考虑施工偏差的灌浆套筒连接力学性能试验研究

摘要

预制装配式桥梁采用工厂化生产构件，并在现场进行组装，能够充分体现大规模生产的优势，大幅提高建造质量和建造速度。钢筋灌浆套筒连接技术是预制构件连接和组装的关键技术之一，能够保证结构的整体性和可靠度，有利于预制装配结构的使用和推广。　　本文从工程应用和受力性能角度对现有钢筋灌浆套筒连接技术进行了系统介绍和总结。作为预制装配式桥梁桥墩连接关键技术之一，套筒灌浆连接用于连接桥墩墩身与承台或盖梁中的竖向钢筋。从实际工程角度出发，对钢筋灌浆套筒连接试件设置了不同的偏心程度、加载龄期、钢筋在套筒中的锚固长度，研究各变量对钢筋灌浆套筒连接受力性能的影响。　　首先测试高强灌浆料的基本力学性能，为后期灌浆套筒连接试件拉拔试验研究分析提供了材料性能基础。然后对试件进行单调拉伸，试验过程中测量钢筋与套筒的相对滑动。此外，测量套筒表面的应变分布，分析套筒对灌浆料膨胀的限制作用。结果表明，局部粘结试件的局部粘结强度随着试件龄期增加而增加，随着钢筋偏心程度增加而减小。但是，随着钢筋锚固长度的增加，钢筋偏心对试件力学性能的影响会减小。钢筋偏心对锚固长度较长的整体粘结试件力学性能影响甚微。其次，对灌浆套筒连接试件进行循环加载，探究试件的各项力学性能在循环荷载作用下是否会发生退化。试验结果表明，在试验设置的循环次数和应力水平下，试件的承载能力以及拉伸刚度不会发生明显退化。最后，考虑钢筋灌浆连接接头在地震作用下的连接性能，对试件进行高应力反复拉压试验以及大变形反复拉压试验。结果表明，经过高应力和大变形作用后，试件的承载力不会减小，残余变形满足规范要求。　　根据试验结果，对钢筋灌浆套筒连接的粘结滑移性能进行理论分析。验证了fibModelCode2010中推荐的关于普通钢筋混凝土的局部粘结应力-滑移关系用于本文中的钢筋灌浆套筒连接的适用性。提出了整体粘结应力-滑移关系的模型，通过试验数据与模型计算值对比验证了模型准确性。

目录

声明

第1章绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 装配式桥墩发展和研究现状

1.2.1 装配式桥墩的发展

1.2.2 装配式桥墩研究现状

1.3 灌浆套筒工程应用概述

1.4 灌浆套筒连接技术硏究现状

1.5 本文研究内容

第2章灌浆套筒连接的力学性能试验方案设计

2.1 试验概况

2.2 灌浆料时变力学性能试验

2.2.1 试验内容

2.2.2 试验方法与结果

2.3 灌浆套筒试验构件设计

2.3.1 材料性能参数

2.3.2 试件制作

2.4 加载装置与加载制度

2.4.1 单向拉拔试验加载装置与加载制度

2.4.2 循环拉拔试验加载装置与加载制度

2.4.3 高应力和大变形拉压试验加载装置与加载制度

2.5 测量方案

2.5.1 单向拉拔试验测量方案

2.5.2 循环拉拔试验测量方案

2.5.3 高应力和大变形反复拉压试验测量方案

2.6 本章小结

第3章灌浆套筒构件试验结果与分析

3.1 整体粘结试件试验结果与分析

3.1.1 单调拉伸试验

3.1.2 高应力和大变形反复拉压试验

3.1.3 循环拉伸试验

3.2 灌浆套筒的约束增强机理

3.3 局部粘结试件试验结果与分析

3.4 本章小结

第4章钢筋在灌浆套筒连接中的粘结滑移分析

4.1 灌浆套筒的钢筋连接机理

4.2 局部粘结应力-滑移关系模型

4.3 整体粘结的应力-滑移关系控制方程

4.3.1 长锚固

4.3.2 短锚固

4.4 整体粘结应力-滑移关系模型的验证

4.5 本章小结

第5章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

硕士期间发表的论文及参与的科研