受腐蚀钢筋混凝土墩柱受侧向冲击后裂缝开展与破坏形态研究.pdf
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1、2 0 1 5年 第 8期 (总 第 3 1 0期 ) Nu mb e r 8 i n 2 0 1 5 ( T o t a l No 3 1 0) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THEORE 1 1 CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 5 0 8 0 1 0 受腐 蚀钢筋混凝 土墩柱 受侧 向冲击后裂缝 开展与破坏形态研 究 邱春杰。方从启。 杨帅 , 张龙建 ( 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院, 上海 2 0 0 2 4 0 ) 摘 要: 通过对不同腐蚀率的钢筋混凝土墩
2、柱的侧向冲击试验 , 研究腐蚀率对混凝土墩柱的变形, 裂缝形成和发展及破坏形态 的影响。 试验采用落锤式冲击加载模拟墩柱受侧向冲击 。 通过改变落锤 冲击高度得到不同的冲击工况, 观察记录墩柱的裂缝开 展和破坏形态。 试验结果表明 : 高腐蚀率的试件抗侧向冲击能力弱 , 延性差 , 随着腐蚀率 的增加 , 试件破坏形态 由纵向裂缝 和斜 裂缝控制的弯剪破坏向无预兆的剪切破坏转变 。 关键词: 腐蚀; 侧向冲击 ; 弯剪破坏 ; 剪切破坏 中图分类号: T U 5 2 8 0 1 文献标志码: A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 8 0 0 3 9 0
3、4 S t u d y o f c r a c k d e v e l o p m e n t a n d f a i l u r e mo d e of c o r r o d e d r e i n f or c e d c o n c r e t e c o l u m n u n d e r l a t e r a l I m p a c t Q 彤 C h u n j i e , F A N G C o n g q i , Y A NG S h u a i , Z H A N G L o n g j i a n ( S c h o o l o f Na v a l Ar c h i
4、t e c t u r e , Oc e a n and Ci 、 ,i l E n g i n e e r i n g , S h a n g h a i J i a o ton g Un i v e r s i t y , S h ang h ai 2 0 0 2 4 0, C hin a ) Ab s t r a ct : S t u d y t h e i n f l u e n c e of c o r r o s i o n r a t e t o the c o n c r e te c o l u mn s d e f o r ma t i o n, c r a c k d e
5、 v e l o p me n t a n d d a ma g e mo d e u n d e r l a t e r a l i m p a c t b y e x p e r i m e n t s U s i n g d r o p h a mm e r i mp a c t t e s t to s i mu l a t e p i e r c o l u mn s s u b j e c t e d to l a t e r a l i mp a c t O b s e r v e a n d r e c o r d th e c r a c k d e v e l o p me
6、 n t a n d f a i l u r e p a t t e r n T e s t r e s u l t s s h o w tha t the r e s i s t a n c e to l a t e r a l i mp a c t a b i l i ty a n d d u c t i l i t y o f s p e c i me n s wi th h i g h C O IT O s i o n r a ti o i s p o o r W i t h the r i s i n g o f c o r r os i o n r a t e, the f a i
7、 l u r e pa t t e r n c hang e d f r o m be n d i ng s h e a r f a i l ure wh i c h i s c o n t r o l l e d by the v e r - il e a l c r a c k s an d the b e n d i ng s h e a r c r a c k s to the s he a r f a i l u r e Ke y wo r ds : c o rro s i o n; l a t e r a l i mp a c t ; b e n d i n g s h e ar
8、f a i l ure ; s he ar f a i l u re 0 引言 随着我 国交通事业 的飞速发展 , 大量公路桥梁 以及 内 河 、 沿海、 跨海桥梁不断兴建。 然 而车辆 、 船舶撞 击桥墩 的 事故发生频率也不断上升 。 2 0 0 7年 , 广东 九江大桥发生运 沙船撞击桥墩事故 , 导 致九江大桥桥 面部分断裂 , 坍 塌长 度达 2 0 0 m, 损失惨重。 桥墩撞击事故 由于其具有 : 事故 极端性强、 人员伤亡率高、 经济损失大等特点 而受到越 来越多的重视 。 桥墩作为支撑桥梁上部结构 的主要构件 , 不仅承受上 部恒载 , 车辆动载作用 以及地震 , 风浪等突发
9、荷载 , 同时还 受环境侵蚀作用 , 如大 气环境下混凝 土碳化 , 北方寒 冷地 区冻融循环 , 海洋环境高浓度氯盐造成的钢筋腐蚀以及浪 溅区的干湿循环等。 其中钢筋腐蚀是钢筋混凝土桥墩所面 临 的最大的耐久性问题 J 。 钢筋腐蚀造成钢筋混凝土桥墩 承载能力降低, 刚度退化, 黏结力丧失等, 进而影响桥墩抗 车船撞击等性能。 目前 国内外不少 学者对混凝 土结构 的冲击性能展 开 了试验研究 , G H u g h e s 等人 完成 了 9 2根钢筋混凝 土梁 的冲击性能试验研究, 试验主要量测了撞击力时程和跨中 位移时程 。 陈肇元等人 通过试验研究探讨了钢筋混凝土 柱在轴向冲击荷载下
10、 的破坏 形态 、 变 形性 能及其设 计方 法 。 李珠等对钢管混凝土短柱的轴向冲击动力特性以及轴 压下钢管混凝 土侧 向冲击性能进行 了一系列试验研 究 一 。 虽然对于混凝土结构的抗 冲击性能试验研 究已有 大量基础 , 但这些研究较多集中于钢筋混凝土梁的冲击性 能研究 , 对于钢混柱的抗 冲击性能研究则较多集中于轴 向 冲击 , 侧 向冲击研究相对较少 , 而钢筋腐蚀对钢混柱侧向冲 击性能影响的研究更是几乎未见。 本 文通过 8根不 同腐蚀 率的钢筋混凝土墩柱 的侧向落锤冲击试验来研究钢筋腐蚀 对于钢混墩柱受侧向冲击后裂缝开展和破坏形态 的影响。 1 试 验 过 程 1 1 试件制作
11、试验共设计制作 8 根钢筋混凝土 圆形墩柱 , 整体试件 高度9 0 0 n u n , 墩柱有效高度 6 0 0 m n l , 试件的几何尺寸和 收稿 日期 : 2 0 1 4 1 卜0 3 基金项 目: 国家自然科学基金项目( 5 1 1 7 8 2 6 4 ) ; 铁道部科技研究开发计划项目( J 2 0 1 1 G 0 0 3 ) 3 9 参考 文献 : 1 D O MO N E P L S e l f c o mp a c ti n g c o n c r e t e : A n a n a l y s i s o f 1 1 y e a r s o f c a s e s t u
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