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1、2017年第6期混凝土与水泥制品2017No.66月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSJune基于DIC方法的预应力梁桥疲劳试验研究1,21赵亚军,窦远明(1.河北工业大学土木工程学院,天津300401；2.河北工程大学土木工程学院,邯郸056038)摘要：对16m长全尺寸预应力混凝土梁桥原型进行三点弯曲疲劳试验,利用数字图像相关(DigitalImageCorrelation,DIC)方法获得集中力作用点附近区域的变形场及应变场信息。经过200万次疲劳循环作用,研究了梁
2、体侧面裂缝的萌生、成核、扩展机理。试验结果表明,主裂缝由次裂缝诱发萌生,主裂缝随疲劳循环次数而扩展,50万次之前的扩展速率明显大于50万次以后的扩展速率。随着主裂缝的扩展,次裂缝略有闭合。疲劳荷载不超过设计荷载时,钢绞线具有较好的拉结作用,预应力混凝土梁裂缝开展缓慢稳定,有明显的刚度退化。与传统电测法相比,DIC方法可准确观测全场裂缝扩展过程,可应用于对预应力桥梁的分析研究。关键词：裂缝扩展；数字图像相关；预应力混凝土梁桥；疲劳；挠度Abstract:Threepointbendingfatigu
3、etestwascarriedonfull-sizeprototypeofa16mlengthprestressedconcretegirderbridges.ThestrainfieldandstrainfieldinformationneartheloadingpointwereobtainedusingDigitalImageCorrelation(DIC)method.After2milliontimesoffatiguecycle,thecrackinitiation,nucleatio
4、nandgrowthmechanismofthebeamwerestudied.Theexperimentresultsshowthat,themaincrackinitiationinducedbycrack,themaincrackextensionaccordingtothefatiguecycles,theextensionratebefore500000cyclessignificantlygreaterthanthatafter500000cycles.Crackclosureslig
5、htlywiththeexpansionofthemaincrack.Thefatigueloadislessthanthedesignload,steelstrandhasgoodtieeffect,crackdevelopingslowlyandsteady,thestiffnessdegradateobviously.Comparedwiththetraditionalmeasurementmethod,DICmethodcanobservethecrackextensionprocessa
6、ccurately,whichcanbeappliedtoanalysisandresearchofprestressedconcretebridges.Keywords:Crackpropagation;DICmethod;Prestressedgirderbridge;Fatigue;Deflection中图分类号：TU528;TU375文献标识码：A文章编号：1000-4637(2017)06-42-04[5]0前言情况,近些年发展起来的DIC方法能够有效解决[6-7]截至2013年末,全国
7、公路桥梁总数为73.53万该问题。[1]座,其中预应力混凝土梁桥是我国公路桥梁中最本文采用DIC方法对使用已超过十年的预应常用的桥型之一,桥梁因长期处于疲劳荷载作用力混凝土梁桥原型进行200万次疲劳试验,通过研下,易产生混凝土开裂、钢筋钢绞线锈蚀等病害,进究跨中弯矩最大值附近区域全场应变、位移信息,而随着疲劳荷载的增大和疲劳损伤的积累,灾难性分析了预应力混凝土梁桥的裂缝开展过程以及疲的事故时有发生。为了研究预应力混凝土梁桥在疲劳加载对预应力混凝土梁桥损伤的影响。劳荷载作用下的裂缝扩展规律,国内外学
8、者做了很1数字图像相关方法原理[1][2]多研究工作。楼庄鸿研究了预应力混凝土梁桥的数字图像相关方法也称数字散斑相关方法,是[3]裂缝成因,曾丁等研究了等幅位移疲劳作用下预20世纪80年代初由美国南卡罗来纳大学的Peter、[4][8][9]应力的损失,李进洲等研究了预应力混凝土梁桥Ranson和日本人Yamaguchi等人同时提出的。该的疲劳破坏形态及刚度退化。方法利用数学相关方法来分析受载荷作用下试样对预应力混凝土梁桥的疲劳试验通常采用模表面数字图像,表面随机分布的散斑点数据记
