循环荷载作用下高强混凝土收缩徐变试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第6期水利水运工程学报No．62012年12月ANDEDRGDec．2012循环荷载作用下高强混凝土收缩徐变试验研究唐云清，柯敏勇，刘海祥，陈松(1．南京水利科学研究院水利部水工新材料工程技术中心，江苏南京210029；2．重庆市水库大坝安全监测中心，重庆401147)摘要：高强混凝土收缩徐变特性是国内外混凝土材料性能研究的重点之一，而循环荷载作用下高强混凝土收缩徐变报道较少．以预应力钢筋混凝土梁为试验对象，开展了循环荷载作用下高强混凝土徐变试验，得到了相应循环荷载作

2、用下高强混凝土弹性模量和收缩徐变系数，并将收缩徐变系数和现有收缩徐变模型计算值进行了对比分析，结果表明在循环荷载作用下高强混凝土徐变明显大于恒载作用下的徐变，徐变发展呈单调递增趋势，预应力损失和高强混凝土徐变具有耦合关系；因现有模型不能准确预测收缩徐变发展规律，建议采用指数函数拟合进行计算分析．关键词：收缩徐变；变化荷载；弹性模量；变形特征；高强混凝土中图分类号：TV332文献标志码：A文章编号：1009—640X(2012)06一O0O7-09收缩徐变是高强混凝土材料的重要特性，会导致结构受力与变形随

3、时间变化，对混凝土结构长期变形影响很大J．对于预应力混凝土结构，由于混凝土收缩和徐变，预应力会逐步减小，达不到预期的效果；在节段施工的大跨度预应力桥梁中，由于结构体系的转换，前期结构产生的徐变变形增量受到后期结构的约束，将在结构中产生徐变次内力和支座次反力J．变化荷载作为一种施工和运行过程中的活载，如温差荷载、水荷载和汽车荷载等，通常采用分项系数办法计入荷载组合，用以分析钢筋混凝土结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态，但通常不考虑活载对混凝土徐变效应的影响．而事实上活载对结构变形和应力的影响从施工阶

4、段就已经开始，如在节段施工的大跨度预应力连续箱梁桥中，挂篮前移、节段浇筑和预应力张拉等工况，造成前一节段箱梁截面应力的循环变化_3；在运行过程中，汽车等交通荷载、日照温差效应造成的周期性变化；在大跨度预应力混凝土渡槽中，温差效应和水荷载也会造成渡槽结构应力的周期性变化．这类循环荷载对应共同特点是以某一应力为中心，而产生一定幅度的应力周期性循环变化．为研究循环荷载作用对高强混凝土长期变形特性的影响，赵启林等5开展循环荷载作用下标准试件的徐变试验，表明在循环荷载作用下高强混凝土的徐变比恒载作用下偏大1～2倍

5、，且对高强混凝土早期徐变影响较大，但对中后期的徐变影响不明显，徐变值随着循环荷载时间间隔的增大而减小]．而对于预应力钢筋混凝土构件在循环荷载作用下的徐变特性是否有类似规律值得深入研究．为深人探讨循环荷载对高强混凝土徐变的影响，有必要开展循环荷载作用下的预应力高强混凝土梁的长期变形试验分析，可为分析循环荷载条件下高强混凝土的弹性模量和徐变系数提供试验资料，进而对比分析收缩徐变系数和现有收缩徐变模型计算值，以获取可供工程应用的徐变预测模型．收稿El期：2012—04-10基金项目：国家863计划资助项目(2

6、007AAl12106)；西部交通建设科技资助项目(200631822327)；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(K20110406)作者简介：唐云清(1973一)，男，四川仁寿人，高级工程师，博士研究生，主要从事工程结构安全鉴定、试验研究及工程项目管理．E—mail：yqtang@nhri．cn学兔兔www.xuetutu.com8水利水运工程学报2012年12月1试验设计高强混凝土各组分用量见表1，试验采用钢筋混凝土梁，设计截面尺寸为100mmx200mm，跨度为2850mm，混凝土各

7、组分用量为：水泥482k#m，水159k#m，砂614k#m，石1150k#m，水灰比为0．33，减水剂为水泥用量的0．7％．钢筋及预应力布置见图1，试验装置见图2，且混凝土表面不作密封处理．为方便比较，同时开展恒载作用下梁的徐变试验．—I一，I1l2828圭廑塑支座预埋件／II＼2虫8l薹一单筋双筋(a)钢筋混凝土梁配筋(b)双预应力筋及配件设计图1钢筋混凝土梁配筋及预应力布置(单位：am)Fig．1Reinforcementandprestressedsteelbarsofconcretebeams

8、(unit：mm)徐变试验加载通过梁体截面内对称张拉预应力和三分点加载实现，试验组合见表1，共有编号为A，B，c，D，，F，G，日，K和等1O根梁，其中A和E梁为补偿普通钢筋混凝土．基准荷载分别为100，160和500kg，荷载变化幅度分别为20，40和100kg，相应试验梁应力状态变化见表1，初始加载龄期为7d，3组梁加载周期同为4d，每天变载1次，应力变化示意见图3；变形测量布置见图4，每天循环加载前后各测量1次，记录每天位移变化．试验