结构形式，但由于轨道板、底座、凸形挡台内的钢筋回路与钢轨通过电流之间的互感作用，影响了谐振式无绝缘轨道电路的传输长度，所以轨道板内必须做绝缘措施。轨道结构目前采取的绝缘措施有三种：钢筋的交叉点加设绝缘卡、采用绝缘套管、采用涂层钢筋。本文主要探讨带三种绝缘措施的钢筋混凝土梁试件的疲

2、劳性能，通过试验的方法得出极限荷载、跨中挠度以及纯弯段应变，综合比较得出带绝缘套筒的钢筋混凝土梁试件极限荷栽值最大，带绝缘卡的钢筋混凝土梁试件疲劳性能最好。关键词：钢筋混凝土梁疲劳试验疲劳次数跨中挠度纯弯段应变中图分类号：U213．244文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003-1995．2013．11．08板式无砟轨道是我国应用十分普遍的一种轨道结150mm，长度为550mm的小梁试件。钢筋混凝土梁构形式，轨道板具有质量易保障、耐久性高、抗裂性好，试件采用一次性成型，共20根，一般的钢筋混凝土试施工速度快，轨道可修复性较好等优点。但由于轨道件

3、、带绝缘卡的钢筋混凝土试件、带涂层绝缘钢筋的钢板、底座、凸形挡台内的钢筋回路与钢轨通过电流之间筋混凝土试件、带绝缘套管的钢筋混凝土试件各5根，的互感作用，影响了谐振式无绝缘轨道电路的传输长其中2根做静载试验，3根做疲劳试验。度。若不做绝缘处理，板式轨道、双块式、长枕埋入式1．2试件原材料和用量等无砟轨道，轨道电路传输距离与标准要求的1000～本次试验所有试件的强度按C40混凝土进行制1400m／(2Q)差距很大。因此，降低无砟轨道区段作，骨料粒径最大不大于40mm。钢筋采用HRB335对ZPW．2000轨道电路的传输影响，解决无砟轨道与钢筋，钢筋直径12mm，上下

4、两层配筋，并设置架立筋ZPW．2000轨道电路相适应的问题，是我国无砟轨道来模拟道床板的横向配筋，架立钢筋直径12mm，间距大规模推广使用中必须解决的重要问题。150mm。钢筋的配置如图1所示。根据国内最新的研究测试结果，板式轨道凸形挡台及底座内的钢筋可不做绝缘处理，但轨道板内的钢横向钢筋12筋绝缘处理仍然存在数量多、难度大的问题，对采取不同绝缘措施的钢筋混凝土进行力学分析很有必要。轨道结构目前采取的绝缘措施有3种：钢筋的交叉点加设绝缘卡、采用绝缘套管、采用涂层钢筋。本文图1钢筋配置示意(单位：mm)探讨带3种绝缘措施的钢筋混凝土梁试件的疲劳性能，通过试验的方法得

5、出极限荷载、跨中挠度以及纯弯2试验概况段应变，综合比较3种绝缘措施下的钢筋混凝土梁试件性能。2．1静载试验本次试验采用万能试验机进行钢筋混凝土梁试件l试验模型设计的抗弯强度试验，万能试验机的量程为1000kN。静1．1试件形式及尺寸载试验采用两级加载，首先采用负荷控制，负荷大小为本次试验采用标准试件，横截面为150mmx0．5kN，用于测量仪表准确、荷载偏心和减小测试误差。在荷载上升阶段采用位移控制，大小为1mm／min，收稿日期：2013．03．15；修回日期：2013．08．20直至加载破坏，试验结束条件取破坏荷载的60％。加作者简介：杨政(1987一)，男，

6、江西景德镇人，硕士研究生。载采用三分点加载。铁道建筑2．2疲劳试验各种钢筋混凝土梁试件在静载下的极限荷载如表等幅疲劳试验按正弦波加载，加载频率根据疲劳1所示。各种钢筋混凝土梁试件开裂的情况如图6荷载上限值确定。在疲劳试验过程中，分别重复加载所示。至1，5，10，20，40，80，100，150和200万次时，停止疲表1各种试件静载极限强度kN劳荷载，先卸载至0，测量混凝土残余挠度和残余裂缝宽度，再分级加载到疲劳荷载的上限，测量混凝土梁试件的应变、梁挠度和裂缝宽度等。与此同时，在整个疲劳试验过程中，每隔一定的荷载循环次数进行一次动态测量，由动态采集系统自动读取动应变

7、和动挠度等数值。3试验结果与分析3．1静载试验结果与分析图2～图5分别为各种钢筋混凝土梁试件的抗弯荷载与挠度的关系。注：由于刚开始位移控制时，位移过快，尚未来得及观测裂缝的开裂情况及记录抗弯情况，且由于采用人工判断裂缝开裂以及读数，不能保证裂缝开裂与开裂荷载的对应，因此，开裂荷载均取的整数。堇辅一稼；挠度／ram图2一般钢筋混凝土梁试件图6钢筋混凝土梁试件破坏形态从图6可以看出，裂纹基本都是斜裂缝，从支座处开始发展，逐步开裂到加载点，出现这种情况可能是由于支座太大，且不光滑，出现应力集中的原因。另外，还有可能是由于钢筋配筋率较小，导致钢筋混凝土梁试件出现斜拉破坏。

8、图3带绝缘