植筋与开槽的新老混凝土结合面抗剪性能试验分析.pdf
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1、2 0 1 2年 第 6期 (总 第 2 7 2 期 ) Nu mb 6 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No 2 7 2 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE ORETI CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 2 0 6 0 0 3 植筋与开槽的新老混凝土结合面抗剪性能试验分析 孙昊 。钱 永久 。 ( 1 长安大学 公路学院,陕西 西安 7 1 0 0 6 4 ;2 西南交通大学 土木工程学院,四川 成都 6 1 0 0 3 1 ) 摘要: 新老混凝土
2、能够作为整体共同工作是结构加固的关键问题。 针对加固设计中经常出现植筋和开槽的技术比选问题, 设计了1 2 个 试件, 比较了植筋与开槽新老混凝土结合面的抗剪性能和破坏形式。 试验结果表明: 植筋试件破坏具有延性破坏的特征, 而开槽试件破坏 具有明显脆性破坏的特征, 新混凝土在开槽位置被剪断; 植筋试件的抗剪承载力明显高于开槽的处理方式。 因此, 在结构加固设计时建议 采用植筋的处 理方式 , 同时应控制植筋深度和植筋间距。 关键词 : 新老混凝土结 合面;植筋 ;开槽 ;抗剪承载力 ;破坏特征 ;试验 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
3、 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 0 0 7 0 3 Tes t a na l ys i s of s he ar pe r f or ma nc e f or t he y oung- ol d c onc r e t e i nt e r f a c e be t we en bon ded r e ba r and gr oovi ng S U NHa o , Q t A N Y o n g -j i u ( 1 S c h o o l o f Hi g h wa y , C h a n g a n Un i v e r s i t y , Xi a ll 7 1 0 0
4、 6 4 , C h i n a ; 2 S c h o o l o f C wflE n g i n e e r i n g , S o u t h we s t J i a o t o n g Un i v e r s i ty, C h e n g d u6 1 0 0 3 1 , C h i n a ) Abs t r a c t : Th e y o u n g o l d c o n c r e t e c a n wo r k t o g e t h e r a s a wh o l e i s t h e k e y i s s u e o f s t r u c t ur a
5、 l s t r e n g t h e ni n g Ai mi n g a t the t e c h n i c a l s e le c t i o n p r o b l e m a p p e a r e d f r e q u e n t l y i n t he b rid g e s t r e ng t h e n i n g a b o u t t h e y o u ng o l d c o nc r e t e i n t e r f a c e tre a t me n t s b e t we e n b o n de d r e b a r a n d g r
6、o o v i n g, 1 2 s p e c i me n s we r e d e s i g n e d t o c o mp are wi th the s h e a r p e rfo r ma n c e a n d f a i l u r e mo d e s o f t h e y o u n g o l d c o nc r e t e i n t e rfa c e T h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t the f a i l u r e c h a r a c t e ris t i c s o fs pe c i m
7、e ns wh i c h e mb e d d e d s t e e l b a r s a r e d u c t i l e, b ut the f a i l ure c h ara c t e r i s t i c s o f s p e c i me ns wh i c h s l o t t e d a r e b r i t t l e an d t h e n e w c o n c r e t e i n s l o t p o s i t i o n we r e c ut o ffAn d t h e y o u n g - o l d c o n c r e t
8、e i n t e rfa c e s h e ar s tre ng t h o f t h e s p e c i me n s wh i c h e mbe d d e d s t e e l bars wa s di s t i n c t l y s t r o n g e r tha n that o ft h e s l o t t e d s p e c i me n s S o, t h e t r e a t me n t o fb o n d e d r e b ar i s p r o p o s e d d u ring t h e s t r u c tur a l
9、 s t r e n g th e n i n g d e s i g n At t h e s a m e t i me, t h e d e p t h an d d i s t an c e o fthe b o nd e d r e b ar s h o u l d b e we l l c o n t r ol l e d K e ywo r d s : y o u n g o l d c o n c r e t ein t e rfa c e ; b o n d e d r e b a r ; g r o o v i n g ; she ar c a r r y in g c a
10、p a c i ty ; f a i l u re c h ara c t e r i s t i c ; t e s t 0 引言 新老混凝土结合面是加固结构的薄弱部位, 结合面的抗剪 性能好坏决定着结构加固的效果。 目前, 新老混凝土结合面的处 理方式可分为 3类 : 老混凝土表面凿毛及涂刷界面剂; 老 混凝土表面开槽和表面凿毛相结合的处理方法 ; 老混凝土表 面植入钢筋和表面凿毛相结合的处理方法。 其中以开槽和植筋 两种处理方法应用较为广泛 , 但两者各有优点和缺点 , 在工程 加固设计方案的技术比选过程中经常会出现技术争议 , 因此有 必要开展植筋与开槽两种新老混凝土结合面处理方法的比
11、较 与分析方面的研究 。 1 结合面抗剪性能的试验设计 新老混凝土结合 面的处理是结构加固设计必须考虑的 问题。 关于新老混凝土结合面的处理方式及其性能的影响因 素, 国内外学者做了很多研究 m 】 。 本次新老混凝土结合面抗 剪性能试验共制作 1 2 个试件 , 具体尺寸及结构相关参数见表 1 和图 1 。 为了不影响老混凝土内主筋的受力 , 开槽深度的取为 25 mm 。 收稿 日期 :2 0 1 1 - 1 2 - 0 2 基金项 目:国家 自然科学基金 ( 5 0 9 7 8 2 2 1 ) 表 1 结合面抗剪性能试验试件设计参数 注 : 界面处理情况为混凝土表面凿毛深度 4 5 mm
12、, 并用高压水 清 洗 干净后再浇筑新混凝土。 新老混凝土的浇筑间隔时间为 1 2 0 d , 所有试件均在 自然 条件下浇水养护 1 0 d , 然后 自然养护直至试验。 由于试件剪切 破坏荷载相对较小, 本次试验通过压力传感器来精确测量所施 加的荷载大小。 试验加载采用逐步分级加载 , 每级加载完成后 稳定 4 mi n , 然后再进行下一级加载, 具体加载系统和加载程序 见图 2 、 3 所示。 试验过程中需要量测的数据及观察的内容有 : 试件的新老混凝土结合面两侧混凝土和植入钢筋的电阻应 变片在每级荷载下的应变数据, 电阻应变片的数据采用电阻应 变仪 自动测量; 在每级荷载下都要仔细观
13、察试件的裂缝开展 与发展的过程, 观察试件逐步破坏的过程及记录每个阶段的不 同形态特征 , 同时记录试件的开裂荷载 和破坏荷载。 1 3 0 1 5 3 0 I l 5 8 3 0 。 l 5 3 0 。 1 5 3 0 l 1 5 ( e ) NJ 一 5( t 3 N J 一 6 图 1 新老混凝 土结合面不同处理方法图示 ( 单位 : c m) o 图 2 试件加载装置 图 3 试件加载程序 注: P为计算破坏荷载标准数。 2 结合面抗剪性能的试验分析与比较 2 1 试件的破坏过程及特征 综合试件的试验过程 , 所有试件从开始加载到最终破坏都 经历了 3个基本阶段, 即弹性受力阶段、 开
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